Rinforzo a flessione di solai e irrigidimento di piano: strategie progettuali e tecnologie applicative

Azienda leader nel settore dei rinforzi strutturali, Kerakoll offre diverse tecnologie specifiche per incrementare la resistenza a flessione dei solai, assicurando sicurezza e durata nel tempo.

 

  

Sistema di rinforzo estradossale a basso spessore con il sistema Geolite FRC

L’intervento estradossale si realizza con uno strato a basso spessore (da 15 a 40 mm) composto da Geolite Magma Xenon in combinazione con Steel Fiber, un materiale composito a matrice inorganica ad alte prestazioni. Questo sistema è progettato per massimizzare l’efficacia meccanica del rinforzo grazie alla presenza di fibre di acciaio strutturali ad alte prestazioni, capaci di generare un’armatura tridimensionale diffusa all'interno dell’intero spessore della cappa.

Se opportunamente connesso agli elementi verticali tramite il connettore Steel Connect Wall, il sistema è in, grado di svolgere anche la funzione di piano rigido, garantendo la ridistribuzione delle azioni sismiche alle murature portanti.

 

Studio dell’aderenza all’interfaccia

Un elemento chiave nella funzionalità del rinforzo è il legame di aderenza tra il calcestruzzo esistente e il nuovo rivestimento fibrorinforzato. Questo aspetto è cruciale nei sistemi compositi costituiti da calcestruzzi di età e caratteristiche diverse.

Attraverso un programma di prove sperimentali svolto in collaborazione con l’Università di Padova, questo studio si propone di analizzare la forza di adesione all’interfaccia, valutando come la resistenza meccanica del supporto e la rugosità superficiale influiscano sulla qualità e sull’efficacia del legame tra i due materiali.

 

 

I supporti in calcestruzzo impiegati per le indagini sperimentali sono stati selezionati per rappresentare le tipologie più comunemente utilizzate nelle strutture in calcestruzzo armato nel settore dell’edilizia civile. I calcestruzzi sono stati identificati secondo le seguenti classi di resistenza: C8/10, C12/15, C16/20 e C20/25.

Come materiale di rivestimento (overlay) è stato adottato il sistema Geolite FRC, costituito dalla geomalta Geolite Magma Xenon combinata con Steel Fiber, in grado di conferire al composito elevate prestazioni meccaniche e duttilità.

Il trattamento della superficie dei campioni è stato effettuato dopo il periodo di maturazione standard di 28 giorni. La tipologia di trattamento prevede il raggiungimento di quattro intensità di rugosità: molto ruvido (VR), ruvido (R), liscio (S) e molto liscio (VS). Per l’identificazione delle quattro classi di rugosità si è preso a  riferimento le indicazioni presenti in EOTA TR066.

  

 

Sulle superfici dei campioni preparate secondo le classi di finitura S (liscio) e VS (molto liscio), è stato applicato, all’interfaccia tra il calcestruzzo esistente e il getto del sistema GeoLite FRC, uno dei seguenti promotori di adesione:

• Epobinder, sistema epossidico fluido specifico per riprese di getto
• Primer Uni, promotore di adesione universale

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Test set-up di prova

Le prove sperimentali sono state eseguite applicando una forza di compressione alle estremità dei provini tramite due piastre in acciaio (vedi Figura 2). Per garantire una distribuzione omogenea del carico verticale totale (P) ed evitare concentrazioni di tensione dovute a eventuali irregolarità superficiali, tra i campioni e le piastre è stato interposto un sottile strato di neoprene.

Durante l’esecuzione delle prove sono stati monitorati e registrati gli scorrimenti relativi all’interfaccia tra il substrato in calcestruzzo e il rivestimento fibrorinforzato, al fine di valutare l’efficacia del legame adesivo tra i due materiali.

La sollecitazione di taglio all'interfaccia, per entrambe le soluzioni, può quindi essere stimata dalla semplice relazione sotto l’ipotesi di tensione tangenziale uniformemente distribuita lungo la superficie di contatto:

𝜏𝑎=𝑃/2𝐴

dove P è il carico applicato e A è l’area di contatto.

  

Contributi emersi dalla sperimentazione

I risultati sperimentali analizzano l’influenza della resistenza del calcestruzzo di substrato e della rugosità della superficie di contatto tra substrato e overlay.

Per ciascuna classe di rugosità, viene presentato il confronto tra i valori medi di resistenza a taglio ottenuti da campioni con differenti classi di resistenza del calcestruzzo del supporto.

 

 

Si rileva che, in media, l’aumento della classe di resistenza del calcestruzzo di substrato determina un incremento della resistenza a taglio. Tale tendenza è confermata per tutte le classi di rugosità analizzate, con effetti particolarmente evidenti nelle superfici caratterizzate come molto liscio (VS) e liscio (S).

Per i campioni realizzati con substrati di classe C8/10 e C12/15 e finitura superficiale molto liscio (VS) e liscio (S), si osserva inoltre un'influenza significativa derivante dall’impiego dell’Epobinder, un sistema epossidico fluido specificamente progettato e certificato per le riprese di getto.

 

 

Sulla base dei dati sperimentali raccolti, si possono formulare le seguenti conclusioni principali:

• L'influenza della resistenza a compressione del calcestruzzo di supporto rappresenta un parametro rilevante nell’influenzare lo sforzo di taglio all'interfaccia tra calcestruzzi con età diverse. In particolare, il calcestruzzo C20/25 ha mostrato un incremento più significativo della forza di adesione.
• La rugosità superficiale del substrato gioca un ruolo determinante nel definire la forza di adesione all’interfaccia, in relazione alle classi di resistenza del calcestruzzo indagate.
• La modalità di rottura prevalente è costituita dalla fessurazione del substrato in prossimità dell’interfaccia.

 

Una gamma completa per il rinforzo a flessione dei solai

Completano il sistema Geolite FRC per il rinforzo estradossale in basso spessore i connettori della linea Steel Connect, progettati da Kerakoll per garantire massima efficacia e versatilità in cantiere.

A seconda della tipologia di solaio, è possibile scegliere tra:

• Steel Connect C, la soluzione ideale per realizzare connessioni verticali nei rinforzi a flessione di solai in calcestruzzo armato.
• Steel Connect W, certificato CE secondo EAD anche in combinazione con sistemi FRC, perfetto per connessioni a taglio su solai in legno.
• Steel Connect Wall, pensato per la realizzazione di diaframma di piano, tramite il collegamento della nuova soletta agli elementi verticali.

 

Steel Connect C

Steel Connect C assicura il collegamento del solaio esistente alla soletta ex novo, garantendo il corretto trasferimento delle azioni sismiche e implementando resistenza a flessione e rigidezza. Certificato secondo le norme europee per il fissaggio su calcestruzzo fessurato e non fessurato in categoria di prestazione sismica C1.

 

 

Steel Connect C garantisce:

• Elevata resistenza a taglio del sistema di connessione
• Fissaggio certificato su calcestruzzo fessurato e non fessurato
• Galvanizzazione protettiva
• Intervento con spessori ridotti
• Facilità di applicazione tramite installazione a secco

 

Steel Connect W

I connettori a taglio Steel Connect W sono progettati per il rinforzo a flessione e irrigidimento di piano di solai in legno con soletta collaborante. Sono caratterizzati da elementi a uno o due fori, per l’installazione di viti da legno, anch’esse marcate CE, secondo le esigenze di cantiere. Inoltre, la possibilità di scegliere l’inclinazione a 45 o 90 gradi della vite permette di sfruttare a pieno l’intera lunghezza della trave in legno, soprattutto nelle zone più critiche.

  

 

Steel Connect W garantisce:

• Facilità di applicazione tramite installazione a secco senza preforo
• Elevata durabilità grazie a galvanizzazione protettiva dell’acciaio
• Elevata rigidezza e resistenza al taglio
• Fissaggio dei connettori certificato in combinazione con sistema Geolite FRC, costituito da Geolite Magma Xenon e Steel Fiber, per interventi di spessori ridotti, e in combinazione con getto di calcestruzzo tradizionale o alleggerito.
• Possibilità di applicazione su trave, singolo tavolato e doppio tavolato

 

Steel Connect Wall

Steel Connect Wall è l’innovativo sistema di connessione perimetrale studiato per assicurare il collegamento del solaio alle pareti perimetrali garantendo il corretto trasferimento delle azioni sismiche alle strutture verticali, riducendo i rischi legati ai meccanismi di collasso locali.

 

 

Steel Connect Wall è la soluzione ideale per:

• Adeguamento e miglioramento del comportamento sismico di strutture in muratura e calcestruzzo armato
• Realizzazione di diaframma di piano con sistemi Geolite FRC e calcestruzzi tradizionali o alleggeriti
• Connessione tra il diaframma di piano e gli elementi sismo resistenti al fine di assicurare la continuità strutturale degli elementi portanti dell’edificio
• Riduzione del rischio di collassi locali in abbinamento al sistema Geolite FRC costituito da Geolite Magma Xenon e Steel Fiber.

 

Conclusioni e progettazione

In conclusione, nell’ambito degli interventi su solette in c.a., è fondamentale valutare attentamente le diverse condizioni del supporto per garantire l’efficacia dell’intervento.

In presenza di una cappa in calcestruzzo di buona qualità (a), è necessario assicurare una rugosità di grado 9 (≥ 5 mm) per ottenere un’adeguata aderenza tra i materiali. Quando non è possibile procedere con la bagnatura del supporto (b), l’uso del Primer Uni rappresenta una valida alternativa, migliorando l’adesione tra getti vecchi e nuovi. In situazioni che richiedono un’elevata prestazione adesiva (c), l’impiego di Epobinder, il connettore chimico conforme alle normative EN 1504-4 e EN 1504-6 e certificato EC1 Plus, permette di aumentare in modo significativo l’adesione grazie anche a un tempo aperto allungato. Infine, in caso sia necessario garantire un collegamento strutturale meccanico (d), è possibile ricorrere a Steel Connect C, il connettore meccanico certificato ETA, ideale per l’impiego su calcestruzzo armato.

La scelta del sistema più adatto dipende quindi dalle condizioni del supporto e dagli obiettivi prestazionali dell’intervento.

A supporto della progettazione, Kerakoll mette a disposizione Genius Lab, una piattaforma digitale avanzata che consente non solo la modellazione del sistema di rinforzo in base alle sollecitazioni agenti, ma anche la quantificazione economica dell’intervento, offrendo al progettista uno strumento completo per una proposta tecnica e commerciale integrata.

Continua la lettura nel pdf in fondo in allegato.

  

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