Pavimentazioni industriali ad alta resistenza grazie al calcestruzzo fibrorinforzato (FRC)

Tempistiche realizzative dimezzate grazie alla scelta del calcestruzzo fibrorinforzato

L’articolo illustra i particolari di progetto e di realizzazione delle pavimentazioni interne per l’ampliamento della sede Elli F.lii di Giussano (MB), importante e storica azienda nel cuore della “Brianza Mobiliera” e operante nel panorama internazionale dell’arredamento.

Date le sollecitazioni gravanti sulla pavimentazione e la richiesta di predisposizione di macchinari necessari alla produzione di mobili in una porzione dell’edificio, la soluzione in calcestruzzo fibrorinforzato è stata identificata come la migliore sia in termini realizzativi che prestazionali.

Tale tecnologia ha infatti permesso di garantire un rinforzo tridimensionale nell’intera sezione del pavimento, oltre che a dimezzare le tempistiche di realizzazione delle opere stesse e a ridurre lo spessore della stessa pavimentazione, salvaguardando quindi gli aspetti di sostenibilità ambientale.

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

Il progetto della pavimentazione

Il presente articolo illustra un importante incarico dal punto di vista progettuale svolto dal team tecnico di Fibrocev, relativo alla realizzazione delle pavimentazioni interne in calcestruzzo fibrorinforzato richieste per l’ampliamento della sede di Elli F.lli, azienda ad oggi considerata uno degli attori principali del “Made in Italy” nel panorama mondiale dell’arredamento.

Ascoltate le esigenze della Committenza e come è possibile vedere dettagliatamente nella successiva Tabella 1, lo Studio Tecnico Fibrocev ha seguito lo sviluppo del progetto, in collaborazione costante con l’impresa esecutrice Molteni Enrico & C., analizzando nel dettaglio ciascuna area di intervento, in funzione dei carichi agenti.

Per questo motivo, è stata valutata una soluzione in FRC considerando il contributo di fibre in acciaio FIBRAG^® STEEL: F-WG 60/80 MT.

Il calcestruzzo utilizzato per la pavimentazione

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 al ritiro del calcestruzzo stesso.

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.

I getti per la realizzazione della pavimentazione sono stati eseguiti attraverso la fornitura di circa 550 mc di calcestruzzo con successiva stesura manuale.

Fibre in acciaio per migliorare le proprietà meccaniche del conglomerato cementizio

Per la realizzazione della pavimentazione fibrorinforzata sono state utilizzate le fibre strutturali FIBRAG^® STEEL: F-WG 60/80 MT, fibra metallica incollata fabbricata da filo in acciaio trafilato a freddo a basso tenore di carbonio per il rinforzo del calcestruzzo e altri conglomerati cementizi.

FIBRAG^® STEEL: F-WG 60/80 MT la fibra in grado di migliorare notevolmente le proprietà meccaniche dei conglomerati cementizi come la durabilità, incrementando la resistenza ultima a trazione, la resistenza a fatica e la duttilità del calcestruzzo.

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Il modello di calcolo

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).

Vengono quindi eseguite dapprima analisi allo Stato Limite di Esercizio (SLE) verificando la deformabilità della piastra al gradiente termico e la fessurazione da ritiro.
La verifica allo Stato Limite Ultimo (SLU) della pavimentazione in calcestruzzo fibrorinforzato viene invece condotta confrontando il valore di progetto delle azioni sollecitanti con i corrispondenti valori resistenti ottenuti dalle resistenze residue del calcestruzzo fibrorinforzato.

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 due principali resistenze post-fessurazione: la prima, tipica per le condizioni di esercizio SLE, è la tensione residua (f_R1) raggiunta in corrispondenza di un’apertura alla base dell’intaglio CMOD pari a 0.5 mm; la seconda, tipica per lo stato limite ultimo SLU, è la tensione residua (f_R3) individuata in corrispondenza di un CMOD pari a 2.5 mm.

Tipologia strutturale e soluzioni progettuali

Per garantire le prestazioni richieste, il modello di calcolo ha restituito una soluzione progettuale fibrorinforzata considerando l’impiego di un calcestruzzo FRC per il raggiungimento di una classe di resistenza residua di 2.5c, che ha permesso il soddisfacimento delle verifiche ai carichi agenti.
Sulla base dei test a flessione secondo EN 14651 effettuati presso il Laboratorio interno Fibrocev, per il raggiungimento delle prestazioni indicate è stato previsto l’uso di fibre in acciaio strutturali FIBRAG^® STEEL: F-WG 60/80 MT in ragione di 23 kg/m³ di calcestruzzo, confermate anche dai prelievi di calcestruzzo effettuati durante i getti della pavimentazione.

Come è possibile vedere nel dettaglio in Tabella 1, il Dipartimento di Progettazione di Fibrocev, ha analizzato singolarmente ciascuna area di intervento, fornendo specifiche definizioni progettuali in funzione delle diverse condizioni di carico e riuscendo a uniformare tra di loro le soluzioni delle due aree in termini di spessore di piastra (inizialmente previste con spessori differenti), in modo da ottimizzare e semplificare le fasi realizzative di cantiere.
Grazie all’elevato grado di miscelabilità e di distribuzione uniforme all’interno della matrice cementizia, le fibre FIBRAG^® STEEL forniscono un eccellente rinforzo tridimensionale della sezione, incrementando la resistenza ultima a trazione del calcestruzzo e controllando in maniera attiva il ritiro igrometrico del calcestruzzo, oltre a garantire una maggiore durabilità delle pavimentazioni stesse.

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