Ottimizzazione dei materiali nella tecnica CRM: ricerca sperimentale per lo studio dell’interazione tra reti in GFRP e malte strutturali fibrorinforzate

Interazione tra reti in GFRP e malte strutturali nei sistemi di rinforzo con intonaco armato CRM.

La ricerca sperimentale condotta da CVR S.p.A.

La ricerca, pubblicata in due parti, di cui questa è la seconda (si rimanda la lettura all’articolo relativo alla prima parte) ha avuto il fine di individuare il comportamento allo sfilamento degli elementi costituenti le reti in GFRP (Glass Fiber Reinfroced Mortar), distinti in “trama” e “ordito”, contenuti all’interno di provini prismatici di malta, indagando i fenomeni di interazione in termini di adesione all’interfaccia malta-rete, per definire i parametri che governano tale legame.

Questa seconda parte, sviluppata nell’ottica di una ottimizzazione dei materiali utilizzati nell’ambito della tecnica di rinforzo CRM (Composite Reinforced Mortar), contiene i risultati della ricerca eseguita sulla malta strutturale Ecosan R150, prodotta da CVR S.p.A., additivata con fibre polipropileniche.

I risultati ottenuti dalle prove condotte, hanno evidenziato una proporzionalità diretta tra la resistenza allo sfilamento e la percentuale di fibre contenute all’interno della malta indagata, di classe M15. In coerenza con quanto esposto nella prima parte della ricerca, anche in questo caso, i risultati hanno mostrato una perfetta omogeneità nelle resistenze a garanzia della qualità dei materiali testati e dell’attendibilità delle prove stesse. Inoltre, essendo cautelativi, anche in questo caso, potranno essere utilizzati come riferimento per le progettazioni.

I risultati della seconda fase di campagna prove

La seconda fase della campagna sperimentale è stata implementata nell’ottica di un’ottimizzazione dei materiali utilizzati nell’ambito della tecnica CRM, con particolare attenzione alle malte. La ricerca è stata indirizzata a valutare l’influenza sul legame di adesione in riferimento all’utilizzo di malte fibrorinforzate con fibre propileniche di lunghezza pari a circa 20 mm. Le fibre sono state introdotte nella miscela della malta ECOSAN R150 con percentuali differenti pari allo 0,3% e 0,6% in peso.

La Tabella 1 riepiloga le serie complete delle terne testate nelle fase2 della campagna di prove.

I risultati ottenuti hanno mostrato una diversa risposta nella resistenza allo sfilamento al variare della tipologia di elemento di rete testato.

TRAMA - Risultati delle prove Fase 2

ORDITO - Risultati delle prove Fase 2

Considerazioni sui risultati ottenuti

In questo caso, soprattutto nei test eseguiti sull’ordito, la presenza delle fibre nella malta ha giocato un ruolo attivo nel meccanismo di resistenza per adesione allo sfilamento.

Le fibre, infatti, garantiscono un legame che limita lo sviluppo delle lesioni (deformazioni) all’interno della malta, opponendosi alla loro formazione e soprattutto alla loro propagazione.

Lo sfilamento della barra di “ordito” è subordinato allo scorrimento dei nodi presenti su di essa, che coinvolgono il volume di malta circostante, alla stessa stregua di quanto avviene con le asperità superficiali delle barre di acciaio ad aderenza migliorata nel calcestruzzo armato.

Per quanto riportato in precedenza, l’aggiunta di fibre allo 0,3% e allo 0,6% in peso alla malta Ecosan R150, ha consentito un sensibile incremento della resistenza allo sfilamento dell’elemento “ordito” della rete testata (Figura 27) che si attesta mediamente intorno al +18% con lo +0,3 % in peso di fibre e pari a +28% nel caso dello +0,6% di fibre.

Conclusioni

La campagna sperimentale è stata condotta attraverso prove di sfilamento di barre in composito appartenenti a reti in GFRP, distinte in “trame” e “orditi”, inserite all’interno di prismi di malta confezionati al variare delle lunghezze di ancoraggio e della tipologia di malta.

Nella prima fase della ricerca i provini sono stati confezionati con malte strutturali per la realizzazione di intonaci armati quali: Ecosan R50, Ecosan R150, Intofort F, Intofort F300 e Spritz Beton.

Nella seconda fase, riportata nella presente seconda parte, nell’ottica di un’ottimizzazione dell’efficacia dei materiali, è stato indagato l’effetto sulla resistenza allo sfilamento prodotto dall’aggiunta alla malta Ecosan R150, di fibre polipropileniche in percentuali differenti pari allo 0,3% e allo 0,6% in peso.

Le prove eseguite nella fase 1 hanno mostrato una proporzionalità diretta tra resistenza allo sfilamento degli elementi costituenti le reti e resistenza a compressione delle malte indagate. Dall’analisi qualitativa dei grafici forza-spostamento ricavati dai test, è stato inoltre possibile associare il comportamento degli elementi di rete testati, ai differenti atteggiamenti, ampiamente studiati, delle barre di acciaio da calcestruzzo armato lisce o ad aderenza migliorata.

I risultati della fase 2 della ricerca hanno evidenziato come la presenza delle fibre aggiunte alla malta, in particolare nel caso dell’ordito, garantisce un ulteriore incremento della resistenza allo sfilamento rispetto alla stessa malta non additivata. I materiali testati, prodotti da CVR SpA, hanno mostrato una perfetta omogeneità nelle resistenze a garanzia della loro qualità e dell’attendibilità dei risultati delle prove stesse.

Le resistenze allo sfilamento nelle due fasi della ricerca, ottenute distintamente per “trama” e “ordito”, potranno essere di riferimento anche nelle modellazioni per le progettazioni strutturali essendo peraltro cautelative rispetto alle resistenze della rete nel suo insieme.