Adeguamento sismico di edifici in C.A. mediante l'impiego di materiali compositi fibrorinforzati (FRP)

Capitolo primo 
 
degli elementi strutturali che convergono verso il nodo stesso. Ad esempio la 
mancanza di una idonea armatura trasversale (staffe) può determinare negli 
elementi strutturali il verificarsi di una rottura fragile a taglio prima o 
contemporaneamente alla plasticizzazione duttile a flessione. 
Nella maggior parte delle strutture a telaio in C.A. non progettate secondo una 
normativa antisismica, gli elementi critici sono i pilastri e i nodi trave-pilastro. 
Quindi dove si prevedeva nei pilastri essenzialmente una sollecitazione di sforzo 
assiale, questi ultimi possono danneggiarsi, a seguito di un terremoto, nelle zone 
di estremità, dove è massimo il momento flettente da forze orizzontali, oppure 
altro danno tipico può essere la rottura a taglio connessa con l’insufficienza o la 
cattiva disposizione delle staffe a cui, in fase di progetto, era affidata una sola 
funzione di contenimento. Nei pilastri armati con più di quattro ferri longitudinali, 
le staffe ordinarie a semplice rettangolo e disposte con passo eccessivo mostrano 
la loro scarsa capacità di contenere lo sbandamento dei ferri intermedi. 
Spesso nei nodi non prosegue la staffatura del pilastro ed è deficiente l’ancoraggio 
delle armature delle travi; in queste condizioni essi costituiscono i punti più fragili 
e delicati del telaio. 
Un altro problema può derivare dalle grandi eccentricità in pianta tra il baricentro 
delle masse e quello delle rigidezze che fanno si che i modi torsionali di 
vibrazione sulla risposta dinamica dell’edificio abbiano grandi coefficienti di 
partecipazione. 
Infine, non meno importante è la qualità dei materiali costituenti la struttura e il 
loro grado di conservazione che spesso è molto scadente per via del degrado, della 
cattiva esecuzione, dell’utilizzo di materie prime di scarsa qualità. 
Per questi motivi la riparazione e l’adeguamento sismico di un edificio in C.A. 
richiedono in via preliminare uno studio approfondito della costruzione e delle 
problematiche ad essa connesse. La scelta delle tecniche e della tecnologia di 
intervento deve essere sempre preceduta da un esame comparativo delle possibili 
soluzioni, tenendo conto che la sicurezza di una costruzione nei riguardi delle 
azioni sismiche dipende da una adeguata resistenza alle azioni orizzontali e da una 
sufficiente duttilità per sollecitazioni cicliche alternate. Gli interventi di 
 
 
2
Introduzione 
 
adeguamento sismico devono avere di conseguenza quali obiettivi essenziali: 
l’incremento di resistenza; l’incremento di duttilità; la ridistribuzione delle 
resistenze e delle rigidezze. 
L’impiego dei materiali compositi fibrorinforzati (FRP) rappresenta una valida 
alternativa all’uso di tecniche e materiali tradizionali per l’adeguamento sismico 
di edifici in C.A. Tali materiali, scaturiti dalle recenti conoscenze nel campo della 
chimica e della fisica, hanno determinato l’inizio di una nuova era nel campo delle 
costruzioni civili. Caratteristica peculiare dei materiali compositi è l’anisotropia 
controllata che consente di fornire diversi livelli  di resistenza, in funzione delle 
svariate sollecitazioni che interessano il sistema strutturale. Le elevate prestazioni 
dei materiali compositi scaturiscono dalla collaborazione di materiali con 
caratteristiche e struttura eterogenee, che, considerati singolarmente, risultano non 
soddisfare la prestazione richiesta. Tuttavia, se combinati opportunamente, 
possono organizzarsi in veri e propri sistemi strutturali dai quali scaturisce una 
capacità complessiva di rispondere a specifiche richieste funzionali. 
I vantaggi che si possono trarre da un loro impiego sono i seguenti: 
 
• Notevoli capacità di resistenza qualora sollecitati a trazione, per 
l’alto valore del rapporto resistenza a trazione/peso specifico; 
• Scambio di stati di sollecitazione, tra supporto e rinforzo, su una 
superficie diffusa evitando punti di forte concentrazione dello stato 
tensionale nell’elemento rinforzato; 
• Possibilità di calibrare la rigidezza dell’elemento rinforzato, 
utilizzando sia fibre diverse, sia un numero di strati variabile; 
• Possibilità di attribuire una certa duttilità al sistema mediante 
opportuni sistemi di ancoraggio diffuso; 
• Rispetto del funzionamento strutturale della costruzione esistente; 
• Removibilità dell’intervento mediante tecniche di asporto termico 
o chimico e meccanico in funzione del sistema di incollaggio 
applicato. 
 
 
 
3
Capitolo primo 
 
Accanto a tali vantaggi, si deve però ricordare il comportamento fragile del 
materiale composito fino a rottura e la sua scarsa resistenza alle alte temperature. 
Gli FRP (Fiber Reinforced Polymers) sono una particolare categoria di materiali 
composti da due sole fasi a cui sono attribuite proprietà specifiche e funzioni 
diverse, ovvero: 
 
• Fase matrice cui spetta principalmente il compito di dare forma e 
geometria al materiale, oltre a ripartire le sollecitazioni tra le fibre 
attigue; i compositi a matrice polimerica sono quelli maggiormente 
diffusi nel settore delle costruzioni; 
• Fase fibrosa costituita da fibre molto sottili e di varia lunghezza a 
cui compete la funzione di conferire resistenza meccanica e rigidità 
al materiale, a fronte di un’elevata rigidezza. 
 
Le caratteristiche fisiche e meccaniche del materiale composito dipendono dalle 
caratteristiche di ognuna delle fasi e dalla loro combinazione, in funzione delle 
prestazioni richieste. Negli FRP-materials la fase matrice è costituita da una 
resina, generalmente epossidica o poliestere, mentre il materiale di rinforzo, 
ovvero la fase fibrosa, è composta da una serie di filamenti sottilissimi di natura e 
di geometria molto diverse. Data questa vasta gamma di possibilità, la 
classificazione dei materiali compositi può avvenire sia in base al tipo ed alla 
morfologia del rinforzo presente, sia in base alla natura della matrice. Le fibre, 
continue o discontinue, possono essere disposte secondo diverse giaciture a 
seconda della prestazione meccanica desiderata. Se si tratta di fibre unidirezionali 
o bidirezionali, il materiale ha comportamento macroscopicamente ortotropo; se 
invece si tratta di fibre pluridirezionali, macroscopicamente il comportamento si 
avvicina a quello isotropo. Le fibre più usate nel campo dell’ingegneria civile 
sono quelle di carbonio, vetro e aramidiche. 
L’elevato costo di questi materiali, legato soprattutto alla complessità dei processi 
produttivi, però,  ne ha relegato per molti anni l’uso a settori come quello 
aeronautico, astronautico e militare dove il problema dei costi risulta di secondaria 
 
 
4
Introduzione 
 
importanza rispetto alla possibilità di utilizzare materiali come gli FRP 
caratterizzati da una resistenza specifica, (intesa come resistenza meccanica a 
trazione per unità di peso), così elevata da risultare ineguagliabile da qualsiasi 
altro materiale. Tuttavia, la parziale riduzione dei costi, in particolare delle fibre di 
carbonio, dovuta alla loro maggiore diffusione e ad una ottimizzazione dei 
processi produttivi, ha fatto sì che, negli ultimi anni, l’utilizzo degli FRP ad alte 
prestazioni si sia esteso anche a settori caratterizzati storicamente da una 
tecnologia più "povera" come quello delle costruzioni civili dove la presenza di 
materiali e sistemi costruttivi più economici ne aveva per anni ostacolato 
l’ingresso. In particolare, si è assistito nell’ultima decade ad un notevole 
incremento dell’utilizzo di materiali compositi, ad esempio in Giappone, paese 
che per primo ha eseguito sperimentazioni e realizzato applicazioni pratiche di 
materiali FRP in edilizia, e negli Stati Uniti, altro paese trainante nell’utilizzo 
degli FRP nel campo delle costruzioni. 
 
 
Figura 1.1 – Fasciatura di colonne con FRP 
 
L’utilizzo maggiore degli FRP nelle costruzioni edili riguarda essenzialmente il 
settore del restauro statico delle strutture degradate o danneggiate e quello 
dell’adeguamento statico, in particolare in campo antisismico. 
 
 
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Capitolo primo 
 
In questo settore, le tecniche di intervento basate sull’utilizzo dei materiali 
tradizionali presentano non poche difficoltà operative e diversi dubbi sulla 
durabilità futura dell’intervento stesso. In quest’ottica, un intervento di ripristino 
basato sull’utilizzo di compositi ad alte prestazioni, nonostante il costo più elevato 
delle materie prime, può risultare più economico se si estende la valutazione 
economica ai tempi e alle attrezzature necessarie per l’intervento, ai costi 
derivanti da eventuali interruzioni dell’esercizio della struttura e alla stima della 
vita utile della struttura stessa a seguito dell’intervento.  
 
 
Figura 1.2 – Rinforzo di un nodo Trave-Colonna con FRP 
 
Le tipologie di intervento con FRP più ricorrenti sono sostanzialmente due: la 
fasciatura esterna di elementi compressi o pressoinflessi come pilastri, pile da 
ponte, ciminiere ecc.; il rinforzo di elementi inflessi mediante placcaggio esterno 
delle zone sollecitate a trazione. 
Nel primo caso vengono utilizzati tessuti impregnati in opera. Lo scopo di questi 
interventi può essere quello di aumentare la portanza longitudinale dell’elemento 
per effetto del contenimento delle deformazioni trasversali oppure, quello di 
aumentare la duttilità in campo sismico dei nodi trave-pilastro, che, come detto, 
risultano particolarmente sollecitati durante il sisma. 
 
 
6
Introduzione 
 
In un progetto corretto dal punto di vista sismico, per assicurare una certa duttilità 
del nodo si dovrebbe provvedere ad infittire la staffatura del pilastro in prossimità 
di esso.  
 
Figura 1.3 – Rinforzo a flessione di una trave in C.A. con lamelle in FRP 
 
Utilizzando una fasciatura in FRP all’attacco tra pilastro e travi è possibile 
correggere eventuali errori di progettazione consistenti in una staffatura 
inadeguata del pilastro in corrispondenza del nodo. L’utilizzo dei tessuti in FRP in 
questo specifico campo di intervento rivela innegabili vantaggi esecutivi rispetto 
alle tecniche tradizionali di cerchiatura basate sull’utilizzo di anelli metallici 
montati a caldo o alle tecniche costituite da un aumento della sezione resistente 
per mezzo di malte strutturali applicate a spruzzo o per colatura. 
 
 
Figura 1.4 – Rinforzo di un solaio latero-cementizio con lamelle in FRP 
 
 
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Capitolo primo 
 
Negli interventi di ripristino sulle strutture inflesse, gli FRP si pongono in 
alternativa alla tecnica più tradizionale del beton plaqué, consistente 
nell’incollaggio in zona tesa di piastre di acciaio. Anche in questo caso risultano 
evidenti i vantaggi esecutivi che derivano dall’utilizzo di tessuti o lamine in FRP 
in luogo di pesanti lastre di acciaio. L’utilizzo di materiali polimerici, inoltre, 
elimina i dubbi sulla durabilità di piastre di acciaio, montate all’esterno di una 
struttura, nei confronti della corrosione. I tessuti in FRP, infine, grazie alla loro 
capacità di adattarsi alla forma della struttura, consentono di completare 
l’intervento di rinforzo a flessione con fasciature nella testate delle travi allo 
scopo di eliminare eventuali carenze nei confronti dell’azione tagliante. Questi tipi 
di intervento diventano di difficilissima, se non impossibile, esecuzione se 
eseguiti con piastre di acciaio. 
 
 
Figura 1.5 – Rinforzo a taglio di una trave in C.A. con nastri in FRP 
 
1.2. Articolazione della tesi 
 
La tesi, articolata in nove capitoli, si propone di offrire un contributo per 
l’adeguamento sismico di edifici in C.A. mediante l’utilizzo di materiali compositi 
fibrorinforzati. 
Nel presente capitolo (capitolo primo) sono messi in evidenza il comportamento 
ed i relativi problemi che una struttura intelaiata in C.A. presenta sotto l’azione di 
terremoti di intensità medio-alta se progettati secondo normative precedenti a 
 
 
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Introduzione 
 
quelle sismiche ovvero concepiti per sopportare solo carichi verticali. Inoltre 
viene presentato il materiale FRP per il consolidamento degli edifici mettendo in 
evidenza i pregi (elevata leggerezza, ottima resistenza ai fenomeni corrosivi, 
elevate proprietà meccaniche, ecc.) ed anche i difetti (prezzo di acquisto elevato, 
scarsa resistenza all’azione del fuoco, comportamento fragile del materiale fino 
alla rottura, ecc.). 
Nel capitolo secondo vengono presentati i materiali compositi polimerici 
fibrorinforzati mettendo in evidenza le sue due fasi: matrice e rinforzo. In 
particolare vengono descritti i materiali di più comune impiego sia per le matrici 
polimeriche (poliestere insaturo e resine epossidiche) che le fibre di rinforzo 
(carbonio, vetro, aramide, PVA) mettendo in evidenza le proprietà peculiari. Sono 
poi descritti i processi di fabbricazione per ottenere le fibre ed i materiali 
compositi (lavorazioni a stampo aperto e lavorazioni a stampo chiuso). Infine 
vengono presentati e comparati, in termini di caratteristiche meccaniche, i prodotti 
in FRP composti da fibre di carbonio, di vetro e dei relativi adesivi per la loro 
applicazione presenti in commercio. 
Nel capitolo terzo vengono descritte le comuni tecniche di intervento per 
l’applicazione dei materiali compositi fibrorinforzati. Sono indicate le varie fasi 
dell’intervento: accertamento statico dell’esistente, con particolare attenzione alle 
cause che hanno generato il dissesto; scelta del tipo di rinforzo più adatto al caso 
in esame; valutazione delle condizioni al contorno (temperatura, umidità, ecc.); 
riparazione del substrato e sua preparazione al fine di migliorare il legame tra il 
materiale composito e l’elemento strutturale. Quindi sono descritti i sistemi di 
rinforzo più utilizzati (sistemi wet lay-up e sistemi pre-cured) e le tecniche  
speciali (avvolgimento automatico, sistemi pretesi, pultrusione veloce). Infine 
viene ricordata la necessità di proteggere e monitorare l’intervento di rinforzo 
durante e dopo la sua applicazione. 
Nel capitolo quarto viene presentato il rinforzo per flessione di travi in C.A. 
mediante l’impiego dei materiali polimerici fibrorinforzati evidenziando le diverse 
modalità di collasso (premature o classiche) a cui il rinforzo può essere soggetto, 
soffermandosi sulla necessità di evitare i meccanismi di collasso prematuro quali 
 
 
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Capitolo primo 
 
il peeling off (distacco della lamina dall’intradosso della trave) e il concrete 
ripping (distacco dello strato di conglomerato tra la lamina e l’armatura 
longitudinale di acciaio). Viene presentato, al fine di effettuare correttamente il 
progetto e la verifica dell’intervento in oggetto, il metodo allo stato limite ultimo 
applicato a travi rinforzate a flessione con FRP e uno studio riguardante 
l’aderenza del rinforzo sul calcestruzzo al fine di descrivere il calcolo e al verifica 
tensionale di ancoraggio. Infine sono presentate e confrontate le raccomandazioni 
fib, ACI e CNR per il rinforzo a flessione. 
Nel capitolo quinto vengono descritte le tipologie di rinforzo a taglio e torsione 
effettuabili su travi in C.A. mediante l’impiego di FRP presentando i diversi studi 
in letteratura che consentono di stabilire, attraverso una opportuna modellazione, 
dopo l’intervento di consolidamento la resistenza a taglio della trave. In 
particolare dopo aver presentato il modello di Triantafillou (1998) a cui fanno 
riferimento le raccomandazioni fib, il modello di Khalifa (1998) richiamato nelle 
indicazioni progettuali ACI e i suggerimenti in merito forniti dal CNR, è stato 
presentato il più recente studio in materia condotto da Taljsten (2003). 
Nel capitolo sesto viene descritta la meccanica dei nodi trave-colonna di strutture 
in C.A. rinforzati con nastri o lamelle in FRP. Infatti i nodi trave-colonna di una 
struttura in C.A., soprattutto se progettata a soli carichi verticali, risultano essere i 
punti più vulnerabili per l’effetto di un terremoto. 
Nel capitolo settimo viene descritto il confinamento delle colonne in C.A. 
mediante l’impiego di nastri in FRP, presentando i più recenti studi presenti in 
letteratura riguardanti la resistenza a compressione del calestruzzo confinato. In 
particolare vengono confrontati i comportamenti relativi a colonne circolari, 
quadrate e quadrate a spigoli arrotondati. Viene presentato il modello iterativo di 
Spoelstra e Monti per il confinamento delle colonne fasciate con FRP. Infine sono 
riportati gli studi per definire la resistenza ultima a compressione e la 
deformazione ultima delle colonne rinforzate con FRP (modello di Mander, 
1988). 
Nel  capitolo ottavo viene presentata la modellazione non lineare del calcestruzzo 
confinato. In primo luogo è stata richiamato lo studio relativo al calcestruzzo 
 
 
10
Introduzione 
 
confinato con rinforzo trasversale di tipo tradizionale evidenziando la dipendenza 
dell’azione di confinamento dal tipo di sezione della colonna, dal diametro e dal 
passo delle staffe di acciaio. Quindi è stato applicato il modello di calcolo 
iterativo di Spoelstra e Monti al caso di colonne fasciate con materiali compositi 
fibrorinforzati; in particolare si è studiata la dipendenza del comportamento dal 
tipo di sezione (circolare, quadrata e quadrata a spigoli arrotondati) e dal tipo e 
quantità di materiale utilizzato (fibre di carbonio e fibre di vetro con diverse 
percentuali volumetriche di fasciatura di rinforzo). Sono state ricavate le curve 
tensione-deformazione e sono state confrontate con quelle relative al 
confinamento trazionale con staffe in acciaio ovvero con quelle in assenza di 
confinamento. I valori della deformazione ultima sono stati ricavati anche 
utilizzando diverse formule presenti in letteratura e confrontati con quelli ottenuti 
dal modello iterativo. Ancora, si sono comparati una serie di risultati sperimentali, 
su provini di diversa forma e rinforzati con diversi materiali, presenti in 
letteratura, con i risultati analitici forniti dal modello iterativo di Spoelstra e 
Monti. Vengono poi ricavati i domini di rottura e le curve momento-curvatura 
sempre per diversi tipi di sezione e tecniche di confinamento mettendo in 
evidenza i buoni risultati che si ottengono, con l’ausilio dell’FRP, in termini di 
incrementi di resistenza e duttilità. Infine viene proposta una equivalenza tra 
staffatura in acciaio e tessuto in fibre di carbonio. 
Nel capitolo nono viene effettuato un intervento di adeguamento sismico di un 
edificio in C.A. mediante l’utilizzo di materiali compositi fibrorinforzati 
combinati con interventi di tipo tradizionale al fine di ottenere un miglioramento 
locale e globale del comportamento dell’edificio sotto l’azione di carichi 
orizzontali. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11
I materiali compositi 
 
 
Capitolo secondo 
I materiali compositi 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2.1.  Premessa 
 
L’acronimo FRP sta ad indicare “Fiber Reinforced Polymer” ovvero materiali 
compositi, costituiti da fibre immerse in una matrice polimerica. Tali materiali, 
paragonati agli acciai convenzionali presentano diversi vantaggi come la grande 
resistenza a trazione, l’eccellente resistenza alla corrosione, il basso peso 
specifico, l’eccellente rapporto resistenza/peso specifico, la possibilità di 
combinare resistenza e rigidezza in modo diverso a seconda dell’impiego. 
Questi materiali sono impiegati da diversi decenni nel campo dell’ingegneria 
aeronautica e meccanica, ma negli ultimi due decenni hanno trovato impiego 
anche nel campo dell’ingegneria civile sotto forma di barre per armatura nelle 
strutture in C.A. ordinario e precompresso e di prodotti specifici per il restauro ed 
il consolidamento strutturale di edifici. Gli interventi dove risulta vantaggioso 
l’uso degli FRP sono molteplici: la fasciatura esterna di elementi compressi o 
pressoinflessi come pilastri, pile da ponte, tubazioni, ciminiere; il rinforzo di 
elementi inflessi mediante placcaggio esterno delle zone sollecitate a trazione; il 
ripristino di strutture localmente danneggiate da urti come, ad esempio, travi da 
 
 
13
Capitolo secondo 
 
ponte impattate da mezzi fuori sagoma; il rinforzo e l’adeguamento sismico di 
archi e volte in muratura mediante placcaggi all’estradosso. 
L’elevata resistenza alla corrosione unita alla facilità di posa in opera e alla 
possibilità di produrre materiale in funzione delle esigenze, hanno decretato il 
successo di questi materiali. 
Tuttavia gli FRP presentano anche alcuni svantaggi quali: la limitata resistenza al 
fuoco e alle alte temperature; l’elevato costo iniziale; una rottura di tipo fragile; 
fenomeni di instabilità locale; carenza di normativa di riferimento; limiti nella 
realizzazione delle unioni; anisotropia delle caratteristiche meccaniche. Inoltre, 
dato che si tratta di materiali molto efficienti dal punto di vista strutturale, si 
possono generare problemi di accoppiamento con altri materiali che il progettista 
deve valutare con molta attenzione.  
Il loro impiego crescente ha richiesto la formulazione di una filosofia “ad hoc” per 
la progettazione e la messa in opera recepita solo in raccomandazioni a carattere 
nazionale: “ACI” per gli Stati Uniti; “Fib” per l’Europa; “JSCE” per il 
Giappone; “CAN” per il Canada.  
 
2.2.  I materiali compositi polimerici fibrorinforzati 
 
Il termine materiali compositi viene adottato per indicare una combinazione di 
due o più materiali diversi e microscopicamente ben distinguibili fra loro, mentre 
macroscopicamente sono materiali omogenei. Nel caso degli FRP i materiali 
costituenti sono due: la matrice polimerica e le fibre di rinforzo. 
L’importanza dei materiali compositi e nella fattispecie degli FRP risiede nel fatto 
che l’unione di due o più materiali con caratteristiche diverse genera un materiale 
con proprietà superiori o comunque rilevanti rispetto alle proprietà dei suoi 
materiali costituenti. 
Negli FRP il compito della matrice è quello di tenere insieme le fibre, trasmettere 
loro le caratteristiche della sollecitazione esterna e proteggerle dagli agenti 
atmosferici, inoltre conferisce al composito tenacità e resistenza alla fatica. Le 
fibre di rinforzo (carbonio, vetro, aramide), invece, costituiscono l’elemento 
 
 
14
I materiali compositi 
 
 
resistente nei confronti delle tensioni limitando le deformazioni, inoltre se sono 
opportunamente orientate forniscono proprietà ottimali. La matrice può essere 
considerata, almeno nei casi più comuni, come un continuo isotropo. La fase di 
rinforzo, ad eccezione della fibra di vetro, è invece un materiale anisotropo. 
Contribuiscono a definire quest’ultima: 
 
• La geometria: forma, dimensioni e distribuzione delle dimensioni; 
• La disposizione: orientazione rispetto agli assi di simmetria del 
corpo; se essa è casuale il composito risulta avere caratteristiche 
simili a quelle di un materiale isotropo (“quasi isotropo”); in tutti 
gli altri casi il composito è anisotropo; 
• La concentrazione: frazione in volume, distribuzione della 
concentrazione (dispersione). 
 
I compositi possono essere classificati in due categorie a seconda della lunghezza 
delle fibre impiegate e della loro distribuzione nella matrice: FRP a fibra corta ed 
FRP a fibra lunga. Le fibre corte vengono impiegate in ambito non strutturale ed 
in alcuni elementi in pultrusione
1
; le fibre lunghe, invece, vengono utilizzati nella 
realizzazione di elementi sollecitati secondo una direzione prevalente e nella 
maggior parte della produzione dei pultrusi. 
La tecnologia di produzione, che prevede la combinazione della matrice con le 
fibre disposte secondo direzioni predeterminate del calcolo strutturale, permette di 
realizzare un materiale specifico con proprietà meccaniche ottimizzate nei riguardi 
del particolare stato tensionale a cui verrà sottoposto. Ciò implica che un sistema 
in FRP adottato per un determinato rinforzo non necessariamente potrà essere 
utilizzato in un altro impiego. Discende pertanto una importante peculiarità dei 
materiali compositi rispetto ai materiali isotropi: la loro progettabilità. 
                                                 
1
 È un processo automatico e continuo per la fabbricazione di materiali plastici fibrorinforzati: la 
resina e le fibre sono spinte in uno stampo di forma voluta, con sezione trasversale costante. Tale 
processo è molto utilizzato per la produzione di barre, cavi, profilati. 
 
 
15
Capitolo secondo 
 
Ai fini dell’esame delle proprietà dei compositi fibrorinforzati, è conveniente 
distinguere questi ultimi in due categorie principali, indipendentemente dalla 
tecnologia di produzione: monostrato (lamina); multistrato (laminati). 
I laminati sono materiali costituiti da strati di qualche decimo di millimetro di 
spessore sovrapposti tra loro. Nel caso più semplice, le fibre sono contenute 
esclusivamente nel piano della lamina ovvero non ci sono fibre disposte 
perpendicolarmente al piano della lamina. Esiste anche una particolare classe di 
compositi multistrato, detti laminati ibridi, in cui le singole lamine sono composte 
da fibre di natura differente (ad esempio compositi a matrice epossidica con fibre 
sia di carbonio che aramidiche per ottenere un composito rigido e tenace) o da 
materiali differenti (ad esempio i compositi a strati alternati di resina epossidica 
con fibre aramidiche e di alluminio). 
Il principale vantaggio dei laminati è rappresentato dalla massima libertà nella 
disposizione delle fibre, pur essendo ovviamente richiesto un controllo sistematico 
sulle scelte operate e quindi sulle proprietà del materiale composito.  
Le lamine sono in generale dei materiali anisotropi (proprietà diverse nelle diverse 
direzioni) e conseguentemente la descrizione delle loro proprietà meccaniche 
dipende dalla scelta del sistema di riferimento. Di solito gli assi di quest’ultimo 
vengono fatti coincidere con quelli di simmetria del materiale. Il rapporto tra i 
valori delle proprietà di un materiale composito nelle diverse direzioni è detto 
grado di anisotropia. 
 
2.3.  I materiali costituenti 
 
Le caratteristiche meccaniche dei materiali compositi dipendono essenzialmente 
da quelle dei componenti utilizzati per il loro confezionamento, dall’assestamento 
che gli stessi componenti subiscono in seguito ad una prima fase di sollecitazione 
e dall’integrazione tra gli stessi componenti. I fattori più importanti che ne 
caratterizzano il legame costitutivo sono: 
 
• Le proprietà meccaniche delle fibre; 
 
 
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