Pavimentazioni in calcestruzzo fibrorinforzato FRC per celle frigorifere a bassa temperatura

Pavimentazioni in calcestruzzo per celle frigorifere: inquadramento generale dell'opera

Le celle frigorifere sono locali ben protetti in cui il calcestruzzo non subisce le tradizionali variabili meteo. Dal momento che una pavimentazione in calcestruzzo di una cella è usualmente soggetta a tensioni da flesso-trazione derivanti dal materassino coibente sottostante, risulta fondamentale approcciare lo studio delle pavimentazioni in modo integrale, analizzando nel dettaglio la sua progettazione e la sua esecuzione.

Date le forti sollecitazioni termiche a cui sarà soggetta la pavimentazione, la soluzione in calcestruzzo fibrorinforzato è stata identificata come la migliore sia in termini realizzativi che prestazionali. Tale tecnologia, infatti, garantendo un rinforzo tridimensionale nell’intera sezione del pavimento combinato all’uso di rete elettrosaldata su tutta la superficie di intervento, ha permesso la realizzazione di una piastra in calcestruzzo fibrorinforzato garantendone le prestazioni richieste e capace di resistere efficacemente alle basse temperature a cui sarà sottoposta.

Nell’articolo vengono descritti i parametri progettuali, le prescrizioni e le metodologie realizzative della pavimentazione.

Il progetto della pavimentazione

Il presente articolo illustra un importante incarico dal punto di vista progettuale svolto dal dipartimento tecnico di Fibrocev, relativo alle pavimentazioni interne in calcestruzzo fibrorinforzato richieste per la realizzazione di celle frigorifere a bassa temperatura.

Ascoltate le esigenze della Committenza e come è possibile vedere dettagliatamente nella successiva Tabella 1, il team tecnico di Fibrocev ha seguito lo sviluppo del progetto analizzando nel dettaglio l’area di intervento in funzione dei carichi agenti e, in particolar modo, alla richiesta di predisporre un sistema di pannelli isolanti a pavimento, fondamentali per la realizzazione di celle frigorifere per il mantenimento delle temperature richieste.

Per questo motivo, è stata valutata una soluzione in FRC considerando il contributo congiunto di fibre polimeriche FIBRAG^® POLY: PSF 55-TP e armatura tradizionale.

Il calcestruzzo

Per la realizzazione di una buona pavimentazione industriale, deve essere posta particolare attenzione anche al mix design del calcestruzzo, in modo da garantire la corretta integrità della piastra sia durante le prime ore di maturazione del calcestruzzo che per preservarne la vita utile in relazione ai carichi agenti e alle condizioni di utilizzo a basse temperature.

Per questo motivo, assume sempre più un ruolo chiave la figura del Tecnologo del Calcestruzzo, il professionista che conosce nel dettaglio tutti i componenti del calcestruzzo ed è in grado di formularne o variarne la sua composizione, adattando il materiale alle specifiche esigenze progettuali e del cantiere in oggetto.

Le fibre polimeriche utilizzate nella pavimentazione

Per la realizzazione della pavimentazione fibrorinforzata sono state utilizzate le fibre strutturali FIBRAG^® POLY: PSF 55-TP, fibre polimeriche per applicazioni strutturali per il rinforzo di calcestruzzi, prodotta mediante processo di estrusione, stiratura e stabilizzazione molecolare.

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FIBRAG^® POLY: PSF 55-TP è la fibra in grado di ridurre la fessurazione da ritiro nel calcestruzzo oltre che migliorare la durabilità incrementando la resistenza a trazione, a fatica del calcestruzzo ed aumentarne la duttilità.

VANTAGGI DELLE FIBRE POLIMERICHE FIBRAG^® POLY

I vantaggi di un calcestruzzo fibrorinforzato FRC per la realizzazione di una pavimentazione industriale sono molteplici e possono essere così riassunti:

 riduzione dei tempi di posa del calcestruzzo;
 elevate resistenze residue del calcestruzzo;
 contrasto dei fenomeni di ritiro del calcestruzzo;
 maggior resistenza ai carichi dinamici e statici;
 maggior resistenza all’impatto e alla caduta dei materiali;
 maggior durabilità della pavimentazione;
 maggior resistenza agli sbalzi termici della pavimentazione;
 omogeneità delle prestazioni in tutta l’altezza della sezione.

I getti del calcestruzzo fibrorinforzato

I getti per la realizzazione della pavimentazione sono stati eseguiti attraverso la fornitura di calcestruzzo fibrorinforzato FRC con successiva stesura manuale.

Modello di calcolo utilizzato per il dimensionamento della pavimentazione

Il progetto di una pavimentazione industriale si basa sulla schematizzazione della piastra su un supporto continuo, in cui il terreno di sottofondo viene modellato come un insieme di elementi elastici indipendenti (teoria di Winkler) e si eseguono le verifiche allo Stato Limite di Esercizio (verifiche al gradiente termico e alla fessurazione da ritiro) e le verifiche allo Stato Limite Ultimo, confrontando il valore di progetto delle azioni sollecitanti con i corrispondenti valori resistenti ottenuti dalle resistenze residue del calcestruzzo fibrorinforzato e dell’armatura ordinaria.

Le analisi numeriche prevedono l’utilizzo di un legame costitutivo a trazione post-fessurazione determinato sulla base di prove sperimentali sul materiale fibrorinforzato in accordo con la normativa UNI EN 14651. Tale norma prevede lo svolgimento di prove sperimentali di flessione su tre punti di carico, condotte su elementi intagliati di dimensione 600x150x150mm, mediante i quali è possibile determinare le resistenze post-fessurazione fR1, tipica per le condizioni di esercizio SLE, e fR3, necessaria, invece, per le verifiche allo stato limite ultimo SLU.

Tipologia strutturale e prescrizioni per pavimentazioni soggette a basse temperature

Come è possibile vedere nel dettaglio in Tabella 1, il Dipartimento di Progettazione di Fibrocev, ha analizzato nel dettaglio l’area oggetto di intervento, fornendo una specifica soluzione progettuale in funzione della tipologia di sottofondo presente (vespaio aerato + cappa coll. armata + n.3 lastre XPS), delle richieste previste in termini di carichi agenti e delle condizioni d’uso future della cella a bassa temperatura.

Dal momento che le celle frigorifere sono locali ben protetti in cui il calcestruzzo non subisce le tradizionali variabili meteo e il calcestruzzo delle piastre è solitamente soggetto a tensioni da flesso-trazione derivanti dal materassino coibente sottostante, per le pavimentazioni di una cella a bassa temperatura si consiglia di considerare uno spessore minimo di almeno 15-18 cm di calcestruzzo e mai inferiore.

Grazie all’elevato grado di miscelabilità e di distribuzione uniforme all’interno della matrice cementizia e date le forti sollecitazioni termiche a cui sarà soggetta la pavimentazione durante il suo ciclo di vita, è stata valutata una soluzione in calcestruzzo fibrorinforzato con fibre FIBRAG^® POLY: PSF 55-TP, che forniscono un eccellente rinforzo tridimensionale della sezione e incrementano la resistenza ultima a trazione del calcestruzzo, controllando in maniera attiva il ritiro igrometrico e la fessurazione del calcestruzzo e garantendo una maggiore durabilità delle pavimentazioni stesse.

In merito ad una pavimentazione in calcestruzzo di una cella frigorifera è indispensabile, inoltre, prendere in considerazione alcuni aspetti e accorgimenti di fondamentale importanza.

Prima di mettere a regime la cella, infatti, è necessario attendere che il calcestruzzo della pavimentazione disponga di una umidità residua inferiore al 4-7%. Una volta raggiunta l’umidità richiesta, è possibile quindi portare le celle frigorifere a regime lentamente ed in modo progressivo fino a 0°C, conservando tale temperatura per circa 3 giorni. A questo punto, sarà possibile continuare ad abbattere la temperatura di 1-3°C al giorno sino al raggiungimento della temperatura di esercizio richiesta. Tanto più bassa sarà la temperatura inferiore a 0°C, tanto più lenta dovrà essere la messa a regime.

Nel caso di temperature inferiori a -10°C è importante proteggere, inoltre, il pavimento dell’anticella o del corridoio con materiale coibente, dal momento che generalmente il ghiaccio aggredisce le aree prospicienti le aperture della cella stessa, in modo da consentire una manutenzione rapida.

I particolari che fanno la differenza

Oltre ai vantaggi ben noti del calcestruzzo fibrorinforzato, in merito alle pavimentazioni industriali in calcestruzzo, Fibrocev raccomanda l’uso di armatura suppletiva FIBRAG^® STEEL: RUNG, da posizionarsi agli spigoli di pilastri e di pozzetti e come indicato al cap. 9.4.3 delle Istruzioni CNR-DT 211/2014.

Posizionandoli a 45° gradi rispetto agli spigoli di elementi di discontinuità, infatti, permettono di contrastare attivamente la fessurazione in corrispondenza di tutti gli angoli di una piastra in calcestruzzo, da sempre gli elementi più critici da controllare, garantendo così una maggiore durabilità della pavimentazione stessa.

Perché scegliere una soluzione in calcestruzzo FRC

Il progetto di una pavimentazione industriale è, al giorno d’oggi, un requisito fondamentale per la buona riuscita dell’opera e il punto di partenza per realizzare un lavoro controllato in ogni sua fase, ed è necessario prendere in considerazione fin dalla progettazione preliminare tutte le richieste in funzione della sua destinazione d’uso, in termini di carichi agenti e di condizioni di utilizzo future.

Considerare una soluzione in calcestruzzo fibrorinforzato FRC permette, quindi, di rispettare pienamente le ambiziose aspettative della Committenza, in quanto si dimostra tecnicamente valida ed economicamente vincente e vantaggiosa.

Le tecnologie messe a disposizione per conferire al calcestruzzo doti di elevata qualità e durabilità, infatti, hanno reso possibile un nuovo e radicale cambiamento sia della progettazione sia nei tempi di realizzazione della pavimentazione industriale, permettendo di creare strutture con un elevato impatto estetico più performanti, più funzionali e con diminuzione dei costosi cicli di manutenzione.