Il sistema Reticolatus per il rinforzo di murature faccia vista: stato dell’arte

Nel presente articolo sono riassunte le principali caratteristiche della tecnica di rinforzo di murature storiche faccia a vista denominata Reticolatus, evidenziandone le particolarità, le applicazioni e le possibili evoluzioni.
L’intervento viene descritto nelle sue caratteristiche operative al variare della tipologia muraria cui è applicato (muratura di conci irregolari o muratura di conci regolari) e della presenza o meno di intonaco su una delle superfici (rinforzo di entrambe le superfici murarie o applicazione in abbinamento alla realizzazione di un intonaco armato con rete in fibra di vetro su una delle due facce).
Vengono ricordati quindi i principi di funzionamento meccanico del rinforzo e sono messe in evidenza le regole di applicazione da rispettare per garantirne l’efficacia.
Si riportano, sinteticamente riassunti, i risultati delle prove sperimentali fino ad oggi eseguite, e si mostrano i criteri di dimensionamento da seguire nella progettazione.

INTRODUZIONE
Il dibattito scientifico svoltosi negli ultimi decenni sul tema del consolidamento sismico delle strutture murarie storiche ha evidenziato che il requisito di base da soddisfare per garantire una buona risposta dell’edificio alle sollecitazioni dinamiche oltre che statiche è il possedere una qualità muraria sufficiente [1].
Numerose sono le tecniche proposte come migliorative delle caratteristiche meccaniche della muratura; fra le più recenti possono essere ricordate quelli che prevedono il placcaggio con compositi a base di fibre unidirezionali [2-3], la realizzazione di un intonaco armato con rete in FRP (Fiber Reinforced Polymer) [4-5], o interventi con compositi fibrorinforzati con matrici inorganiche [6-8]. Tali tecniche hanno tuttavia il limite applicativo di non preservare l’originario aspetto della muratura su cui si interviene.
Nel 2008 è stata proposta la tecnica del Reticolatus [9-11], che consente di intervenire su murature storiche preservandone la finitura faccia-vista dei paramenti murari. La tecnica, in definitiva, consiste nella realizzazione di una ristilatura armata dei giunti di malta, ottenuta attraverso funi in acciaio inox organizzate in modo sistematico a formare una maglia irregolare continua, capace quindi di adattarsi alle murature di pietrame.
Dopo la sua ideazione, varie sperimentazioni hanno permesso il miglioramento di alcune caratteristiche del sistema e dei suoi elementi costituenti, in modo da ottenere un rinforzo maggiormente efficace e con una più semplice applicabilità. Inoltre, è stato studiato e sperimentato l’accoppiamento del Reticolatus inserito su una delle facce della muratura con un intonaco armato con rete in GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) disposto sull’altra faccia, ottenendo in tal modo un rinforzo molto efficace, applicabile nei casi in cui la parete interna dell’edificio possa essere intonacata.
Dall’osservazione di alcune applicazioni su strutture reali della tecnica in questione da parte di imprese presenti sul mercato dell’edilizia è emersa la necessità di puntualizzare alcuni principi base di funzionamento del rinforzo e le regole imprescindibili per una corretta applicazione.

DESCRIZIONE DEL SISTEMA
Rinforzo con Reticolatus su entrambe le facce
La tecnica di rinforzo chiamata Reticolatus consiste nell’inserimento nei giunti di malta, scarniti per una profondità di 50-60 mm, di una maglia continua realizzata con funi di acciaio inox, i cui nodi, generalmente uno ogni due, sono fissati al paramento murario mediante barre trasversali, anch’esse in acciaio inox, previste nel numero di 5 a m² secondo uno schema a quinconce irregolari (Figura 1).

Figura 1. Schematizzazione del rinforzo con Reticolatus; in blu sono evidenziate le posizioni delle connessioni trasversali.

Le funi metalliche vengono normalmente disposte secondo traiettorie sub-verticali e sub-orizzontali a formare maglie approssimativamente quadrate le cui dimensioni, in genere comprese fra i 300 e i 500 mm, dipendono dalla grandezza degli elementi lapidei e di regola non devono essere superiori allo spessore della muratura su cui si interviene.
La configurazione dei connettori è stata specificatamente studiata per trattenere le funi senza però bloccarle in modo da poter applicare alla maglia una modesta pretensione che la renda immediatamente “attiva”.
L’applicazione finale di malta, che ricopre completamente sia le funi metalliche sia le teste delle barre trasversali, permette di conservare la finitura faccia-vista della muratura.
Il rinforzo assumerà caratteristiche diverse, per tipologia di connettore trasversale adottato e modalità operative, in base alle dimensioni degli elementi lapidei che costituiscono la muratura. Quando le dimensioni degli elementi lapidei sono grandi, per ciascuna delle facce murarie interessate dall’intervento si utilizzeranno connettori di lunghezza pari a circa 2/3 dello spessore murario (Figura 2).

Figura 2. Applicazione del rinforzo simmetrico con Reticolatus a murature con elementi lapidei di grandi dimensioni.

L’applicazione del sistema avverrà secondo le seguenti fasi:
1. Preliminare studio della tessitura muraria per decidere il tracciato secondo cui disporre le funi metalliche e la posizione dei nodi in cui realizzare le perforazioni;
2. Esecuzione della scarifica dei giunti di malta per una profondità di circa 60 mm e idropulizia degli stessi;
3. Applicazione di un primo strato di malta da rinzaffo nei corsi precedentemente scarificati e applicazione dei ripartitori angolari in acciaio inox in corrispondenza degli incroci murari;
4. Esecuzione delle perforazioni con trapano a rotazione su entrambe le facce per una profondità pari a 2/3 lo spessore murario, e loro successiva pulizia per mezzo di getto d’aria;
5. Iniezione delle perforazioni con malta antiritiro o resina e posizionamento delle barre filettate, dei rostri e dei dadi;
6. Stesura delle funi di acciaio lungo le traiettorie individuate, avendo cura di far passare le funi all’interno dei rostri reggicavi;
7. Tensionamento delle funi mediante serraggio dei dadi;
8. Ristilatura finale dei giunti.

Se la muratura da rinforzare è caratterizzata da pietre di piccole dimensioni, allora è possibile adottare connettori trasversali passanti l’intero spessore murario e costituiti da una barra in acciaio inox, tipicamente del diametro di 8 mm, con un’estremità sagomata ad anello e l’altra filettata (Figura 3a). In questo caso i connettori dovranno essere disposti posizionando le estremità ad anello tutte su una stessa faccia. Tale superficie sarà la prima ad essere rinforzata: si stendono le funi metalliche passandole all’interno degli anelli dei connettori e si realizza il loro tesaggio tirando manualmente la barra dal lato opposto della muratura (Figura 3b). A questo punto si procederà al rinforzo dell’altro paramento in modo del tutto analogo a quanto descritto per il caso di muratura di grandi dimensioni (Figura 3c).

                               (a)                                        (b)                                            (c)

Figura 3. Connettore trasversale (a) e fasi realizzative (b) e (c) del rinforzo simmetrico con Reticolatus a murature con elementi lapidei di piccole dimensioni.

Rinforzo ibrido con Reticolatus e intonaco armato con rete in GFRP
Quando la finitura faccia vista deve essere conservata solo su una superficie della muratura, allora la tecnica di rinforzo Reticolatus può essere accoppiata all’applicazione sull’altra faccia muraria di uno strato di intonaco di circa 30-35 mm rinforzato con una rete in GFRP (in seguito indicato con “i.a.”).
Le due facce rinforzate sono fra loro collegate attraverso dei connettori trasversali, costituiti da barre in acciaio inox del diametro di 8 mm, previsti in ragione di circa 5 al m² e disposti secondo uno schema a quinconce irregolari determinato dalla posizione dei nodi della maglia di funi in acciaio inox considerati in modo alternato (Figura 1). Attraverso l’estremità sagomata ad anello del connettore vengono fatte passare le funi metalliche, così che, serrando il dado posto sull’estremità opposta del connettore è possibile applicare un leggero pretensionamento alla rete in acciaio inox (Figura 4).
L’asimmetria dell’intervento è determinata dalla volontà di coniugare l’efficacia dell’intonaco armato con il soddisfacimento dell’istanza di conservazione per uno dei lati della muratura.

Figura 4. Schematizzazione del rinforzo ibrido con Reticolatus e intonaco armato con rete in GFRP su murature irregolari.

Applicazione a murature di laterizi
Nonostante il sistema Reticolatus sia stato concepito come soluzione di intervento su murature di conci irregolari con finitura faccia-vista, per le quali le “classiche” tecniche di intervento risultavano inapplicabili, è possibile utilizzare tale tecnica anche su murature di conci regolari. In questo caso si disporranno delle funi nei ricorsi orizzontali di malta (tipicamente ogni tre) che possono essere collegate fra loro da coppie di funi verticali disposte a una distanza di circa 800 mm l’una dall’altra (Figura 5). In corrispondenza delle intersezioni fra i rinforzi verticali e orizzontali sono previsti dei connettori trasversali aventi caratteristiche analoghe a quelli utilizzati in applicazioni su murature irregolari.

Figura 5. Reticolatus applicato a murature regolari: con funi solo orizzontali (sinistra) e funi sia orizzontali che verticali (destra).

Campi di applicazione
L’applicazione finale di malta che ricopre sia le funi metalliche sia le teste delle barre trasversali, permette di conservare la finitura faccia-vista della muratura. Tale peculiarità consente al Reticolatus di avere un ampio campo di applicazione.
Sussistono però alcune situazioni nelle quali non è possibile adottare questa tecnica.
Anzitutto le dimensioni dei giunti di malta devono essere tala da consentire l’inserimento delle funi. Valori al di sotto degli 8 mm impediscono tale operazione e la tecnica risulta inapplicabile (Figura 6).
E’ poi necessario assicurarsi che la malta della muratura sulla quale si interviene consenta una agevole operazione di scarnitura dei giunti, propedeutica all’inserimento delle funi di acciaio inox. Tali operazioni potrebbero infatti essere impedite da caratteristiche di elevata tenacità della malta, la cui asportazione richiederebbe un’azione laboriosa e comunque troppo invasiva sulla muratura.
Esistono poi dei vincoli di tipo conservativo. Ad esempio, in un edificio storico vincolato, per eseguire l’intervento è necessario che la Soprintendenza competente autorizzi la rimozione della malta dai giunti e la sua sostituzione con una malta nuova, che dovrà comunque essere scelta tenendo conto delle esigenze estetiche del manufatto.
Un modo per minimizzare l’invasività dell’intervento e garantire una sua maggiore reversibilità è quello di adottare sempre connessioni trasversali non passanti, sia nel caso di intervento con Reticolatus su entrambe le facce che nel caso di intervento ibrido. In tal modo, sia per murature di pietrame di dimensioni medio-piccole sia nel caso di intervento con i.a. su una delle facce, le perforazioni per l’alloggiamento dei connettori trasversali sono tutte in corrispondenza di giunti di malta, senza che le pietre dei paramenti esterni siano intaccate in alcun modo.

Figura 6. Esempio di muratura sulla quale non è possibile applicare il Reticolatus a causa dell’esiguo spessore dei giunti.

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