Materiali FRP e GFRP: le nuove frontiere del rinforzo strutturale

Pubblicato il 20 giugno 2017 da Caterina
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Oggi abbiamo avuto il piacere di intervistare l’Ing. Alberto De Alfieri della Olympus-FRP, che ci parlerà delle innovazioni di materiali e delle nuove tecnologie in ambito di rinforzo strutturale.

Quali sono le nuove soluzioni ideate per il miglioramento e adeguamento sismico? Quali benefici hanno comportato rispetto al passato?

Si diffondono sempre più nell’ambito del consolidamento strutturale ai fini del miglioramento o adeguamento sismico le tecniche basate sull’utilizzo dei materiali compositi FRP.

Rispetto ai materiali e tecniche tradizionali la differenza sostanziale sta nella loro estrema leggerezza accoppiata ad elevatissime prestazioni meccaniche. Questo comporta dei vantaggi enormi rispetto agli interventi di rinforzo strutturale tradizionale in quanto, ad esempio, non si aggiungono ulteriori carichi alle strutture consolidate, non si modifica il comportamento globale del fabbricato pur andandone ad aumentare notevolmente le prestazioni sia statiche che sismiche.

rinforzo strutturale

Materiali FRP: di cosa si tratta? In che modo avviene l’applicazione e quali vantaggi comporta l’utilizzo di questi materiali?

I materiali FRP (Fiber Reinforced Polymers) sono costituiti da una parte fibrosa annegata in una matrice.

La parte fibrosa è quella che garantisce le prestazioni meccaniche al composito e può essere di diversa natura (per esempio fibra di carbonio, fibra di vetro, fibra di aramide ecc.), la matrice è una resina, in genere epossidica, che ha invece la funzione di tenere unite le fibre e conferire la forma al composito.

L’operazione di unione della fibra con la resina si chiama “impreganzione”. Questa attività può avvenire in stabilimento, in questo caso si parla di elementi preformati o pultrusi, oppure manualmente direttamente in cantiere ed in questo caso si parla di “laminati in situ”.

L’applicazione di questi materiali nel campo del rinforzo strutturale avviene mediante l’incollaggio con opportune resine epossidiche sull’elemento da rinforzare (per esempio una trave, un pilastro o un setto in muratura). I vantaggi sono innumerevoli tra cui: la ridotta invasività degli interventi, la rapidità di esecuzione, la leggerezza dei materiali, l’assenza di fenomeni di ossidazione, l’aumento della capacità portante degli elementi strutturali rinforzati, l’incremento della capacità sismica della struttura senza aumento della domanda.

Quali sono le azioni preliminari da effettuare per l’applicazione dei materiali FRP? Quali le tempistiche richieste per il completamento dell’operazione?

I materiali FRP sono estremamente resistenti, pertanto il punto debole di un elemento rinforzato non è l’FRP ma il supporto sul quale lo stesso è incollato. È fondamentale quindi che il supporto sia di buone caratteristiche meccaniche. Pertanto prima di applicare gli FRP è sempre fondamentale assicurarsi della buona qualità del supporto, andando eventualmente a risanare o ricostruire l’elemento da rinforzare.

Va precisato comunque che i sistemi FRP vanno sempre applicati sulla struttura “nuda” ed andranno quindi preliminarmente rimossi eventuali rivestimenti, intonaci, finiture in genere. Le tempistiche variano da caso a caso ma comunque questo tipo di interventi sono sempre estremamente rapidi.

rinforzo strutturale

Realizzate anche reti preformate in GFRP. Quali sono le applicazioni specifiche di queste? In cosa differiscono rispetto ai materiali FRP?

Le reti in GFRP (glass fiber reinforced polymers) sono un prodotto abbastanza nuovo che trova applicazione soprattutto in due campi:

1)    Il rinforzo strutturale di murature

2)    Sistemi antisfondellamento per solai e antiribaltamento per tompagnature

Nel primo caso si ottiene un miglioramento delle caratteristiche meccaniche delle strutture in muratura con l’utilizzo di reti molto leggere in fibra di vetro AR (alcalino resistente) che possono essere annegate in opportune malte idrauliche. Tale intervento è sostituivo di quello tradizionale con rete elettrosaldata e betoncino, senza però il grave problema dell’ossidazione, essendone la fibra di vetro immune.

Nel secondo caso invece i sistemi della linea OLY SAFE hanno l’obiettivo di mettere in sicurezza con interventi molto rapidi ed economici elementi secondari come solai (antisfondellamento) e partizioni murarie (tompagni e tramezzi) con l’utilizzo di materiali altamente innovativi e performanti.

rinforzo strutturale

 

 

 

 

Ringraziamo l’ingegner Alberto De Alfieri e il gruppo Olympus per la disponibilità e il tempo concessoci.

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