LINEA FRP SYSTEM Consolidamento strutturale. Sch. Tec. FS02

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1 Sch. Tec. FS02 LINEA FRP SYSTEM Consolidamento strutturale Sistema di rinforzo murario con intonaci strutturali armati con reti C-NET in carbonio e G-NET in vetro AR Descrizione L uso dei rinforzi sotto forma di intonaci strutturali armati con leganti cementizi e leganti idraulici in calce e pozzolana con reti in fibra di carbonio C-NET e di vetro AR G-NET è una tecnologia di miglioramento statico particolarmente indicata per il settore delle murature, dei Beni Culturali e delle dimore storicoartistiche. Tale tecnica proposta nel mercato nazionale negli ultimi anni consente infatti di ottenere, una volta adottata, un miglioramento generale delle caratteristiche meccaniche delle murature specie se ammalorate e soggette ad azioni sismiche attraverso un rinforzo di matrice inorganica reversibile e traspirante, progettato e commisurato alle reali azioni sollecitanti sulle murature in particolare modo per flessione, taglio e confinamento. Il sistema può essere adottato per pannelli murari, cortine, pilastri in muratura, volte che hanno manifestato vari gradi di ammaloramenti e dissesti e che si intendano mettere in sicurezza con una tecnologia poco invasiva e compatibile con le caratteristiche generali del manufatto storico. Sono stati condotti e sono tuttora in corso studi e sperimentazioni del ns. gruppo in campo nazionale ed internazionale che testimoniano la validità del sistema per l ambito specifico a cui sono destinati. La nostra azienda inoltre sviluppa un importante servizio di consulenza ed assistenza ingegneristica anche con software dedicati, riservato alle pubbliche amministrazioni, alle imprese, ai progettisti e ai tecnici di settore. Campi d impiego I principali impieghi del sistema di rinforzo murario sono per: - incremento di resistenza di pannelli murari portanti,pilastri in muratura, archi, volte - messa in sicurezza di pannelli di tamponamento, pannelli murari portanti sotto azione sismica - miglioramento al taglio delle murature - miglioramento alle azione esterne ortogonali al piano del pannello - collegamenti di elementi collaboranti alle azioni esterne Vantaggi Buone caratteristiche meccaniche e prestazionali in ambito statico e sismico. Ottima resistenza chimica al ph, alle atmosfere umide, industriali e marine, alla carbonatazione. Ridotti spessori di malta armata con reti in carbonio e vetro AR rispetto a sistemi tradizionali con reti in acciaio e malte o guniti. Applicabilità in ambienti umidi. Applicabilità su superfici anche irregolari con ridotti oneri di livellamento. Permeabilità al vapore del sistema di rinforzo. Protezione dalla corrosione dell armatura di rinforzo nei c.a.. Resistenza al fuoco del sistema (REI 60 con un solo cm di malta applicata sulla fibra C-NET). Compatibilità e reversibilità del sistema in ambito Beni Culturali. Maggiore facilità di movimentazione e di intervento in cantiere.

2 Fig. 1 Dati Tecnici RETI C-NET in carbonio UNI-BIDIREZIONALI Classificazione UNI/BI direzionale grammatura Modulo elastico Resistenza Allungamento g/m² GPa a rottura filamento % N/mm² carbonio C-NET 100 U UNI >4500 >1,5 C-NET 170 U UNI >4500 >1,5 C-NET 200 U UNI >4500 >1,5 C-NET 170 B BI >4500 >1,5 C-NET 220 B BI >4500 >1,5 RETI G-NET in vetro AR apprettato BIDIREZIONALI E QUADRIASSIALI Classificazione BI direzionale grammatura Modulo elastico Resistenza Allungamento Q quadriassiale g/m² GPa a rottura filamento % N/mm² vetro AR G-NET 120 B BI > 4 G-NET 220 B BI > 4 G-NET 221 B BI > 3000 > 3 G-NET 120 Q Q > 4 I materiali sono disponibili in rotoli di dimensioni e lunghezze diverse. Consultare l ufficio tecnico dell azienda per tipologia e disponibilità. Alcuni materiali sono disponibili su commessa. MALTE PER INTONACO STRUTTURALE Le principali malte a resistenza per intonaco strutturale da utilizzarsi per il rinforzo murario sono: CONCRETE ROCK V malta monocomponente a base cementizia. CONCRETE ROCK V2 malta bicomponente a base cementizia ad elevato potere adesivo. RASEDIL malte a base cementizia per bassi spessori. LINEA LIMECRETE malte in calce e pozzolana per murature storiche. Tutti i prodotti sono disponibili in sacchi. Per le caratteristiche tecniche consultare le schede prodotto. Sperimentazioni Sono state condotte alcune sperimentazioni presso i laboratori del gruppo e università al fine di determinare alcuni parametri tecnici fondamentali per un corretto impiego della tecnologia e la rispondenza dei dati ai fini della modellazione strutturale. E infatti importante conoscere ai sensi delle linee guida DT 200/2004 e succ. quali sono le deformazioni ultime della rete di rinforzo in carbonio e vetro AR valide ai fini del calcolo che possiamo identificare in generale nelle deformazioni per delaminazione o per altri sistemi di crisi. Parametro che in ogni caso è fortemente influenzato dallo stato del supporto e dalle condizioni reali di interfaccia, dagli ancoraggi, dal tipo di rinforzo. Una sperimentazione condotta è stata volta a determinare la lunghezza di ancoraggio con malte di spessore di ca. 0,7 mm rinforzate con una rete C-NET 200 U e malte di ca. 1,5 cm rinforzare con due reti C-NET 200 U, entrambe con tre diversi ancoraggi terminali di 10/30/70 cm. Fig. 1. La resistenza a trazione della fibra C-NET 200 U impiegata, all 1% di deformazione è di 235 kn/m. Si è inoltre impiegata per confronto una speciale malta minerale reattiva in grado di migliorare l aderenza e l ancoraggio della fibra al supporto Fig. 2. Il grafico 1- forza di trazione e lunghezza d ancoraggio - riporta i risultati ottenuti.

3 Trazione All. 1% = 235 kn/m Effetto malta reattiva All. Malta reattiva Malta a resistenza Una rete Due reti Lunghezza ancoraggio cm Grafico 1 Fig. 2. Fibra immersa in matrice cementizia reattiva. Si può notare come al crescere dell ancoraggio cresce la capacità del sistema di assorbire carichi crescenti e che la doppia rete consente di raggiungere unitariamente sollecitazioni superiori. Inoltre anche il tipo di malta impiegata influenza i dati finali con la malta reattiva in grado di dare un 30% in più di resistenza. Inoltre il raggiungimento del valore limite di deformazione (1%) pari a 235 kn/m si ottiene con una lunghezza di ancoraggio di ca. 75 cm con malta standard e di 55 cm con malta reattiva. Si è proceduti quindi a testare possibili sistemi di ancoraggio terminali a mezzo connettori e piastre metalliche al fine di migliorare la capacità portante del sistema. I risultati sono riportati nel grafico 2 nel quale sono stati riportati i risultati di test a flessione su piastre in cls rinforzate con malte e reti C-NET 200 U con e senza elementi di ancoraggio terminale Fig.3-4. I risultati del grafico 2 sono espressi in energia di deformazione (J) vs. freccia. Si può notare come l energia di deformazione è mediamente l 82% superiore nei campioni con elementi di ancoraggio. Joule Con ancoraggio Senza ancoraggio Freccia mm Piastra Fig. 3 Grafico 2 Fig. 4. Piastra di ancoraggio All Università di Friburgo sono stati condotti dei tests a flessione su elementi in c.a. di 6 m di lunghezza Fig rinforzati con malta reattiva e rete C-NET 200 U in singolo e doppio strato. La prova è stata condotta per confronto su campioni di struttura del tutto uguali a quelli impiegati nel 2002 e 2003 all Università del Missouri a Rolla USA e a Friburgo per testare sempre da parte del ns. gruppo l impiego degli FRP SYSTEM, fibre e lamelle CFK anche pretese, su strutture in c.a. I risultati del test a flessione sono riportati nei grafici 3 e 4. Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7

4 Forza (kn) Riferimento Forza (kn) Grafico 3 Freccia (mm) Due reti Una rete Riferimento Grafico 4 Deformazione / Dai test effettuati si evince che il limite ultimo di deformazione della rete C-NET 200 U si attesta allo 0,8% a flessione e allo 0,4% a carico assiale. Risultati attesi anche sulla base di altre sperimentazioni internazionali. Tale parametro, tra gli altri, ha consentito al ns. gruppo di realizzare sulla base delle normative nazionali una modellazione ed un nuovo software per il calcolo e le verifiche delle strutture con l impiego di reti in carbonio e vetro AR C-NET e G-NET. Risultati confrontabili si sono ottenuti sempre all Università di Friburgo su pannelli in muratura rinforzati da un lato solo e da entrambi con sistemi in speciale malta per murature e reti C-NET 200 U ancorati all estremità e confrontati con i risultati già sperimentati con sistema FRP SYSTEM negli anni precedenti. I pannelli sotto carico assiale venivano poi sollecitati da azioni orizzontali crescenti Fig Fig. 8 Fig. 9 Fig. 10 Fig. 11 Dai risultati emersi in alcuni casi si è verificata una maggiore capacità di spostamento orizzontale della struttura nei pannelli trattati con malta e rete in carbonio rispetto a quelli rinforzati con FRP SYSTEM, mentre i risultati di resistenza erano comparabili, senza peraltro evidenziare sostanziali differenze nei pannelli trattati da ambo i lati rispetto a quelli rinforzati da un solo lato. Seguono degli schemi di ancoraggio utilizzando connettori e piastre Fig. 12. Ancoraggi Rete di rinforzo Malta a resistenza Fig. 12 Ancoraggi Rete di rinforzo Malta a resistenza

5 Ulteriori sperimentazioni e approfondimenti sono attualmente in corso su campioni di muratura al fine di confermare i risultati finora ottenuti anche in campo internazionale e procedere inoltre con possibili modellazioni teoriche. A commento di quanto sopra va messo bene in evidenza come per ottenere efficacia strutturale dal sistema di rinforzo oltre alla qualità e alle caratteristiche dei materiali impiegati e ad una corretta posa in opera sia di fondamentale importanza avere delle superficie di aderenza sane e resistenti e che prima di procedere con le verifiche strutturali e gli interventi sia determinante conoscere le condizioni dell interfaccia attraverso ad esempio prove di pull off in situ al fine di poter conoscere la effettiva capacità resistente incrementale del sistema col rinforzo previsto. Vanno inoltre adeguatamente previsti sistemi di ancoraggio terminali anche a mezzo di sistemi FRP tipo connettori AFIX, barre CFK in carbonio, elementi e piastre metallici. Istruzioni per l impiego Il ciclo applicativo di rinforzo strutturale a mezzo malte e reti in carbonio e vetro AR richiede una preventiva accurata preparazione del supporto. L intonaco preesistente deve essere demolito, vanno rimosse eventuali pitturazioni, verniciature,oli,grassi a mezzo bruschinatura, idrolavaggio o idonei e approvati sistemi di irruvidimento superficiali. La superficie dovrà essere ripristinata nelle volumetrie mancanti con malte adeguate in presenza di forti irregolarità, lesioni importanti, cavità. Bagnare accuratamente il fondo fino a saturazione. Questa operazione consente di ridurre la cessione d acqua da parte della malta evitando la formazione di fessurazioni e una scarsa adesione al fondo. Se necessario stendere un rinzaffo di buona aderenza prima di applicare il ciclo dell intonaco strutturale armato. Per spessori importanti nell ambito di strutture voltate e in calcestruzzo può essere applicato uno strato di gunite. Stendere la malta più idonea al tipo di intervento da realizzare per lo spessore richiesto a mezzo frattazzo metallico, cazzuola, spruzzo. Mediamente da 0,7 a 1,5 cm di spessore. Spessori diversi possono essere ottenuti con malte specifiche. Consultare l ufficio tecnico dell azienda. Annegare la rete C-NET o G-NET nella malta fresca. Quindi applicare un secondo strato di malta a copertura totale della rete avendo l avvertenza di non attendere il completo indurimento della malta stessa. Per applicazioni di una seconda rete del tipo bidirezionale, disposta preferibilmente a 45 rispetto alla precedente 0-90 e comunque secondo le indicazioni progettuali, si procede fresco su fresco come nel ciclo precedente. Per i sormonti seguire le indicazioni progettuali, con un minimo comunque di 10 cm. In taluni casi è possibile fissare a secco la rete al supporto esistente a mezzo graffe o connettori. In presenza di sistemi di ancoraggio quali connettori AFIX, barre CFK, piastre e elementi metallici o altri, il collegamento con la rete deve essere effettuato con idonei sistemi adesivi di incollaggio o meccanici. Consultare l ufficio tecnico dell azienda. La temperatura di applicazione deve essere preferibilmente nell intervallo C. Evitare l applicazione nelle ore calde estive ed in presenza di forte vento o in presenza di superfici gelate. Proteggere la maturazione della malta con idonee protezioni o sistemi di curing in presenza di forte irraggiamento, vento e pioggia. Norme generali a cui attenersi in fase applicativa I risultati prestazionali del rinforzo strutturale sono strettamente legati ad una corretta progettazione, alla rispondenza tecnica dei materiali, alla cura con cui vengono eseguite le fasi di applicazione del ciclo e alla qualità della posa in opera. In particolare dovrà essere posta attenzione ai seguenti aspetti applicativi: Seguire attentamente i tempi di applicazione, le temperature e le prescrizioni di progetto; Eseguire una corretta preparazione e regolarizzazione del supporto; Controllare visivamente la perfetta impregnazione della rete nella malta; Evitare affioramenti della rete che possono innescare azioni di peeling locali; Smussare angoli o rilevanti asperità preesistenti; Controllare la corretta esecuzione degli ancoraggi realizzati. Consumi Sono strettamente correlati alle prescrizioni di progetto, alle condizioni del supporto e al tipo di malta impiegata. Si consigliano eventuali test a piè d opera. Confezioni Reti C-NET e G-NET in rotoli da 50 m, altezze diverse. Malte monocomponenti in sacchi da 25 kg. Malte bicomponenti in sacchi e taniche da 30 kg.

6 Precauzioni Evitare l applicazione del sistema al sole diretto, nelle ore calde nel periodo estivo e con venti forti. Proteggere con idonei sistemi la maturazione della malta in ambienti con forte ventilazione e irraggiamento. Proteggere dall acqua piovana e dal gelo. Per ulteriori informazioni si rimanda alle schede tecniche delle malte e alle relative schede di sicurezza. Immagazzinaggio Le reti C-NET e G-NET si conservano al riparo illimitatamente nel tempo. Le malte si conservano in confezioni originali e sigillate e in luogo asciutto e riparato per almeno 12 mesi. Voce di capitolato Tipo di intervento Rinforzo delle murature mediante applicazione di intonaci strutturali armati con reti in carbonio o vetro AR in matrice di malta a base di leganti idraulici selezionati Specifica tecnica Fornitura e posa in opera di malte strutturali a base di leganti idraulici armate con reti in fibra di carbonio tipo C-NET o vetro AR apprettato G-NET unidirezionali, bidirezionali o quadriassiali in singolo o doppio strato per intervento di rinforzo strutturale di paramenti murari, pilastri, volte in muratura con ridotto sovraccarico della struttura ed oneri di cantiere. Sono da compensarsi a parte la preparazione del supporto, l eliminazione dell eventuale intonaco, la messa a nudo della superficie d applicazione dei rinforzi, il ripristino di parti mancanti con malte idonee, l adeguata pulizia con idonei e approvati sistemi, l eventuale applicazione di rinzaffo. Sono inclusi: la depolveratura della superficie tramite bruschino e/o aspirapolvere, la bagnatura a saturazione della superficie. Stesura di idonea malta cementizia o a base di leganti idraulici tipo Limecrete applicata a frattazzo metallico per lo spessore richiesto. Annegare nella malta fresca la rete. Stendere una successiva passata di malta a ricoprire completamente la rete. Nel caso di applicazione di doppia rete ripetere le fasi di intervento di cui sopra avendo cura di stendere le successive passate sulla malta non completamente indurita. Se la doppia rete è del tipo bidirezionale, applicare la seconda rete ruotata di 45 rispetto alle direzioni 0-90 della prima e comunque secondo le indicazioni progettuali. Particolare attenzione dovrà essere posta ai sormonti sulla base delle disposizioni progettuali, con un valore minimo di 10 cm e ai sistemi di ancoraggio a mezzo connettori AFIX o altri sistemi ove previsti in progetto. Dati tecnici delle reti in carbonio: resistenza a rottura filamento> 4500 N/mm², modulo elastico 240 GPa, allungamento >1,5%. Dati tecnici delle reti in vetro AR apprettate: resistenza a rottura filamento 3000 N/mm², modulo elastico 74 GPa, allungamento 3%. E compreso e compensato nel prezzo tutto quanto occorre per dare le reti collocate in opera a perfetta regola d arte. Fornitura e posa in opera per metro quadro di rete in carbonio applicata tipo C-NET 170 B Fornitura e posa in opera per metro quadro di doppia rete in carbonio applicata tipo C-NET 170 B Fornitura e posa in opera per metro quadro di rete in vetro AR applicata tipo G-NET 221 B /m² /m² /m² G&P intech s.r.l - via Retrone Altavilla Vicentina (VI) Tel Fax E mail: info@gpintech.com PARTNER UFFICIALE DEL GRUPPO INTERNAZIONALE S & P Copyright 2011 Tutti i diritti sono riservati Rev. FS02/01/11 Le indicazioni contenute nel presente documento tecnico rispondono in modo reale e veritiero alle nostre migliori e attuali conoscenze. In funzione dell attenzione e accuratezza delle diverse fasi di posa in opera sulle quali non abbiamo alcuna responsabilità, possono verificarsi delle variazioni. La nostra garanzia si limita pertanto alla qualità e costanza del prodotto fornito di cui alle indicazioni riportate.