Protettivi passivi

Come già accennato rientrano in questa categoria anche qui prodotti che contengono acqua e durante il processo di riscaldamento si modificano in seguito alla sua evaporazione.

Un materiale di particolare interesse in questo ambito è il gesso, il quale è impiegato nella miscela degli intonaci protettivi e per la realizzazione di lastre rigide.

Il gesso è impiegato nella maggior parte dei componenti per l’edilizia in forma biidrata, la cui formula chimica è CaSO4x2H2O, ovvero solfato di calcio con 2 molecole di acqua incorporate nella struttura cristallina. I materiali di gesso sono pertanto inorganici e non combustibili.

In caso di incendio il gesso viene disidratato; l’acqua evapora consumando energia e inoltre, grazie

alla formazione di un velo di vapore tra il fuoco e il materiale di gesso, si ritarda l’avanzamento del processo di trasmissione del calore.

Oltre alla protezione antincendio dovuta all’evaporazione dell’acqua, lo strato di gesso disidratato agisce ancora da isolante, poiché aumentando di porosità possiede una conduttanza termica inferiore rispetto al gesso non disidratato.

6.4.2.1 Protettivi spruzzati

I protettivi spruzzati sono applicabili mediante spruzzatura e sono ottenuti miscelando acqua ad una base di legante cementizio, o gesso, oppure costituita da lana minerale. Protettivi di questo tipo hanno il vantaggio di essere molto leggeri e di avere costi contenuti anche in ragione della semplicità di applicazione. Risultano punti deboli invece la scarsa densità, che implica rapido aumento della temperatura superficiale nella prima fase dell’incendio, e un effetto estetico poco adatto ad utilizzi al di fuori dell’ambito industriale se in assenza di trattamenti aggiuntivi.

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6.4.2.2 Protettivi in lastre

I protettivi in lastre sono prodotti costituiti essenzialmente da fibre minerali, quali gesso o cemento, destinati a incrementare le prestazioni al fuoco degli elementi di compartimentazione o degli elementi strutturali dei fabbricati. Essi trovano larga applicazione per la protezione di pareti, elementi in c.a. come travi e pilatri, ma anche per elementi in acciaio ai quali vengono applicati come elementi scatolari diminuendo la superficie esposta al fuoco rispetto alla massa dell’elemento. Tra i protettivi a lastre sono compresi anche i controsoffitti e i materassini.

Le lastre protettive hanno buona resistenza meccanica, hanno forma regolare e il montaggio risulta di semplice esecuzione su geometrie non complesse.

Questo tipo di protettivi richiede sempre un sistema di fissaggio all’elemento da trattare, tale sistema può essere sia di tipo meccanico che di tipo chimico. Per fissaggio meccanico si intende una modalità di applicazione che richiede l’installazione di un telaio metallico o l’applicazione di viti, tasselli, bulloni o chiodi; gli adesivi minerali utilizzati per incollare le lastre al supporto costituiscono la modalità di fissaggio di tipo chimico.

Le lastre protettive vengono fornite dai produttori in elementi di dimensioni generalmente di 10001200 mm di larghezza per 15002000 mm di altezza; è chiaro quindi che per la protezione di una struttura risulta inevitabile assemblare più elementi lastra per proteggere le superfici interessate; inoltre, nel caso di fissaggio meccanico, si ha la presenza di elementi metallici che completano il sistema di protezione in lastre. L’installazione delle lastre deve avvenire in conformità al manuale pratico fornito dal produttore e per far sì che il sistema risulti efficace è necessario un accurato trattamento dei giunti.

Il trattamento dei punti di giunzione fra le lastre applicate, sia in elementi verticali, sia orizzontali, è un’operazione da eseguire con attenzione secondo modalità ormai consolidate, ma che spesso vengono disattese in cantiere. Occorre tenere presente che i giunti vanno trattati per i seguenti motivi:

 ottenere continuità di comportamento meccanico;  ottenere una continuità dell’isolamento acustico;

 realizzare una superficie liscia, adatta a ricevere la tinteggiatura;  durabilità.

Una possibile modalità di intervento consiste nel riempire con apposito stucco i vuoti tra le diverse lastre e successiva applicazione di una striscia di nastro in carta microforata per garantire una maggiore resistenza meccanica, una maggiore protezione del giunto e una maggiore durata nel tempo delle prestazioni attese.

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Un fenomeno caratteristico delle strutture in cemento armato, che ha una significativa influenza

nelle prestazioni di resistenza al fuoco, è lo spalling; già ampiamente trattato nei paragrafi precedenti. Esso consiste nell’espulsione di parti di calcestruzzo con conseguente riduzione della sezione resistente e una riduzione della protezione delle barre di armatura, che spesso vengono a trovarsi direttamente esposte al flusso termico.

In base alla norma UNI EN 13381-3 è possibile, tramite delle prove di laboratorio, determinare il contributo alla resistenza al fuoco di elementi strutturali in cemento armato, di un materiale protettivo che può essere intonaco o lastre in cartongesso che, se applicati sulla sezione da proteggere in determinati spessori, sono in grado di fornire una protezione equivalente a quella del calcestruzzo.

Le prove forniscono dati sulla capacità del protettivo di rimanere aderente e coeso per tutta la durata dell’esposizione e forniscono indicazioni sulla distribuzione di temperatura sia all’interno del calcestruzzo che nelle armature.

La EN 13381-3 individua una relazione tra lo spessore del protettivo e le temperature raggiunte all’interno dell’elemento strutturale in funzione del tempo di esposizione, tali spessori di protettivo sono poi espressi in “spessori di calcestruzzo equivalente” ovvero uno spessore di calcestruzzo tale da garantire il medesimo isolamento termico offerto dallo strato di protettivo

Lo spessore equivalente di calcestruzzo può essere utilizzato in tutti i calcoli e nei predimensionamenti eseguiti con gli Eurocodici.

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7 LA MODELLAZIONE MATEMATICA E L’ANALISI F.E.M.