Ripristino e rafforzamento pilastri con MAPEI: un case history

L’articolo presenta un intervento di ripristino e rafforzamento di una “pilastrata” d’angolo in c.a.  per un edificio degli anni sessanta a Salerno, realizzato esclusivamente con prodotti Mapei : Fibre HPC , Malta premiscelata colabile Planitop HPC, Malta cementizia tissotropica Mapegrout FMR , Mapefer 1K.

La costruzione del fabbricato risale al 1967, l’edificio,  a destinazione mista – commerciale al piano terra, residenziale a quelli superiori e parcheggio interrato - si sviluppa per sei piani fuori terra e per due piani sotto il livello strada. 
La struttura portante è costituita da telai in c.a. di travi e pilastri. I solai sono del tipo travetti in c.a. e pignatte di altezza 16+4. La struttura nella sua generalità si presentava senza particolari stati fessurativi sulle murature di tamponamento mentre solo in corrispondenza del pilastro d’angolo, oggetto di intervento, dello spigolo sud-ovest del fabbricato sulle superfici interne ed esterne della parete perimetrale erano evidenti lesioni verticali.

Condizioni del pilastro ante-operam, eliminato in parte il copri ferro, sulla sinistra si nota l’intervento di risanamento per l’inserimento della piastra d’appoggio dei puntelli

Al piano garages il pilastro mostrava, prevalentemente alla base, fessurazioni longitudinali e distacco del copriferro.
Al terzo piano i ferri di armatura visibili presentavano grosse scaglie ossidate con riduzione della sezione originaria. Il calcestruzzo in alcune zone si presentava alquanto degradato con qualche lesione che sembrava estendersi verso l’interno del pilastro.
Evidentemente la pilastrata costituita da nove livelli necessitava di lavori urgenti di rafforzamento consistenti essenzialmente in una “fasciatura armata” che collegasse i piani sovrastanti la fondazione. Tale fasciatura ha sostituito lo strato di copriferro asportato (senza aumento della sezione) ed è composta da uno strato di materiale cementizio speciale e, se necessario per il degrado delle armature presenti, da integrazione di armature filanti, staffe e retina di contenimento. Ciò ha permesso di considerare, ai fini statici, un nuovo elemento strutturale “composto” in grado di contribuire ad assorbire le sollecitazioni provenienti dall'alto. 

puntelli in opera per la passivazione armature 

SCELTA INTERVENTO
Considerato che il degrado del calcestruzzo sembrava esteso, diffuso e tale da non rappresentare una carenza della parte superficiale, ma anche un indicatore di difetto più profondo, si è ritenuto necessario prevedere un intervento che oltreché bloccare i processi di degrado esterni ed evidenti e ricostruire le parti mancanti con opportuno copriferro, costituisse di per sé un elemento con un proprio nucleo portante solido che contribuisse alla staticità della struttura non solo in termini di duttilità ma anche di resistenza.
Tra i vari metodi utilizzati allo scopo si è scelto quello di incamiciatura in calcestruzzi fibrorinforzati (HPFRC) ad elevatissime prestazioni che uniscono elevati valori di resistenza meccanica, con ottimali valori di duttilità e di resistenza a trazione costituendo un rinforzo strutturale altamente prestazionale ed una corretta efficacia come barriera anticarbonatazione ed antiossidazione nel miglioramento della durabilità nel tempo.
Questa tecnica si è dimostrata efficace per il rinforzo di pilastri esistenti in c.a. e nodi trave-pilastro.
La soluzione adottata consiste nel getto attorno all’elemento strutturale, una volta eliminato il copri ferro e/o il calcestruzzo ammalorato, di una camicia in HPFRC di spessore contenuto entro i 30-40 mm previo decompressione della pilastrata ai vari livelli di circa il 30% del carico portato dal pilastro. I vantaggi nell’utilizzo della tecnologia di rinforzo con calcestruzzi fibrorinforzati ad elevatissime prestazioni sono molteplici tra cui, nel caso in esame, quello di poter sfruttare la resistenza a trazione del materiale, la duttilità e la resistenza alla temperatura maggiore rispetto ad altri sistemi di applicazione.
L’intervento è stato effettuato per tutta l’altezza del pilastro a partire dal piano della fondazione. 

Pilastro e nodo trave-pilastro pronti per la casseratura

INTERVENTI PROGETTUALI
Sinteticamente gli interventi si possono così riassumere:

• Isolamento della zona di intervento dalle zone abitate mediante partizioni realizzate in cartongesso su montanti metallici;
• Approntamento ponteggi esterni dotati di piattaforma di elevazione carichi;
• Tagli della tamponatura per distaccare il pilastro;
• Saggi sulla resistenza del cls. e sull’ integrità delle armature;
• Messa in opera di idonea puntellatura per ridurre il carico permanente sul pilastro;
• Asportazione in profondità del calcestruzzo ammalorato da eseguirsi sul pilastro e sui nodi travi pilastro mediante idroscarifica fino al raggiungimento dello strato del cls. con caratteristiche di buona solidità ed omogeneità e comunque non carbonato.
•  Sigillature di eventuali lesioni presenti nella struttura;
•  Passivazione delle armature; 
• Integrazione delle armature particolarmente degradate (ferri verticali e staffe) in predisposti fori e scanalature all’interno del calcestruzzo;   Predisposizione di armatura in rete d’acciaio fissata a connettori inghisati al pilastro nel caso che lo spessore di ripristino del calcestruzzo, dopo l’asportazione di quello ammalorato, risulti maggiore di 40 mm;
• Predisposizione casseforme a perfetta tenuta intorno al pilastro, in maniera da eseguire il getto per tappe non superiori ai 2 metri di quota;
• Getto di calcestruzzo fibrorinforzato con fibre in acciaio a norma CE mediante semplice colata dall’alto, del prodotto adeguatamente mescolato al fine di ottenere le prescritte caratteristiche di fluidità, auto livellazione, di valori fisicomeccanici e di duttilità, necessari all’ottenimento del rinforzo strutturale; il calcestruzzo sarà confezionato in cantiere mediante miscelazione con mescolatore così come previsto dalla relativa scheda tecnica;
• Protezione del getto mediante guaina protettiva per 2-3 giorni
• Scassero
• Ripristino tompagnatura, intonaco e pitturazione   

ferri spazzolati e barre integrate

MATERIALI IMPIEGATI E RESISTENZE DI CALCOLO
In base alle indagini svolte per i materiali caratterizzanti le strutture esistenti del pilastro prima del risanamento si sono ipotizzati i seguenti:

• Calcestruzzo esistente, senza l'effetto di confinamento visto l'eccessivo passo delle staffe, Tipo C16/20 (Rck 200)
• Barre di acciaio liscio esistente tipo Aq42 (Tensione caratteristica di snervamento Rsk=2300 kg/cmq;  Tensione caratteristica di rottura Rrk=4200 kg/cmq; Allungamento As=20%). 

Per la realizzazione dei RISANAMENTI sono stati impiegati i seguenti materiali:

- malta bicomponente fibrorinforzata a ritiro compensato ad elevatissime prestazioni meccaniche e ad elevata duttilità da impiegarsi con fibre di acciaio rigide (Fibre HPC  MAPEI), a base di cementi ad alta resistenza, aggregati selezionati, speciali additivi (Planitop HPC  MAPEI). 
La malta confezionata con le seguenti modalità: 100 parti di componente A (polvere) con 6,5 parti di componente B (Fibre HPC) (1,625 kg di fibre per ogni sacco da 25 kg) e 12-13 parti di acqua (3,0-3,2 l di acqua per ogni sacco da 25 kg);
 avrà le seguenti caratteristiche meccaniche:

• Resistenza a compressione (EN 12190) (MPa): 130 (dopo 28 gg)
• Resistenza a flessione (EN 196/1) (MPa): 32 (dopo 28 gg)
• Resistenza a trazione (BS 6319) (MPa): 8,5 (dopo 28 gg)

- trattamento passivante dei ferri d’armatura, mediante applicazione a pennello di doppia mano di malta cementizia anticorrosiva, monocomponente, a base di leganticementizi, polimeri in polvere e inibitori di corrosione ( Mapefer 1K  MAPEI) 

- malta tissotropica bicomponente, a ritiro compensato e a presa normale, a basso modulo elastico (27 GPa), a base cementizia, aggregati selezionati, fibre metalliche (Mapegrout FMR  MAPEI) per la ricostruzione di strutture degradate in calcestruzzo. Il prodotto dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN 1504-3 per le malte strutturali di classe R4 e avere le seguenti caratteristiche prestazionali:

• Resistenza a compressione (EN 12190) (MPa): > 64 (a 28 gg)
• Resistenza a flessione (EN 196/1) (MPa): 11 (a 28 gg)

- resina epossidica bicomponente iperfluida, a bassissima viscosità ed esente da solventi (Epojet LV  MAPEI) per il ripristino monolitico e consolidamento strutturale, mediante iniezione a bassa pressione o colatura, di microfessure nel calcestruzzo. Il prodotto dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN 1504-5.

- resina epossidica bicomponente fluida, a bassa viscosità ed esente da solventi (Epojet  MAPEI) per l’ancoraggio dell’armatura d’acciaio .

- Nuove barre di acciaio ad aderenza migliorata tipo Acciaio B450C (Resistenza caratteristica Fyk = 450 N/mm2).

 
Dettaglio rinforzo tipo del pilastro

I materiali caratterizzanti le strutture esistenti dei pilastri dopo il risanamento sono i seguenti:
Calcestruzzo esistente, con l'effetto confinamento visto che verranno posizionate nuove staffe di contenimento con passo adeguato, Tipo C16/20 confinato (fck 16) (vedi il calcolo seguente delle caratteristiche del calcestruzzo confinato)
Barre di acciaio liscio esistente tipo Aq42 

Il pilastro ripristinato

scarica pdf dominio di resistenza della sezione con e senza intervento

SCHEDA PROGETTO
Titolo: Ripristino e rafforzamento pilastro c.a. angolo sud-ovest fabbricato
Settore: Recupero strutturale
Luogo: Salerno
Committente: Condominio Via L.Guercio,192
Progettista: ing. Emilio Ricco - Salerno -
Impresa: Luigi Bottone - Fisciano - (SA)
Monitoraggio decompressione pilastro: Cutino Sistemi di pesatura - Lancusi -(SA)
Fornitore prodotti Mapei: Edilsaba - Baronissi - (SA)

Prodotti utilizzati:
Fibre HPC MAPEI 
Malta premiscelata colabile Planitop HPC MAPEI 
Malta cementizia tissotropica Mapegrout FMR MAPEI 
Trattamento passivante dei ferri d’armatura, mediante applicazione di Mapefer 1K MAPEI 

Scarica la relazione illustrativa completa del progetto

Scarica la relazione al genio civile

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