Applicazione di SRG per il rinforzo strutturale: selezione delle matrici e sperimentazione su travi in cemento armato

Introduzione Il calcestruzzo armato, dopo circa un secolo di vita, manifesta la sua vulnerabilità a causa della qualità del materiale, all'azione del tempo, alle condizioni ambientali o alla perdita delle prestazioni meccaniche provocate da eventi straordinari e da errate previsioni progettuali. Per questi motivi, negli ultimi, anni è cresciuto l'interesse per il degrado ed il ripristino delle strutture in calcestruzzo armato per salvaguardare il patrimonio edilizio esistente o per renderlo fruibile anche dopo un suo degrado o, ancora, quando si dovesse presentare la necessità di richiedere alla struttura maggiori prestazioni sia meccaniche che deformative. E’ sensazione comune che i processi edilizi saranno sempre più rivolti verso la riqualificazione e il rinforzo di strutture esistenza. Attualmente sono disponibili una serie di materiali di ripristino che sono stati formulati per rispondere alle esigenze relative ad una varietà di ambienti e di interventi. Negli ultimi anni si sono sviluppati, in particolare, i materiali compositi i quali hanno trovato largo impiego nel campo dell’Ingegneria civile, in applicazioni relative sia a strutture di nuova costruzione che ad edifici già esistenti. I sistemi di rinforzo realizzati con fibre di carbonio o fibre di vetro accoppiate a matrici organiche (resine epossidiche) denominati FRP (Fiber Reinforced Polymer), sono quelli più utilizzati. Tali compositi sono quelli che maggiormente sono stati approfonditi attraverso ricerche sperimentali che hanno permesso di chiarirne il comportamento e svilupparne dei modelli di calcolo. Vengono utilizzati in diversi settori come quello navale, aeronautico e militare dove vengono sfruttati per la loro ineguagliabile resistenza specifica (resistenza a trazione per unità di peso), per il binomio resistenza-leggerezza, che determina alte prestazioni e bassa invasività dell’intervento sulla struttura esistente. Agli ulteriori e innegabili vantaggi di intervento con tali compositi, come la facilità di trasporto, la resistenza alla corrosione, la reversibilità dell’intervento di rinforzo, corrispondono, tuttavia, alcune limitazioni: la matrice epossidica, con la quale vengono applicati, presenta, infatti, scarsa resistenza al fuoco (T<80°) e richiede, per la sua corretta polimerizzazione, assenza di umidità e temperature ambientali comprese tra i 5° e i 25°C; la superficie di applicazione deve essere perfettamente planare per evitare distacchi del rinforzo. L’applicazione di queste tipologie di rinforzo richiede, inoltre, maestranze altamente specializzate. In questo contesto quindi, si affacciano ora nuove generazioni di rinforzi. A gli ormai “classici” FRP, si affiancano ora gli FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix) e gli SRG (Steel ReinforcedGrout) che sfruttano sia le eccezionali proprietà di fibre di nuova concezione come quelle in PBO (Poliparafenilenbenzobisoxazolo), sia un materiale come l’acciaio, che, per quanto comune nel campo dell’edilizia, viene caratterizzato da lavorazioni innovative che ne migliorano le prestazioni meccaniche. Tutte queste nuove tipologie di compositi, nonostante siano state annoverate con nomenclature così differenti, sono però accomunate dall’elemento che ne permette il funzionamento e l’adesione al supporto: la matrice cementizia. Gli SRG sono un metodo giovane e alternativo di rinforzo o ripristino strutturale, che coniuga i vantaggi connessi all’utilizzo dei materiali compositi, quali l’uso di una fase fibrosa ad alta