Ristilatura armata: incremento della resistenza di murature portanti. Particolari costruttivi

L’articolo approfondisce la tecnica della ristilatura armata come intervento di consolidamento locale delle murature portanti. Il problema tecnico affrontato riguarda la carenza di resistenza a taglio e la ridotta capacità di collegamento tra gli elementi murari, condizioni che possono favorire l’attivazione di meccanismi fessurativi e cinematismi locali.

Attraverso particolari costruttivi*, liberi da copyright, vengono illustrati i criteri di esecuzione dell’intervento, le modalità di preparazione dei giunti, l’inserimento delle armature e la successiva stilatura con malte compatibili.

L’obiettivo è incrementare la capacità resistente e migliorare il comportamento meccanico della parete, nel rispetto delle esigenze di compatibilità materica e reversibilità, soprattutto nei contesti di edilizia storica.

Il contributo è rivolto a professionisti del restauro impegnati nella progettazione di interventi di miglioramento e consolidamento di edifici in muratura.

^*Testo e tavole progettuali tratti dal NUOVO LIBRO di Massimo Mariani 
INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO E RESTAURO DEGLI EDIFICI IN MURATURA. PARTICOLARI COSTRUTTIVI,
in corso di pubblicazione su INGENIO. 
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Ristilatura armata su una struttura in muratura in pietra a vista e fasciature in acciaio con "Dispositivo Massimo Mariani"

Intervento descritto nel capitolo "Incremento resistenza murature portanti", paragrafo 1.2.1

I danni riscontrati sulle strutture murarie portanti della Chiesa e della sua torre campanaria possono essere attribuiti alla concomitanza di due cause: la prima legata ad un dissesto idrogeologico e quindi fondale la seconda dovuta all’accumulo del danno sulla muratura dovuta alle deformazioni prodotte dal ripetersi dei sismi del passato (figure da 1.2.1a, 1.2.1b, 1.2.1c e 1.2.1d).

Dovendo intervenire per restituire dignità strutturale agli elementi resistenti dell’edificio, si è ipotizzato necessario, soprattutto in ragione dell’esplicito quadro fessurativo che mostra lesioni di estrema gravità, di non limitare l’intervento a singole parti ma di rivitalizzare le strutture con metodi non invasivi che consentiranno la costituzione di un sistema resistente perché ampliato alla partecipazione di ogni parte della struttura.

Seguendo questi presupposti e non essendo possibile intervenire dall’interno della chiesa perché dipinto, è stato progettato un intervento con il metodo della “ristilatura armata” da ottenersi con l’inserimento di trefoli in acciaio inox AISI 316, del diametro di 4 mm, costituiti da 49 fili, all’interno delle giunzioni tra gli elementi componenti la muratura (figura 1.2.1e).

Le barre filettate di ancoraggio dei trefoli alle murature, anch’esse in acciaio inox, avranno un diametro di 10 mm e saranno inserite nelle perforazioni di 12 mm di diametro da eseguire nella muratura. I fori sono stati previsti sempre sulla convergenza di incroci fra le connessure. La saturazione del foro con la barra inserita avverrà con materiali collanti di pari efficacia della resina epossidica bicomponente. Le materie collanti-ancoranti dovranno possedere all’origine, media densità e raggiungere una maturazione del 70% di quella totale entro 15/20 minuti dall’iniezione all’interno del foro. La consistenza e la celerità di indurimento del materiale collante hanno lo scopo di limitare la sua diffusione all’interno della muratura con presenza di vuoti prodotti anche dal fenomeno della dissociazione muraria generata e cumulata dai sismi del passato.

Successivamente a questa operazione di ancoraggio del rinforzo alla muratura, è stata prevista la risigillatura delle connessure con idonea malta a base di calce avente medesima cromia della malta precedentemente asportata (figure 1.2.1f, 1.2.1g, 1.2.1h e 1.2.1i).

Riguardo alla torre campanaria, questa mostra alcune deformazioni strutturali, le stesse per le quali, anni addietro sono state necessarie opere di consolidamento strutturale murario.

Per questi motivi si è ritenuto indispensabile, ai fini della sicurezza del campanile e per prevenire danni da questo indotti alla sottostante chiesa dovuti a crolli anche parziali, di ricorrere ad un intervento di consolidamento strutturale sia all’esterno che all’interno della torre.

Anche in questo caso la tecnica scelta è stata quella della “ristilatura armata” applicata esternamente al campanile facendo ricorso a trefoli del diametro di 4 mm, composti da 49 fili di acciaio inox AISI 316, inseriti nelle connessure (giunti) murarie scarnite della malta preesistente.

All’interno del campanile sarà eseguito un intonaco con malta fibrorinforzata all’interno della quale si porrà una rete di acciaio elettrosaldata zincata a caldo, del diametro di 5 mm avente maglia (10 × 10)cm.

L’intervento esterno e quello interno saranno uniti con barre di acciaio inox AISI 316, che avranno un diametro di 18 mm, da inserire entro fori del diametro di 22 mm. La saturazione dei fori avverrà con materiali collanti di pari efficacia rispetto alle resine epossidiche bicomponenti. La successiva risigillatura delle connessure dovrà avvenire con malta M15 a base di calce avente medesima cromia della malta precedentemente asportata (figure da 1.2.1g, 1.2.1h e 1.2.1i).

Infine, all’interno della torre campanaria su quattro livelli, sarà prevista una fasciatura di rinforzo perimetrale da ottenersi con profilati piatti di acciaio (10 × 200)mm vincolati alla parete con barre filettate, anch’esse di acciaio, aventi un diametro di 20 mm, inserite in fori di 24 mm lunghi ¾ dello spessore della muratura. Anche per queste lavorazioni la saturazione dei fori dovrà avvenire con materiali collanti di pari efficacia rispetto alle resine epossidiche bicomponenti. Le fasce di acciaio saranno rese solidali alla struttura operando le pre-sollecitazioni a dadi M 20, per mezzo del “Dispositivo Massimo Mariani” (figure 1.2.1j e 1.2.1k).

Ristilatura armata per fasce per il rinforzo di una struttura in muratura di mattoni

Intervento descritto nel capitolo "Incremento resistenza murature portanti", paragrafo 1.2.1.1

L’intervento di rinforzo del campanile di un complesso religioso (figura 1.2.1.1a) è stato progettato con tre fasciature esterne, poste a diversi livelli, ottenute con la tecnica della “ristilatura armata" con trefoli di acciaio inox AISI 316 da 3 mm a 49 fili da eseguire tra le connessure murarie che rimarranno a “faccia vista” (figure 1.2.1.1a e 1.2.1.1b).

L’intervento ha avuto lo scopo di “cerchiare" la torre campanaria a diversi livelli al fine di recuperare la sua rigidezza originaria.

Ristilatura muraria armata esterna e in parte intonaco interno con malta fibrorinforzata, con rete in fibra di vetr

Intervento descritto nel capitolo "Incremento resistenza murature portanti", paragrafo 1.2.2

Gli interventi di consolidamento della facciata di una chiesa “Leonina” di fine XIX secolo sono stati necessari per coadiuvare la struttura durante e dopo la sua "liberazione" da una muratura aggiunta nel XX secolo. Cosicché, al fine di evitare qualsiasi trauma della facciata, è stato eseguito un consolidamento strutturale “compensativo" della rimozione della parte in muratura aggiunta, attraverso una rigenerazione (rafforzamento) muraria effettuato nell’immediato successivo allo smontaggio liberativo.

Tale rafforzamento è stato ottenuto con la tecnica della ristilatura armata eseguita sul paramento della facciata esterna con l’ausilio di trefoli di acciaio inox AISI 316 di 3 mm di diametro, a 49 fili, inseriti all’interno delle connessure murarie, così da divenirne armatura invisibile, occultata dalla ristilatura delle connessure stesse facendo ricorso ad un’idonea malta a base di calce e inerti (figura 1.2.2a, 1.2.2b, 1.2.2c e 1.2.2d).

I fili di rinforzo, una volta inseriti nelle connessure della muratura, sono stati ancorati alla stessa per mezzo di perni di acciaio, anch’essi inox, inseriti in fori della muratura, saturati con resine epossidiche bicomponenti (o similari), a media densità e con tempo di maturazione non superiore a 15 minuti. I perni hanno fissato le funi di acciaio alla muratura facendo ricorso a mini “rostri” che, una volta bloccate le funi, sono stati serrati con dadi e rondelle (Figure 1.2.2e e 1.2.2f).

L’intervento di ristilatura armata è stato effettuato su tutta la facciata frontale della Chiesa e prolungato anche sulle facciate laterali per circa 2 m. Ciò ha garantito la continuità della fasciatura alle strutture perpendicolari alla facciata, inerzialmente efficaci per il contenimento rispetto alle possibili azioni sismiche di martellamento sulla facciata principale. Tali fenomeni potrebbero provocare il licenziamento della stessa dal sistema strutturale generale.

Le tipologie dell’intervento di rinforzo murario sono state le seguenti:

• a) con perni passanti la muratura;
• b) con perni contenuti all’interno dello spessore della muratura.

I perni passanti hanno avuto il compito di collegare i due sistemi del rinforzo murario previsto costituiti dall’intonaco rinforzato all’interno del sottotetto sopra le volte della chiesa e dalla ristilatura armata all’esterno della stessa (Figure 1.2.2g e 1.2.2h).

La tecnica ha previsto le seguenti fasi di lavoro:

1. esecuzione del foro nelle murature senza uso di acqua;
2. pulitura del foro con aria;
3. inserimento della barra di lunghezza pari allo spessore della muratura con un franco in esubero di 10 cm per parte;
4. sigillatura del foro eseguita sul lato della ristilatura armata, all’esterno, con malta di calce additivata;
5. saturazione del foro, dall’interno, con resina epossidica bicomponente (o con materiali di pari efficacia concordati e testati con la DL) a media densità con maturazione del 70% entro 15 minuti dall’iniezione, previa stuccatura di chiusura del foro attorno al beccuccio di iniezione al fine di ottenere una soddisfacente saturazione dello stesso;
6. intervento, anche contemporaneo, su entrambe le facce della parete a completa maturazione delle malte avvenuta, operando, una presollecitazione controllata delle barre attraverso il serraggio dei dati.

Questa operazione ha consentito un adeguato vincolo alle funi della ristilatura armata e alla rete in fibra di vetro (GFRP) dell’intonaco strutturale di malta fibrorinforzata.

L’intervento attraverso il serraggio dei dadi su entrambe le facce ha creato un vincolo saldo dei fili di acciaio alle pareti e il placcaggio della parete per mezzo dell’intonaco strutturale.

Le fasi dell’intervento sulla restante parte della facciata sono state le stesse di quelle precedentemente esposte per la muratura, confinata su entrambe le facce, ma senza che i fori e le barre abbiano raggiunto la parte interna, interrompendosi 10 cm prima.

La ristilatura armata sulla facciata esterna è stata vincolata alla base della stessa, con altri fori armati eseguiti 20 cm sotto l’attuale piano di calpestio della piazza (Figura 1.2.2i).

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