Calcestruzzi fibrorinforzati FRC NTC 2018: novità dal CSLLPP

Calcestruzzi fibrorinforzati FRC NTC 2018: novità dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici

Calcestruzzi fibrorinforzati FRC

Di Calcestruzzi fibrorinforzati FRC se ne parla al paragrafo 11.2.12 delle NTC 2018, dove viene identificato il materiale e segnalato il rimando alle specifiche disposizioni emanate dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.

Il richiamo alle suddette prescrizioni viene precisato anche al paragrafo C11.2.12 della Circolare esplicativa delle Norme Tecniche 2018, pubblicata in Gazzetta lo scorso 11 febbraio 2019.

Tali disposizioni, contenute nel documento denominato Linea Guida per l’identificazione, la qualificazione, la certificazione di valutazione tecnica ed il controllo dei calcestruzzi fibrorinforzati FRC (Fiber Reinforced Concrete), sono state approvate con il Decreto n. 2018 del 9 aprile 2019 del Presidente del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.

Nella Linea Guida sono dettagliati:

  1. scopo e campo di applicazione;
  2. caratteristiche del composito e dei relativi componenti;
  3. qualificazione iniziale della produzione in stabilimento e controllo permanente della produzione;
  4. procedura di qualificazione;
  5. procedure di accettazione in cantiere ed allegati;
  6. riferimenti normativi;
  7. allegati.
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Quali caratteristiche devono avere i calcestruzzi fibrorinforzati FRC?

Nel documento vengono descritte le caratteristiche del composito e dei relativi componenti quali la matrice cementizia additivata con fibre corte discontinue, cui può aggiungersi armatura ordinaria o da precompressione.

Viene inoltre precisato che i calcestruzzi fibrorinforzati FRC ad uso strutturale, per essere definiti tali, oltre ai requisiti minimi prestazionali, devono essere caratterizzati da un dosaggio minimo delle fibre al loro interno “non inferiore allo 0.3% in volume”.

Per quanto concerne la matrice cementizia dei calcestruzzi fibrorinforzati FRC, questa è costituita da un calcestruzzo o da una malta. Al fine di garantire un buon accoppiamento con le fibre ed una buona lavorabilità dell’impasto, la granulometria della matrice deve essere progettata prestando particolare attenzione alla frazione fine dell’aggregato. Le caratteristiche fisiche e chimiche della matrice cementizia e dei suoi costituenti devono essere conformi alle specifiche norme di riferimento valide per il calcestruzzo privo di fibre.

Mentre la caratterizzazione delle fibre dipende oltre che dal tipo di materiale, da parametri geometrici quali la lunghezza, il diametro equivalente, il rapporto d’aspetto (rapporto tra la lunghezza in proiezione della fibra e il diametro equivalente) e la forma (rettilinee, uncinate, ondulate, ecc.). Viene precisato nel documento che, per la produzione delle fibre, devono essere utilizzati materiali e componenti qualificati secondo le procedure applicabili.

Le fibre devono essere marcate CE, in accordo con le norme europee armonizzate EN 14889-1 (per le fibre realizzate in acciaio) e EN 14889-2 (per le fibre in materiale polimerico). I parametri previsti dalla norma armonizzata EN 14889-2 sono riportati in Tabella 1. In aggiunta, la confezione delle fibre deve riportare anche il lotto di produzione.

calcestruzzi fibrorinforzati FRC

Tab.1- Parametri da riportare sulla confezione delle fibre

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FRC Calcestruzzi fibrorinforzati: quale comportamento assumono a trazione?

Nella Linea guida per calcestruzzi fibrorinforzati FRC, tra i vari aspetti, viene approfondito quello circa il comportamento a trazione. Difatti l’aggiunta di fibre disperse in una matrice cementizia ne modifica le proprietà meccaniche, contrastando l’apertura progressiva delle fessure e conferendo al prodotto (calcestruzzo o malta), dopo la fessurazione, una significativa resistenza residua a trazione fino al raggiungimento di uno sforzo nullo a trazione per un valore significativo dell’apertura di fessura.

Nel dettaglio viene indicato che l’energia specifica necessaria per rompere a trazione il conglomerato (di seguito denominata “tenacità”) o per giungere a valori di apertura di fessura predeterminati, dipende da molteplici fattori tra i quali, ad esempio, il rapporto d’aspetto della fibra, la percentuale di volume delle fibre rispetto al volume totale del composito e le caratteristiche fisico-meccaniche delle fibre in aggiunta alle caratteristiche della matrice cementizia. In particolare, verificatasi la (micro)fessurazione della matrice, le fibre sono in grado di manifestare il proprio contributo, conferendo al composito una resistenza post – fessurativa, praticamente assente nella matrice senza fibre.

In funzione della tipologia e quantità di fibre e delle proprietà della matrice, il legame carico-spostamento a trazione dei calcestruzzi fibrorinforzati FRC può presentare un ramo discendente (comportamento degradante – Figura 1a), comunque caratterizzato da una resistenza residua e da una maggiore tenacità rispetto al calcestruzzo privo di fibre, o un ramo incrudente grazie alla comparsa di una multi-fessurazione (Figura 1b).

Calcestruzzi fibrorinforzati FRC

Fig. 1 – Curva carico P–spostamento δ per conglomerati fibrorinforzati caratterizzati da: basse percentuali di fibre (a) e alte percentuali di fibre (b).

Il comportamento post-fessurativo in trazione uniassiale è diverso dal comportamento postfessurativo in una prova di flessione; per lo stesso motivo la capacità redistributiva della struttura può garantire una risposta meccanica incrudente a partire da un comportamento in trazione uniassiale degradante, come esemplificato in Figura 2.

Calcestruzzi fibrorinforzati FRC

Fig.2 – Risposta meccanica di strutture caratterizzate da capacità redistributive differenti: trazione uniassiale e flessione.

Le classi prestazionali che interessano i calcestruzzi fibrorinforzati FRC sono:

  • classe di resistenza a compressione;
  • classe di consistenza;
  • classe di esposizione;
  • limite di proporzionalità (tensione corrispondente), definito e determinato nel seguito;
  • classe di tenacità, ovvero resistenza opposta dal materiale all’avanzamento del processo di frattura.

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