L‟ARCO E LA VOLTA RINFORZATI: LE FASI OPERATIVE DELL‟INTERVENTO E DEL POST INTERVENTO.

Vengono descritte nel presente paragrafo le modalità di applicazione di tessuti in composito fibrorinforzato all‟estradosso (intradosso) di una volta, con riferimento all‟utilizzo di nastri in fibra di carbonio e matrice epossidica.

La disposizione corretta dei nastri sulle superfici strutturali è funzione, oltre che dei parametri di progetto analizzati precedentemente, ovviamente anche della tipologia della volta e quindi del suo funzionamento statico. Tanto per fissare le idee, si ricorda che ogni tipologia di volta, che è un organismo spaziale, può anche essere studiata scomponendola in una successione di archi (generalmente piani): la forma di questi ultimi è dettata dalle regole geometriche costruttive della volta stessa, ovvero dalla curva generatrice dell‟arco elementare e dalla direttrice della volta lungo cui si muove l‟arco per formarla.

La disposizione corretta deve dunque seguire la curva generatrice; rinforzi longitudinali secondo la direttrice della volta non sono generalmente necessari: il loro unico scopo può essere quello di cucitura degli archi ideali e l‟unico caso in cui risulti giustificata questa posizione è il caso in cui siano presenti delle azioni orizzontali, quali quelle di un terremoto.

Si riporta nella figura seguente un esempio di applicazione di rinforzi su una volte a botte cilindrica:

Fig.44 – Rinforzo di volta a botte in estradosso.

Ovviamente il placcaggio con tessuti in composito non deve interessare estese superfici della volta, in quanto, tali materiali, come noto, sono impermeabili e non fanno traspirare la muratura. Pertanto l‟intervento deve mirare a disporre in maniera diffusa più nastri di rinforzo ad un certo interasse “i”, che il CNR-DT 200 / 2004 ha stimato pari a:

i 3sV + LFRP

essendo sV lo spessore della volta e LFRP la larghezza del rinforzo.

La tecnica di intervento, che consiste nel placcaggio estradossale o intradossale della volta con più strisce di FRP, mediante adesivi di natura epossidica, si compone di diverse fasi:

1. rimozione dell‟intonaco o quant‟altro presente per raggiungere la superficie della volta e riportare a nudo la muratura

2. controllo delle condizioni del substrato, ovvero controllo che il paramento murario sia sano o degradato, quindi del suo stato di conservazione

3. preparazione del substrato, ossia, quando necessario (substrato degradato, come previsto nel punto 2), rimozione e ricostruzione delle parti incoerenti soggette ad esfoliazione, polverizzazione; pulizia delle superfici e asportazione delle parti degradate per umidità e presenza di microvegetazione. Rimozione, mediante spazzolatura, sabbiatura o idropulizia, di eventuali tracce di grassi, oli e polveri ivi presenti. La ricostruzione può avvenire sia con malte tradizionali ad alta

importante in quanto la riuscita dell‟intervento dipende innanzi tutto dalla qualità del supporto sul quale viene incollato il rinforzo

4. stesura di un prodotto aggrappante detto primer mediante rullo o pennello e attesa maturazione per un periodo di tempo compreso tra un‟ora e tre ore. Il primer è una resina epossidica bicomponente particolarmente fluida che ha un forte potere impregnante poichè penetra nella struttura con uno spessore di circa 1 centimetro attraverso i capillari della superficie con lo scopo di realizzare un ponte chimico di aggrappo tra la struttura e il rinforzo in composito. E‟ per questo motivo che la tecnica dell‟FRP non è del tutto reversibile.

5. regolarizzazione delle superfici, quando richiesto, con applicazione di un sottile strato di stucco epossidico (rasatura di circa 1-2 mm di spessore), a mano, mediante frettazzo, al di sopra dello strato di primer.

6. a questo punto il processo si diversifica a seconda che si faccia uso del “sistema ad umido” o del “sistema a secco”:

Primo sistema: dopo aver lasciato maturare il composto, stesura di una prima mano di resina epossidica adesivo con rullo di gomma rigida o a spruzzo oppure immergendolo in una vaschetta di forma rettangolare facendo uso di guanti impermeabili di gomma, applicazione della fibra di rinforzo inumidita e rullatura con rulli speciali scanalati antibolle, poi ricoprimento con una seconda mano di resina adesiva per impregnare bene la fibra rendendola definitivamente solida con la muratura.

Secondo sistema: stesura a pennello o a rullo di una prima mano di adesivo epossidico e immediata posa in opera del tessuto preimpregnato, che deve essere spianato con cura con le mani protette da guanti impermeabili di gomma, applicazione di una seconda mano di adesivo. Il tessuto infine deve essere pressato dapprima con un rullo di gomma rigida, poi con uno in alluminio

7. è anche possibile applicare più strati di fibre ripetendo più volte il punto (6). Sovrapposizioni fino a 6-7 strati sono utilizzate nella pratica corrente.

8. la finitura può essere eseguita mediante spolvero di sabbia quarzifera sulla resina ancora fresca per consentire così il successivo aggrappo dell‟intonaco.

L‟intervento deve essere eseguito a temperature miti, comprese tra i 5°C e i 25°C: le reazioni di catalisi della resina epossidica sono fortemente influenzate dalla temperatura ambientale e della struttura stessa. Climi caldi con temperature superiori ai 25-30°C accelerano velocemente la reazione di catalisi, facendo troppo rapidamente indurire la resina impedendone la messa in opera. Viceversa, temperature troppo basse non consentono di innescare la reazione di catalisi tra i due componenti della resina, impedendone l‟indurimento.

Le ditte produttrici di compositi fibro-rinforzati consigliano poi di utilizzare rivestimenti resistenti per proteggerli dalle temperature e dai pericoli d‟incendio: la resina epossidica infatti non è in grado di resistere a temperature superiori agli 80-100°C, valore oltre il quale si liquefa, inficiando l‟aderenza al supporto. Un adesivo infatti è un materiale, quasi sempre di natura polimerica, in grado di realizzare un collegamento tra due superfici e trasmettere sforzi, per questo detto anche collegamento strutturale.

I collegamenti strutturali possono essere anche realizzati con giunzioni meccaniche, ma sono da preferirsi le giunzioni adesive poiché queste ultime sono in grado di distribuire i carichi in maniera uniforme evitando fori a rischio di concentrazioni tensionali e nello stesso tempo consolidano le parti interessate.

Ovviamente il numero, la lunghezza, la larghezza, lo spessore e il tipo delle fibre sono parametri di progetto che devono essere scelti sulla base di modelli di calcolo non ancora ben definiti.

opere di un certo interesse, è consigliato il monitoraggio attraverso o l‟uso di sensori incorporati nella matrice o mediante l‟esecuzione periodica di prove non distruttive o semi-distruttive finalizzate a tenere sotto controllo parametri significativi quali la temperatura del rinforzo, l‟umidità degli ambienti, l‟eventuale danneggiamento delle fibre, le deformazioni e i possibili distacchi.

CAPITOLO 4

4.1. MODELLI NUMERICI PROPOSTI PER IL CALCOLO DI ARCHI E

VOLTE IN MURATURA RINFORZATI CON COMPOSITI FRP: I BENEFICI