Il calcestruzzo fibrorinforzato è un materiale composito che viene utilizzato in edilizia come materiale da costruzione. Rispetto al tradizionale calcestruzzo presenta alcune differenze, in quanto è combinato con altri materiali, che ne determinano specifiche caratteristiche.
I materiali da costruzione, del resto, sono continuo oggetto di ricerca e sviluppo, con lo scopo di individuare strategie per risolvere eventuali criticità e migliorare le prestazioni assicurate, anche in risposta all’evolvere delle esigenze progettuali e costruttive.
Il calcestruzzo fibrorinforzato, ad esempio, può integrare differenti fibre e offre vantaggi interessanti soprattutto in alcune applicazioni, in cui la resistenza e la durabilità sono qualità essenziali.
Che cos’è il calcestruzzo fibrorinforzato
Il calcestruzzo fibrorinforzato (FRC – Fiber Reinforced Concrete) è un materiale composito che nasce dall’integrazione di fibre nella matrice cementizia. La loro aggiunta migliora significativamente le proprietà meccaniche del calcestruzzo, aumentando resistenza a trazione, duttilità e durabilità. A differenza del tradizionale calcestruzzo, debole alle sollecitazioni a trazione che ne provocano fessurazioni e crepe tali da comprometterne le prestazioni, si caratterizza per una maggior resistenza agli urti, alla fatica e agli sbalzi di temperatura, proprio grazie al lavoro combinato delle fibre inglobate. Ciò non significa eliminare eventuali fessurazioni, ma solo aumentare la resistenza del calcestruzzo, anche dopo l’apertura di fessure, proprio per l’effetto “ponte” giocato dalle fibre inserite nel materiale.
Altri vantaggi interessanti di questi materiali riguardano sicuramente la loro durabilità nel tempo, conseguenza diretta alla maggior resistenza a urti e usura. Ciò permette di allungare la vita media dei componenti realizzati, riducendo anche i costi di manutenzione. Anche la posa in opera è più rapida, con impatti positivi sulla gestione dei cantieri. È chiaro, però, che è essenziale una corretta progettazione. Per quanto riguarda i costi, questi sono superiori rispetto a quanto avviene con calcestruzzi tradizionali, proprio per i differenti vantaggi assicurati.
Calcestruzzo fibrorinforzato: i riferimenti normativi
Il calcestruzzo fibrorinforzato è inserito nelle NTC 2018 come materiale da costruzione per la realizzazione di elementi strutturali e per il consolidamento di strutture esistenti.
Il materiale, per essere utilizzato, deve essere marcato CE secondo le norme europee, come la UNI EN 14889-1 e la UNI EN 14889-2 e valutato in base ai valori di resistenza calcolati secondo la UNI EN 13651:2007.
Inoltre, il CSLP (Cosniglio Superiore dei Lavori Pubblici) ha pubblicato le “Linea guida per l’identificazione, la qualificazione, la certificazione di valutazione tecnica ed il controllo di accettazione dei calcestruzzi fibrorinforzati FRC (Fiber Reinforced Concrete)”.
Quali fibre si utilizzano per i calcestruzzi FRC
Per la realizzazione di un calcestruzzo FRC ad alta resistenza è possibile mescolare alla matrice cementizia differenti fibre, che vengono classificate proprio in base al materiale che le caratterizza e alle funzioni che sono in grado di assolvere. Si possono distinguere, inoltre, alcuni aspetti quali la lunghezza, il diametro e la forma delle fibre, che incidono a loro volta sulla tipologia di materiale finale che si ottiene.
Il panorama dei materiali disponibili è ampio e la scelta potrebbe ricadere su fibre in acciaio, fibre sintetiche polimeriche, fibre di vetro, fibre di carbonio o anche fibre di matrice naturale, provenienti da materiali come la canapa o il cocco.
Le NTC 2018, però, citano esplicitamente le soluzioni realizzate con fibre in acciaio, che migliorano proprio la resistenza a trazione e la capacità di carico post-fessurazione, e fibre in materiale polimerico, come quelle in polipropilene, utilizzate per ridurre il ritiro plastico e migliorare la resistenza agli agenti chimici.
Anche le linee guida del CSLP, per quanto indichino le fibre di carbonio, di vetro e di materiali naturali tra le possibilità disponibili, si applicano solo ai calcestruzzi FRC realizzati con fibre di acciaio e polimeriche.
Applicazioni del calcestruzzo fibrorinforzato
Le applicazioni di questo materiale innovativo sono molteplici e comprendono settori dell’ingegneria civile e industriale. Il calcestruzzo con fibre in acciaio viene spesso utilizzato per la realizzazione di infrastrutture stradali, ma anche per pavimentazioni industriali, parcheggi o in generale superfici sottoposte a carichi significativi, sostituendo l’armatura con rete elettrosaldata che si utilizza nelle costruzioni tradizionali.
Può essere utilizzato anche per la realizzazione di elementi prefabbricati, come conci per tunnel, rivestimenti per gallerie o tubi. Anche il calcestruzzo con fibre in materiale polimerico (detto anche SNFRC, Synthetic Fiber Reinforced Concrete), purchè specificatamente strutturale, può essere utilizzato per ambiti in cui serve maggior resistenza.
Questi calcestruzzi trovano ampia applicazione anche nel campo delle costruzioni antisismiche, proprio per la loro duttilità, ma anche nelle opere di restauro e rinforzo strutturale degli edifici esistenti, con diversi prodotti disponibili sul mercato e specificatamente pensati per il consolidamento di solai, travi e pilastri. Si parla, spesso, di microcalcestruzzo fibrorinforzati ad alte prestazioni, che richiedono spessori contenuti, pur garantendo elevata resistenza.
Le fibre naturali o di vetro, invece, sono generalmente utilizzate per la realizzazione di elementi non strutturali.
Consiglia questo approfondimento ai tuoi amici
Commenta questo approfondimento
