Autore: Dott. Ing. Chiara Tibaldi
Uno dei metodi più efficaci e più utilizzati per il rinforzo delle murature è l'intonaco armato.
Esistono molteplici tipologie di intonaco armato: intonaco armato con rete elettrosaldata, sistemi FRCM, sistemi FRP.
Nel seguito si cercherà di spiegare in modo semplice e sintetico la differenza tra le varie tipologie di intervento.
I materiali ed i metodi costruttivi che verranno illustrati sono applicati anche nella realizzazione di:
Incatenamenti, confinamenti e cerchiature di edifici
Rinforzo sul piano e fuori dal piano di elementi strutturali
Consolidamento di archi e volte
Rinforzo e irrigidimento sul piano di solai in acciaio, legno, laterocemento
Miglioramento della resistenza a compressione di colonne e pilastri in muratura e cls
Consolidamento di strutture degradate
Sistemi FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix)
Gli FRCM sono dei compositi ovvero derivano dalla combinazione di una fase fibrosa resistente a trazione inglobata in una matrice in grado far aderire il sistema di rinforzo al supporto da consolidare.
Per definizione stessa, un materiale composito è detto materiale multifase, artificialmente creato, costituito dall’unione di due o più costituenti (le fasi).
Il sistema FRCM si distingue dal sistema FRP per la sua matrice che è inorganica (di calce o cementizia) e presenta numerosi vantaggi rispetto a quella organica degli FRP, soprattutto per le applicazioni alle murature, infatti questo tipo di matrice ha una maggiore affinità con questo tipo di supporti.
Il rinforzo è costituito da una rete oppure da elementi monodirezionali organizzati su un supporto a rete. I materiali di cui è costituita la rete possono essere di differenti tipologie:
acciaio ad alta resistenza;
arammide;
basalto;
carbonio;
poliparafenilenbenzobisoxazolo;
vetro alcali-resistente.
Generalmente i sistemi di rinforzo FRCM, nel caso in cui sia presente una singola rete, hanno uno spessore compreso tra 5 e 15 mm, al netto del livellamento del supporto. La distanza netta tra il contorno dei fili o i trefoli, nelle direzioni in cui sono presenti, non eccede solitamente 2 volte lo spessore della malta.
L’elevato rapporto fra resistenza e peso dei sistemi FRCM consente di esaltare le prestazioni meccaniche dell’elemento strutturale rinforzato, contribuendo essenzialmente a resistere agli sforzi di trazione, senza incrementarne la massa o modificarne significativamente la rigidezza.
I rinforzi FRCM mostrano, in generale, una buona compatibilità chimico-fisica con i substrati di muratura e di calcestruzzo, una certa permeabilità al vapore; inoltre, possono essere preparati ed applicati con semplicità mediante procedure fondamentalmente tradizionali.
Per le loro proprietà meccaniche, i rinforzi FRCM sono specificamente indicati nelle applicazioni per le quali sia richiesta la mobilitazione di deformazioni modeste, come tipicamente accade per il rinforzo di murature.
Sistemi FRP (Fiber Rinforced Polimer)
Come anticipato sopra questi sistemi si differenziano dagli FRCM per la loro matrice. Gli FRP rappresentano una valida alternativa per il consolidamento di elementi in muratura. Possono essere utilizzati sia per aumentare la resistenza nel piano che fuori piano di una parete.
Il comportamento di un elemento in muratura consolidato con materiali compositi è simile a quello di un elemento in calcestruzzo.
Il rinforzo verticale (nel caso di un maschio murario) ha la stessa funzione dell’armatura longitudinale, quello orizzontale ha la stessa funzione delle staffe e la muratura ha la stessa funzione del calcestruzzo.
Ai fini della verifica a pressoflessione, a differenza della teoria sugli elementi in calcestruzzo, cambiano i legami costitutivi che definiscono i materiali. Il legame costitutivo che definisce la muratura è elastico – perfettamente plastico, mentre quello che definisce il composito è elastico lineare fino a rottura (vedi figura).
Per la verifica agli Stati Limite Ultimi (SLU), si fanno le seguenti ipotesi:
Mantenimento delle sezioni piane;
Perfetta aderenza tra muratura e materiale composito;
Resistenza nulla a trazione per la muratura;
Resistenza nulla a compressione per il composito;
Comportamento elastico-perfettamente plastico per la muratura;
Comportamento elastico lineare fino a rottura per il composito.
Intonaco armato con betoncino e rete elettrosaldata
L’intonaco armato con rete elettrosaldata consiste in una rete elettrosaldata posta su entrambi i lati delle superfici murarie e rivestita con uno strato di intonaco a base cementizia o a base di calce.
Per trasferire le sollecitazioni di taglio sulla parete attraverso l'interfaccia tra intonaco e muratura, la rete deve essere collegata alla parete mediante ancoraggi opportunamente progettati.
Questo metodo, se pur ancora utilizzato, risulta meno performante rispetto alle tecnologie indicate sopra, infatti tra i difetti di questa metodologia c'è innanzitutto lo spessore (minimo 5cm).
Lo spessore e la rigidezza di questa metodologia influenzano quindi il centro delle masse e delle rigidezze della struttura modificandone in modo più sostanziale il comportamento.
Nei nostri progetti scegliamo questo metodo solamente nei piani semi interrati, dove l'azione sismica è meno impattante e per tanto la modifica di massa e rigidezza è meno influente.