FIBRE D ACCIAIO D ULTIMA GENERAZIONE PER PAVIMENTI INDUSTRIALI SU PALI

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Adriano Antonini
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FIBRE D ACCIAIO D ULTIMA GENERAZIONE PER PAVIMENTI INDUSTRIALI SU PALI Scegliere il pavimento giusto è un aspetto importante per assicurare la continuità delle attività negli stabilimenti produttivi

Esistono aree dove il sottosuolo è troppo debole per realizzarvi sopra una pavimentazione industriale: in queste aree non si deve considerare alcun supporto del suolo.

1 FIBRE D ACCIAIO D ULTIMA GENERAZIONE PER PAVIMENTI INDUSTRIALI SU PALI Scegliere il pavimento giusto è un aspetto importante per assicurare la continuità delle attività negli stabilimenti produttivi e logistici. Se le condizioni del terreno sono troppo instabili per un pavimento industriale su massicciata, il pavimento può essere, per esempio, costruito su pali. Esistono aree dove il sottosuolo è troppo debole per realizzarvi sopra una pavimentazione industriale: in queste aree non si deve considerare alcun supporto del suolo. Con il passare del tempo, il suolo si stabilizzerà o si ritirerà e la lastra sarà supportata esclusivamente dai pali stessi, prefabbricati o gettati in sito. Per fornire la forza e la stabilità richieste, le pavimentazioni su pali possono essere rinforzate con armature tradizionali come la rete elettrosaldata o con sole fibre d acciaio o con una combinazione di entrambe. In passato queste pavimentazioni potevano essere costruite solamente utilizzando connessioni in barre d acciaio e reti, ma oggi le fibre d acciaio hanno dimostrato la loro efficacia anche in questo campo. Quindi si sono dovute creare apposite linee guida per la progettazione: le Raccomandazioni CUR111 (NL) sono, attualmente, le uniche linee guida al mondo per progettare le pavimentazioni industriali su pali in calcestruzzo rinforzato con fibre d acciaio. La sicurezza e le condizioni d uso del pavimento su pali sono influenzate da due aspetti importanti: le condizioni geotecniche e il processo di progettazione. Seguendo un analisi geotecnica, i pali di calcestruzzo devono essere posizionati nel terreno su una griglia regolare, possibilmente quadrata, da 2mx2m a 5mx5m. La progettazione del pavimento può essere ottimizzata ulteriormente usando pali svasati. La selezione del tipo di palo e la progettazione del pilastro devono essere realizzate da un ingegnere geotecnico. Per quanto concerne il processo di progettazione, solitamente le pavimentazioni su pali sono progettate usando l approccio delle linee di snervamento allo stato limite ultimo (SLU). Questo metodo di progettazione mira ad equilibrare le forze agenti con le forze resistenti per assicurare l integrità strutturale e la robustezza della struttura durante il periodo di vita richiesto. Per soddisfare la domanda specifica di pavimenti strutturali in calcestruzzo armato su pali, Bekaert ha sviluppato una fibra di acciaio con forma e capacità uniche: le Dramix 5D. Queste fibre presentano caratteristiche mai viste prima sul mercato: - proprietà di ancoraggio perfette (tripla uncinatura); - resistenza alla trazione ultra-elevata ( N/mm 2 );

2 - elevata duttilità del filo d acciaio con una capacità di allungamento maggiore del 6%. Grazie a un intelligente combinazione fra ancoraggio migliorato e proprietà del filo accuratamente progettate, una singola fibra 5D è in grado di sostenere fino a 100 kg. Queste caratteristiche uniche hanno come risultato un materiale da costruzione con prestazioni elevate: un calcestruzzo con fibre d acciaio dal comportamento strutturale ma dosaggi modesti. Con le fibre Dramix 5D si passa per la prima volta da un comportamento degradante (softening) del calcestruzzo rinforzato con fibre d acciaio, ad un comportamento sovra-resistente (hardening) assolutamente paragonabile al rinforzo con armatura tradizionale. Sia le fibre stesse che le lastre di calcestruzzo armato con queste fibre vengono sottoposte a rigorosi test per misurare le loro prestazioni e la loro sicurezza, sia nei laboratori Bekaert che in laboratori indipendenti, comprese università europee rinomate. Presso l Istituto per le strutture in calcestruzzo della Facoltà di ingegneria civile e ambientale dell Università della Ruhr a Bochum (Germania), sono stati effettuati tre test su larga scala per misurare le prestazioni delle pavimentazioni su pali rinforzate con le fibre d acciaio Dramix 5D. Lo scopo dei test era la misurazione delle prestazioni di flessione sotto carico e dell apertura di fessure sotto carico, nonché i percorsi e la propagazione delle fratture. I test sono stati eseguiti su lastre di calcestruzzo di mm x mm x 150 mm composte da calcestruzzo C30/37 rinforzato con 40 kg/m³ di Dramix 5D 65/60BG. Ogni lastra era supportata da 9 colonne e caricava su 4 punti. I risultati delle prove hanno confermato un distinto comportamento sovra-resistente che soddisfa i requisiti strutturali del pavimento, nonché una duttilità molto elevata della struttura e un miglioramento dei percorsi delle fratture: fessure strette e percorsi delle fratture più distribuiti. Inoltre è stata evidenziata una rigidezza elevata durante la formazione delle linee di snervamento: per cui meno deformazioni nella fase iniziale.

3 La progettazione delle lastre si basano su Linee Guida di progettazione consolidate come la Teoria delle Linee di Snervamento (Kennedy e Goodchild, 2004) che indaga le capacità dei momenti flettenti. La teoria delle linee di snervamento è un approccio di progettazione che analizza e stabilisce la capacità di carico e lo stato limite ultimo di una struttura. Il modo più semplice e più usato per applicare la teoria delle linee di snervamento è il metodo del lavoro virtuale, ovvero l analisi si basa sull equilibrio del lavoro eseguito da una forza esterna che si muove per una certa distanza e sulle rotazioni intorno a cerniere di plastica che fanno resistenza rispetto a quella forza esterna. Secondo la teoria delle linee di snervamento, due meccanismi principali influiscono sul momento flettente delle lastre supportate dai pilastri: la volta piegata e il percorso a ventaglio. Mentre la prima causa è un effetto generale, l altra è considerata un fenomeno più localizzato. Il percorso a ventaglio non deve essere confuso con la punzonatura. La resistenza alla punzonatura deve essere verificata in una fase ulteriore che comunque conferma che le fibre di acciaio ne aumentano la capacità.

Per quanto riguarda invece la progettazione delle forze resistenti, ci si basa su linee guida e standard accettati a livello internazionale come il Model Code 2010 e le linee guida DAfStb per il

4 Per quanto riguarda invece la progettazione delle forze resistenti, ci si basa su linee guida e standard accettati a livello internazionale come il Model Code 2010 e le linee guida DAfStb per il calcestruzzo con fibre di acciaio. I fattori di carico e di sicurezza invece cambiano da Paese a Paese in base ai regolamenti edilizi in uso. Normalmente la costruzione di una pavimentazione su pali prevede l impiego di armatura tradizionale nell ordine di kg/m 3 sotto forma di reti e barre: questo porta ad allungamenti nei tempi di messa in opera della pavimentazione anche per l esclusione nell utilizzo di macchine come le Laserscreed, ormai indispensabili nei lavori di massima precisione, anche per la velocità di posa.

Inoltre le pavimentazioni industriali che impiegano le fibre Dramix 5D sono jointless, ossia senza giunti di

conseguenza minori di costi di manutenzione della lastra per l utente finale.

tecnologia largamente utilizzata vista la forte incidenza di pavimentazioni su pali.

5 Inoltre le pavimentazioni industriali che impiegano le fibre Dramix 5D sono jointless, ossia senza giunti di dilatazione: questa soluzione non prevede i tagli per i giunti di contrazione, per cui nessuna usura degli stessi, di conseguenza minori di costi di manutenzione della lastra per l utente finale. Esempi di applicazioni di pavimenti ad uso industriale e logistico li troviamo in Spagna dove il fibrorinforzato è una tecnologia largamente utilizzata vista la forte incidenza di pavimentazioni su pali. Solo nel 2016 sono stati eseguiti più di m 2 di pavimentazioni industriali su pali di fondazione che hanno visto l impiego delle fibre Dramix 5D a rinforzo della struttura. Griglia dei pali di fondazione

6 Dettaglio del palo (20cmx20cm) Cassaforma metallica a perdere Aggiunta di fibre d acciaio Dramix 5D direttamente in autobetoniera

7 Posizionamento dei giunti di costruzione Stesura del calcestruzzo con macchina Laserscreed Elicotteratura

8 Stagionatura del calcestruzzo mediante teli tessuto-non tessuto Lavoro finito Alessandra Tonti Leon Bekaert spa

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