RINFORZO SISMICO EDIFICI IN MURATURA. CORDOLATURA DI PIANO CON TESSUTO IN FIBRA IN CARBONIO O BASALTO

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1 RINFORZO SISMICO EDIFICI IN MURATURA. CORDOLATURA DI PIANO CON TESSUTO IN FIBRA IN CARBONIO O BASALTO Descrizione modalità di crisi Crisi per disarticolazione elementi/ribaltamento dovuta a: 1) carenza di ammorsamento; 2) carenza di resistenza a trazione della muratura; 3) degrado dei materiali. Riferimenti normativi CNR DT 200 R1/ Linee guida per la identificazione, la qualificazione ed il controllo di accettazione di compositi fibrorinforzati a matrice polimerica (FRP) da utilizzarsi per il consolidamento strutturale di costruzioni esistenti (09/07/2015). Descrizione della tecnologia suggerita L obiettivo dell intervento è quello di evitare il ribaltamento per rotazione di parti di edifici in muratura, ricreando un comportamento scatolare mediante l applicazione di cordolature di piano realizzate con fasce orizzontali di materiale composito. Le cordolature, infatti, permettono alle pareti murarie, sia in adiacenza che contrapposte, e alle pareti sottoposte all azione di elementi spingenti di interagire fra loro e generare un comportamento il più possibile globale nei confronti dell azione sismica. l impiego di cordolature di tipo tradizionale è sconsigliabile, in quanto sia l apporto di massa sismica in sommità, sia rigidezze non compatibili con elementi murari e legno possono peggiorare i comportamenti e le risposte dell organismo strutturale, sia in campo elastico che plastico. Il rinforzo si realizza mediante: MAPEWRAP C UNI-AX, tessuto unidirezionale in fibra di carbonio ad alta resistenza ed elevato modulo elastico, disponibile in diverse grammature (300 e 600 g/m 2 ) e in diverse altezze (10, 20 e 40 cm); MAPEWRAP B UNI-AX, tessuto unidirezionale in fibra di basalto, disponibile in diverse grammature (400 e 600 g/m 2 ) e in larghezza di 40 cm. Effetti Creazione effetto scatolare; Incremento di duttilità; Nessun incremento di massa e di rigidezza; Nessun problema di corrosione. Modellazione Si veda CNR DT 200 R1/2013. Progetto e Calcolo Si veda CNR DT 200 R1/2013.

2 Posa in opera FASE 1: Preparazione supporto. Rimozione, nella porzione di muratura interessata, dell intonaco e di tutte le eventuali parti inconsistenti o in fase di distacco, fino ad ottenere un supporto sano, compatto e meccanicamente resistente. Per ottenere un supporto adeguatamente planare, applicazione di uno strato di malta cementizia bicomponente ad elevata duttilità, a base di leganti a reattività pozzolanica tipo PLANITOP HDM HDM MAXI o malta premiscelata bicomponente ad elevate duttilità a base di calce idraulica naturale (NHL) ed Eco- Pozzolana tipo PLANITOP HDM RESTAURO della MAPEI S.p.A.. FASE 2: Applicazione primer. Dopo la maturazione della malta, applicazione a pennello o a rullo di uno strato omogeneo di primer epossidico bicomponente tipo MAPEWRAP PRIMER 1 della MAPEI S.p.A.. FASE 3: Regolarizzazione superficie. Rasatura di regolarizzazione della superficie con stucco epossidico bicomponente a consistenza tissotropica tipo MAPEWRAP 11 della MAPEI S.p.A. L applicazione del prodotto deve essere eseguita sul primer ancora fresco con una spatola dentata, in uno spessore di 1-2 mm. Lisciatura successiva dell adesivo con una spatola piana, allo scopo di uniformare completamente anche le più piccole irregolarità presenti sulla superficie. Effettuare, inoltre, con lo stesso prodotto, il riempimento e l arrotondamento degli angoli in modo tale da creare delle sgusce (addolcimento degli spigoli), con raggio di curvatura non inferiore ai 2 cm. FASE 4.1: Applicazione primo strato di resina. Applicazione a pennello o a rullo a pelo corto, in spessore uniforme, sullo stucco epossidico ancora fresco, di una mano di adesivo epossidico di media viscosità tipo MAPEWRAP 31 della MAPEI S.p.A.. FASE 4.2: Applicazione tessuto. Posizionamento del tessuto unidirezionale in fibra di carbonio ad alta resistenza ed elevato modulo elastico tipo MAPEWRAP C UNI-AX o tessuto unidirezionale in fibra di basalto tipo MAPEWRAP B UNI-AX della MAPEI S.p.A. immediatamente dopo l applicazione della resina, avendo cura di stenderlo senza lasciare alcuna grinza, con le mani

3 protette da guanti di gomma impermeabili. Passaggio con rullino tipo RULLINO PER MAPEWRAP della MAPEI S.p.A. sui tessuti per permettere all adesivo e alla resina di penetrare completamente attraverso le fibre e per eliminare eventuali bolle d aria intrappolate. FASE 4.3: Applicazione secondo strato di resina. Applicazione sui tessuti. di un ulteriore mano di adesivo epossidico tipo MAPEWRAP 31 della MAPEI S.p.A.. Per eliminare le eventuali bolle d aria occluse durante le precedenti lavorazioni, ripassare sul tessuto impregnato un rullino tipo RULLINO PER MAPEWRAP della MAPEI S.p.A.. FASE 5: Pre-finitura superfici. Spaglio di sabbia di quarzo asciutta sullo strato di resina ancora fresco. Note È preferibile effettuare preliminarmente prove di pull-off per valutare la qualità del substrato esistente. Voce di Capitolato Posa di tessuti unidirezionali in fibra di carbonio ad elevata resistenza ed elevato modulo elastico per la realizzazione di cordolo in FRP. Fornitura e posa in opera protetta di tessuti unidirezionali in fibra di carbonio ad elevata resistenza ( N/mm 2 ), alto modulo elastico ( N/mm 2 2%) (tipo MapeWrap C UNI-AX della MAPEI S.p.A.) per la realizzazione di cordolo di sommità, disposti in forma di anello chiuso. ll tessuto deve essere applicato garantendo una sovrapposizione delle fasce anulari di 20 cm in orizzontale. L applicazione dei tessuti dovrà essere eseguita mediante sistema ad umido o con il sistema a secco rispettando la seguente procedura: applicazione di primer epossidico (tipo MapeWrap Primer 1 della MAPEI S.p.A.) al fine di consolidare la superficie per i successivi passaggi epossidici; successiva rasatura del sottofondo mediante stucco epossidico a consistenza tissotropica (tipo MapeWrap 11 o MapeWrap 12 della MAPEI S.p.A.); impregnazione del tessuto a pie d opera per il sistema ad umido (tipo MapeWrap 21 della MAPEI S.p.A.); in alternativa, impregnazione del tessuto in opera per il sistema a secco (tipo MapeWrap 31 della MAPEI S.p.A.); spaglio di sabbia di quarzo asciutta a rifiuto sulla resina fresca (tipo Quarzo 1,2 della MAPEI S.p.A.). I tessuti in fibra di carbonio dovranno essere certificati e valutati secondo l ente certificatore ICC Evaluation Service (ICBO/ICC ER-5558).

4 Il primer epossidico (tipo MapeWrap Primer 1 della MAPEI S.p.A.) dovrà avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Peso specifico dell impasto (g/cm 3 ): 1,1 Viscosita Brookfield (rotore 1 - giri 10) (mpa s): 300 > 3 (rottura calcestruzzo) L adesivo epossidico tissotropico (tipo MapeWrap 11 della MAPEI S.p.A.) dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN e avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Tempo di lavorabilità (a + 23 C) 35 min Resistenza a taglio (EN 12615) (MPa): >10 Resistenza a compressione (EN 12190) (MPa): >70 Modulo elastico a compressione (EN 13412) (MPa): 6000 Adesione calcestruzzo-acciaio (EN 1542) (MPa): >3 (rottura supporto) L adesivo epossidico tissotropico (tipo MapeWrap 12 della MAPEI S.p.A.) dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN e avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Tempo di lavorabilità (a + 23 C) 50 min Resistenza a taglio (EN 12615) (MPa): >10 Resistenza a compressione (EN 12190) (MPa): >70 Modulo elastico a compressione (EN 13412) (MPa): 6000 Adesione calcestruzzo-acciaio (EN 1542) (MPa): >3(rottura supporto) L adesivo per l impregnazione dei tessuti con il sistema a umido (tipo MapeWrap 21 della MAPEI S.p.A.) dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN e avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Viscosità Brookfield (rotore 1 - giri 10) (mpa s): 300 Resistenza a trazione (ASTM D 638) (MPa): 30 Allungamento a trazione (ASTM D 638) (%): 1,2 Resistenza a compressione (ASTM C 579) (MPa): 65 Modulo elastico a compressione (ASTM C 579) (MPa): 2000 Modulo elastico a flessione (ISO 178) (MPa): 2500 > 3 (rottura supporto) L adesivo per l impregnazione dei tessuti con il sistema a secco (tipo MapeWrap 31 della MAPEI S.p.A.) dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN e avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Viscosità Brookfield (rotore 3 - giri 5) (mpa s): 7000 Resistenza a trazione (ASTM D 638) (MPa): 40 Allungamento a trazione (ASTM D 638) (%): 1,8 Resistenza a compressione (ASTM D 695) (MPa): 70

5 Modulo elastico a compressione (ASTM D 695) (MPa): 1400 Modulo elastico a flessione (ISO 178) (MPa): 3000 > 3 (rottura supporto) A seconda, sarà possibile scegliere un tessuto con una grammatura di 300 o 600 g/m 2, con larghezze di 10, 20 e 40 cm. I tessuti in fibre di carbonio dovranno avere rispettivamente le seguenti caratteristiche: Grammatura (g/m 2 ): Massa volumica (kg/m 3 ): Spessore equivalente di tessuto secco (mm): 0,164 0,331 Area resistente per unita di larghezza (mm 2 /m): 164,3 331,4 Resistenza meccanica a trazione (N/mm 2 ): Carico massimo per unita di larghezza (kn/m): > 800 > Modulo elastico a trazione (N/mm 2 ): % % Allungamento a rottura (%): 2 2 Adesione al calcestruzzo (N/mm 2 ): >3 (rottura del supporto) I tessuti in fibre di carbonio impregnati con resina MapeWrap 31 dovranno avere le seguenti caratteristiche: Grammatura (g/m 2 ): Resistenza meccanica a trazione (D-3039) (N/mm 2 ): Modulo elastico a trazione (D-3039) (N/mm 2 ): Allungamento a rottura (D-3039) (%): 2 2 Spessore nominale del tessuto (mm): 0,500 1 Compresi e compensati nel prezzo per dare il lavoro finito a regola d arte: aspirazione delle superfici; applicazione del ciclo di posa descritto in precedenza; per ogni metro quadrato di tessuto con grammatura pari a 300 g/m² ( /m²) per ogni metro quadrato di tessuto con grammatura pari a 600 g/m² ( /m²) Posa di tessuti unidirezionali in fibra di basalto ad elevata resistenza per la realizzazione di cordolo in FRP. Fornitura e posa in opera protetta di tessuti unidirezionali in fibra di basalto ad elevata resistenza (4.840 MPa) (tipo MapeWrap B UNI-AX della MAPEI S.p.A.) per la realizzazione di cordolo di sommità, disposti in forma di anello chiuso. ll tessuto deve essere applicato garantendo una sovrapposizione delle fasce anulari di 20 cm in orizzontale. L applicazione dei tessuti dovrà essere eseguita mediante sistema ad umido o con il sistema a secco rispettando la seguente procedura: applicazione di primer epossidico (tipo MapeWrap Primer 1 della MAPEI S.p.A.) al fine di consolidare la superficie per i successivi passaggi epossidici;

6 successiva rasatura del sottofondo mediante stucco epossidico a consistenza tissotropica (tipo MapeWrap 11 o MapeWrap 12 della MAPEI S.p.A.); impregnazione del tessuto a pie d opera per il sistema ad umido (tipo MapeWrap 21 della MAPEI S.p.A.); in alternativa, impregnazione del tessuto in opera per il sistema a secco (tipo MapeWrap 31 della MAPEI S.p.A.); spaglio di sabbia di quarzo asciutta a rifiuto sulla resina fresca (tipo Quarzo 1,2 della MAPEI S.p.A.). Il primer epossidico (tipo MapeWrap Primer 1 della MAPEI S.p.A.) dovrà avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Peso specifico dell impasto (g/cm 3 ): 1,1 Viscosita Brookfield (rotore 1 - giri 10) (mpa s): 300 > 3 (rottura calcestruzzo) L adesivo epossidico tissotropico (tipo MapeWrap 11 della MAPEI S.p.A.) dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN e avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Tempo di lavorabilità (a + 23 C) 35 min Resistenza a taglio (EN 12615) (MPa): >10 Resistenza a compressione (EN 12190) (MPa): >70 Modulo elastico a compressione (EN 13412) (MPa): 6000 Adesione calcestruzzo-acciaio (EN 1542) (MPa): >3 (rottura supporto) L adesivo epossidico tissotropico (tipo MapeWrap 12 della MAPEI S.p.A.) dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN e avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Tempo di lavorabilità (a + 23 C) 50 min Resistenza a taglio (EN 12615) (MPa): >10 Resistenza a compressione (EN 12190) (MPa): >70 Modulo elastico a compressione (EN 13412) (MPa): 6000 Adesione calcestruzzo-acciaio (EN 1542) (MPa): >3(rottura supporto) L adesivo per l impregnazione dei tessuti con il sistema a umido (tipo MapeWrap 21 della MAPEI S.p.A.) dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN e avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Viscosità Brookfield (rotore 1 - giri 10) (mpa s): 300 Resistenza a trazione (ASTM D 638) (MPa): 30 Allungamento a trazione (ASTM D 638) (%): 1,2 Resistenza a compressione (ASTM C 579) (MPa): 65 Modulo elastico a compressione (ASTM C 579) (MPa): 2000 Modulo elastico a flessione (ISO 178) (MPa): 2500 > 3 (rottura supporto)

7 L adesivo per l impregnazione dei tessuti con il sistema a secco (tipo MapeWrap 31 della MAPEI S.p.A.) dovrà rispondere ai requisiti minimi richiesti dalla EN e avere le seguenti caratteristiche prestazionali: Viscosità Brookfield (rotore 3 - giri 5) (mpa s): 7000 Resistenza a trazione (ASTM D 638) (MPa): 40 Allungamento a trazione (ASTM D 638) (%): 1,8 Resistenza a compressione (ASTM D 695) (MPa): 70 Modulo elastico a compressione (ASTM D 695) (MPa): 1400 Modulo elastico a flessione (ISO 178) (MPa): 3000 > 3 (rottura supporto) A seconda del tipo d intervento sarà possibile scegliere un tessuto con una grammatura di 400 o 600 g/m 2, con larghezza di 40 cm. I tessuti in fibre di basalto dovranno avere rispettivamente le seguenti caratteristiche: Tipo di fibre: basalto 1220 tex Grammatura (g/m 2 ): Massa volumica (kg/m 3 ): Spessore equivalente di tessuto secco (mm): 0,143 0,214 Area resistente per unita di larghezza (mm 2 /m): 142,6 214,2 Resistenza meccanica a trazione (N/mm 2 ): Modulo elastico a trazione (N/mm 2 ): Allungamento a rottura (%): > 3 > 3 Adesione al calcestruzzo (N/mm 2 ): > 3 (rottura del supporto) I tessuti in fibre di carbonio impregnati con resina MapeWrap 31 dovranno avere le seguenti caratteristiche: Grammatura (g/m 2 ): Resistenza meccanica a trazione (D-3039) (N/mm 2 ): Modulo elastico a trazione (D-3039) (N/mm 2 ): Allungamento a rottura (D-3039) (%): 2 2 Spessore nominale del tessuto (mm): 0,500 1 Compresi e compensati nel prezzo per dare il lavoro finito a regola d arte: aspirazione delle superfici; applicazione del ciclo di posa descritto in precedenza; per ogni metro quadrato di tessuto con grammatura pari a 400 g/m² ( /m²) per ogni metro quadrato di tessuto con grammatura pari a 600 g/m² ( /m²)

8 Stima dei costi Consolidamento con MapeWrap C UNI-AX 300 ANALISI NUOVI PREZZI Consolidamento con MapeWrap C UNI-AX 300 (1 Codice Descrizione mq). Nel prezzo è compresa la smussatura spigoli e lo spaglio finale di sabbia di quarzo. Analisi prezzo % 1.0 Manodopera U.M. N Q.Tà P.U TOT. 1.1 Caposquadra ore X = Operaio Specializzato ore 1 1,000 X 27,86 = 27, Operaio Qualificato ore 1 1,000 X 25,96 = 25, Operaio Comune ore 1 0,000 X 23,49 = - Totale Manodopera 53,82 24, Mezzi d'opera Impastatore ore 1,00 0,250 X 15,00 = 3, Smaltimento rifiuti kg/mq 1 2,000 X 1,50 = 3, X = X = X = - Totale Mezzi d'opera 6,75 3, Materiali 3.1 MapeWrap Primer 1 kg/mq 0,3 1,00 X 23,90 = 7, MapeWrap 11 kg/mq 1,5 1,00 X 12,80 = 19, MapeWrap 31 kg/mq 1,1 1,00 X 25,00 = 27,50 MapeWrap C UNI-AX 3.4 (300x40 cm) mq 2,5 1,00 X 40,00 = 100, sfrido tessuto % 5 1,00 X 100,00 = 5, sfrido resine % 5 1,00 X 53,87 = 2, X = X = - Totale Materiali 161,56 72, Oneri vari Trasporti % 0% - Totale Oneri vari - 0,00 TOTALE A ( ) = 222,13 100, Spese generali 17% Sul Totale A = 37,76 TOTALE B = 259, Utili 10% Sul Totale B = 25,99 PREZZO DI APPLICAZIONE TOTALE MQ EURO 285,89

9 Consolidamento con MapeWrap C UNI-AX 600 ANALISI NUOVI PREZZI Codice Descrizione Consolidamento con MapeWrap C UNI-AX 600 (1 mq). Nel prezzo è compresa la smussatura spigoli e lo spaglio finale di sabbia di quarzo. Analisi prezzo % 1.0 Manodopera U.M. N Q.Tà P.U TOT. 1.1 Caposquadra ore X = Operaio Specializzato ore 1 0,500 X 27,86 = 13, Operaio Qualificato ore 1 0,750 X 25,96 = 19, Operaio Comune ore 1 0,000 X 23,49 = - Totale Manodopera 33,40 12, Mezzi d'opera Impastatore ore 1,00 0,150 X 15,00 = 2, Smaltimento rifiuti kg/mq 1 2,000 X 1,50 = 3, X = X = X = - Totale Mezzi d'opera 5,25 2, Materiali 3.3 MapeWrap 31 kg/mq 1,2 1,00 X 25,00 = 30,00 MapeWrap C UNI-AX 3.4 (600x40 cm) mq 2,5 1,00 X 72,00 = 180, sfrido tessuto % 5 1,00 X 180,00 = 9, sfrido resine % 5 1,00 X 30,00 = 1, X = X = - Totale Materiali 220,50 85, Oneri vari Trasporti % 0% - Totale Oneri vari - 0,00 TOTALE A ( ) = 259,15 100, Spese generali 17% Sul Totale A = 44,06 TOTALE B = 303, Utili 10% Sul Totale B = 30,32 PREZZO DI APPLICAZIONE TOTALE MQ EURO 333,53

10 Consolidamento con MapeWrap B UNI-AX 400/40 ANALISI NUOVI PREZZI Codice Descrizione Consolidamento con MapeWrap B UNI-AX 400/40 (1 mq). Nel prezzo è compresa la smussatura spigoli e lo spaglio finale di sabbia di quarzo. Analisi prezzo % 1.0 Manodopera U.M. N Q.Tà P.U TOT. 1.1 Caposquadra ore X = Operaio Specializzato ore 1 1,000 X 27,86 = 27, Operaio Qualificato ore 1 1,000 X 25,96 = 25, Operaio Comune ore 1 0,000 X 23,49 = - Totale Manodopera 53,82 35, Mezzi d'opera Impastatore ore 1,00 0,250 X 15,00 = 3, Smaltimento rifiuti kg/mq 1 2,000 X 1,50 = 3, X = X = X = - Totale Mezzi d'opera 6,75 4, Materiali 3.1 MapeWrap Primer 1 kg/mq 0,3 1,00 X 23,90 = 7, MapeWrap 11 kg/mq 1,55 1,00 X 12,80 = 19, MapeWrap 31 kg/mq 1,4 1,00 X 25,00 = 35,00 MapeWrap B UNI-AX 3.4 (400x40 cm) mq 2,5 1,00 X 9,50 = 23, sfrido tessuto % 5 1,00 X 23,75 = 1, sfrido resine % 5 1,00 X 62,01 = 3, X = X = - Totale Materiali 90,05 59, Oneri vari Trasporti % 0% - Totale Oneri vari - 0,00 TOTALE A ( ) = 150,62 100, Spese generali 17% Sul Totale A = 25,61 TOTALE B = 176, Utili 10% Sul Totale B = 17,62 PREZZO DI APPLICAZIONE TOTALE MQ EURO 193,85

11 Consolidamento con MapeWrap B UNI-AX 600/40 ANALISI NUOVI PREZZI Codice Descrizione Consolidamento con MapeWrap B UNI-AX 600/40 (1 mq). Nel prezzo è compresa la smussatura spigoli e lo spaglio finale di sabbia di quarzo. Analisi prezzo % 1.0 Manodopera U.M. N Q.Tà P.U TOT. 1.1 Caposquadra ore X = Operaio Specializzato ore 1 1,000 X 27,86 = 27, Operaio Qualificato ore 1 1,000 X 25,96 = 25, Operaio Comune ore 1 0,000 X 23,49 = - Totale Manodopera 53,82 33, Mezzi d'opera Impastatore ore 1,00 0,250 X 15,00 = 3, Smaltimento rifiuti kg/mq 1 2,000 X 1,50 = 3, X = X = X = - Totale Mezzi d'opera 6,75 4, Materiali 3.1 MapeWrap Primer 1 kg/mq 0,3 1,00 X 23,90 = 7, MapeWrap 11 kg/mq 1,55 1,00 X 12,80 = 19, MapeWrap 31 kg/mq 1,4 1,00 X 25,00 = 35,00 MapeWrap B UNI-AX 3.4 (600x40 cm) mq 2,5 1,00 X 13,90 = 34, sfrido tessuto % 5 1,00 X 34,75 = 1, sfrido resine % 5 1,00 X 62,01 = 3, X = X = - Totale Materiali 101,60 62, Oneri vari Trasporti % 0% - Totale Oneri vari - 0,00 TOTALE A ( ) = 162,17 100, Spese generali 17% Sul Totale A = 27,57 TOTALE B = 189, Utili 10% Sul Totale B = 18,97 PREZZO DI APPLICAZIONE TOTALE MQ EURO 208,71