Infrastrutture: come rinforzare elementi in ca e cap mediante materiali compositi (FRP)

Nel settore infrastrutturale la vetustà di tante reti stradali e autostradali pone oggi sempre più l’urgenza di interventi di monitoraggio dello stato di efficienza delle strutture e la conseguente necessità di interventi di manutenzione finalizzati al mantenimento funzionale e sicuro delle stesse.
Una delle modalità operative di intervento più frequente è il rinforzo di elementi in ca e cap con l’utilizzo di materiali compositi, in particolare con FRP (Fiber Reinforced Polymer). Il presente articolo illustra due differenti casi di intervento in contesti infrastrutturali realizzati con materiali in carbonio di recente esecuzione.

L’utilizzo di materiali fibrorinforzati Fibre Net nel settore infrastrutturale

L'intervento di rinforzo a taglio delle travi del Viadotto Cammardà in provincia di Potenza

Viadotto Cammardà è un ponte autostradale posto sul raccordo 05 ‘Sicignano-Potenza’. Costituito da travi precompresse consiste in una serie di campate scandite da pile di differente conformazione. Su ogni pila appoggiano n. 3 travi con sezione a T rovesciata che costituiscono la struttura dell’impalcato stradale.

Le problematiche di danno del viadotto

Alcune campate del ponte hanno richiesto la riparazione delle travi precompresse a sezione variabile poste all’esterno dell’asse stradale, ossia le travi di bordo, maggiormente degradate. In particolare, l’intervento necessario è consistito nel solo rinforzo a taglio delle travi in modo tale da incrementarne le caratteristiche strutturali.

Intervento di rinforzo mediante fasciature in CFRP di FIBRE NET

L’intervento di rinforzo eseguito è consistito nella posa di fasciature in fibra di carbonio CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) ad intervalli regolari (interasse 40/45 cm) ed andamento verticale per l’intera superficie di sviluppo delle travi e per un totale di circa 1000 mq di tessuto.

Il Sistema BETONTEX-EPOXY di Fibre Net è stato impiegato per le porzioni di travi in prossimità delle pile di appoggio e per un’estensione di circa 400-450 cm da entrambe le parti rispetto all’elemento di appoggio. Le fasciature in tessuto unidirezionale in carbonio, di larghezza 30 cm, sono state posizionate in singolo strato secondo progetto ed hanno avvolto ogni trave a T rovesciata per l’intera superficie di sviluppo. La posa è stata eseguita secondo il ciclo di applicazione prestabilito dal sistema, ossia con un primo strato di primer epossidico e successivo strato di resina tixotropica di impregnazione.

Per contrastare la “spinta a vuoto” che si genera nel rinforzo, e che potrebbe portare al distacco dello stesso dalla trave, si sono utilizzati degli elementi di connessione in FRP denominati fiocchi. Tali connettori a fiocco, ‘sfioccati’ in cantiere, sono stati posati anch’essi ad intervalli regolari e in asse con la larghezza di ciascuna fasciatura, in corrispondenza del cambio di sezione, consentendo così una adeguata e corretta adesione del tessuto alla trave assolvendo opportunamente alla funzione di rinforzo richiesto.

Materiali e sistemi Fibre Net

> per CONSOLIDAMENTO con SISTEMA BETONTEX-EPOXY
Sistema con tessuto Alto Modulo FRP larghezza 30 cm: BETONTEX FB-GV320U-HM, resina impregnante FB-RC02 (classe 350/2800C) in singolo strato
I materiali compositi utilizzati, tessuti in fibra di carbonio, sono provvisti di CVT, certificato di validazione tecnica.   

L'intervento di rinforzo a flessione del Viadotto Gallamara e Cornutello in provincia di Potenza 

I viadotti Gallamara e Cornutello sulla S.S. 92-85037 in provincia di Potenza sono costituiti da una serie di campate realizzate da n.4 travi in cemento armato precompresso con sezione a T con bulbo inferiore, poste ad interasse 246 cm, e ciascuna con lunghezza di circa 30 metri. 

Le problematiche di danno dei viadotti

Lo stato di usura dei viadotti ha richiesto un intervento di manutenzione che è consistito sia nel risanamento del calcestruzzo delle parti centrali in intradosso dell’impalcato stradale sia il rinforzo a flessione delle sole due travi di bordo delle campate in corrispondenza del bulbo inferiore.

Intervento di rinforzo mediante soluzioni in tessuto di carbonio di FIBRE NET

Per il rinforzo delle travi sono stati utilizzati tessuti in materiali compositi, fasciature in fibra di carbonio CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) posate in doppio strato. In particolare, esso ha interessato le seguenti travi:

• per Viadotto Gallamara > trave D campata 15, travi A e D campata 11, trave C campata 5, trave D campata 4, trave A campata 2;
• per Viadotto Cornutello > trave A campata 12, trave D campata 9, travi A e D campata 5, trave A campate 4 e 3.

L’intervento ha riguardato sia la parte inferiore del bulbo delle travi, pari a una larghezza di 50 cm, sia entrambe le pareti del bulbo stesso per un’altezza di 15 cm, ed ha richiesto l’impiego di circa 500 mq di tessuto in carbonio.

Il Sistema BETONTEX-EPOXY di Fibre Net è stato impiegato per l’intera lunghezza di ogni trave e la posa delle fasciature in tessuto unidirezionale in carbonio è stata eseguita secondo il ciclo di applicazione prestabilito dal sistema. Dopo l’applicazione di primer epossidico e successivo strato di resina tixotropica di impregnazione, le fasce sono state stese ed impregnate con l’ausilio di un ‘rullo frangibolle’ prima di procedere alla stesura di un ulteriore strato di resina impregnante.

A conclusione dell’intervento un secondo strato di tessuto di carbonio, con il suo ciclo di posa fresco su fresco, è stato applicato a completa sovrapposizione del primo come da prescrizione di progetto esecutivo.

Materiali e sistemi Fibre Net

> per CONSOLIDAMENTO con  SISTEMA BETONTEX-EPOXY
Sistema con tessuto Alto Modulo FRP larghezza 10 cm: BETONTEX FB-GV320U-HM , resina impregnante FB-RC02 (classe 350/2800C) in doppio strato
I materiali compositi utilizzati, tessuti in fibra di carbonio, sono provvisti di CVT, certificato di validazione tecnica.

Per maggiori informazioni consulta il sito di FIBRE NET

FIBRE NET: gli specialisti del rinforzo strutturale 

Idee, passione, esperienza e ingegno italiano in continua evoluzione

La storia di FIBRE NET inizia nel 2001 con una visione: sviluppare un prodotto del tutto nuovo non presente sul mercato, una rete in GFRP (Glass Fiber Reinforced Polimer). Nasce RI-STRUTTURA, la risposta evoluta alla classica rete elettrosaldata che, diversamente dal sistema tradizionale, consente di rispettare la compatibilità muraria soprattutto negli edifici storici garantendo un miglioramento strutturale omogeneo e diffuso oltre alla durabilità e reversibilità dell’intervento.

Da allora, forte di un’intensa attività di R&S supportata da Università e istituti di ricerca, l’evoluzione dell’azienda ha portato all’ideazione, sviluppo e industrializzazione di diversi sistemi per il rinforzo strutturale in materiale composito fibro rinforzato, certificati e validati che sono andati a migliorare le performance di intervento dei sistemi tradizionali.

Oggi l’azienda produce presso i propri stabilimenti prodotti e sistemi compositi fibrorinforzati che trovano largo utilizzo in edilizia e nel settore infrastrutturale, nel consolidamento, nel miglioramento e adeguamento sismico e nella messa in sicurezza di strutture esistenti.

FIBRE NET si pone come partner specializzato, in grado di affiancare enti, progettisti ed imprese nelle scelte più opportune, efficaci e sostenibili mirate al consolidamento, al miglioramento e adeguamento strutturale, al mantenimento della durabilità del bene. 

L’azienda mette a disposizione dei propri partners laboratori, attrezzature e competenza per l’esecuzione di prove, anche on-site, per la diagnosi delle problematiche,  per la caratterizzazione meccanica e chimica di materiali  e cicli di intervento.