Calcestruzzo confinato con compositi a matrice cementizia (PBO-FRCM): modellazione e sperimentazione

La necessità di rinforzare le strutture di edifici in calcestruzzo armato o in muratura danneggiate dai terremoti e di recuperare edifici per nuove esigenze (es. variazione della destinazione d’uso, presenza di azione non previste nella progettazione originale), ha portato a studiare e a sperimentare diverse tipologie di rinforzo strutturale. A partire dalla metà del 900, grazie alla scoperta e all’utilizzo di nuovi materiali, si sono venute a creare diverse tecniche di rinforzo strutturale basate sull’utilizzo di materiali compositi artificiali. La prima metodologia usata è stata il sistema FRP (Fiber Reinforced Polymers), che ad una matrice organica unisce fibre di carbonio; successivamente sono stati usati diversi materiali con diverse caratteristiche meccaniche per creare fibre come l’aramide e le fibre di vetro.
I materiali compositi artificiali, al contrario di come si possa pensare, hanno una lunga storia; i primi materiali compositi inventati dall’uomo sono stati i mattoni costituiti da paglia e fango combinati insieme. “Successivamente sono stati messi a punto altri materiali compositi, tra cui il compensato, il calcestruzzo, e il calcestruzzo armato”, nonché il tristemente famoso fibrocemento rinforzato con le fibre di amianto.
“I singoli materiali che formano i compositi sono chiamati costituenti, e a seconda della loro funzione prendono il nome di matrice o rinforzo.
L'insieme di queste due parti costituisce un prodotto in grado di garantire proprietà meccaniche elevatissime (a questo scopo fondamentale è la cura dell'adesione interfacciale tra fibre e matrice) e massa volumica decisamente bassa” : per questo motivo i compositi sono largamente usati nelle applicazioni dove la leggerezza è molto importante, come negli edifici in campo sismico (dove è fondamentale non inserire nuove masse sismiche).