Fibre d acciaio Dramix, rinforzano il futuro Hendrik Thooft, Bekaert Il calcestruzzo rinforzato con fibre d acciaio è conosciuto sul mercato da oltre cinquant anni. Durante questo periodo l uso delle fibre d acciaio è diventato uno standard in specifici campi di applicazione come pavimentazioni industriali, calcestruzzo proiettato ed elementi prefabbricati. Possiamo a ragione ritenere il calcestruzzo rinforzato con fibre d acciaio un materiale da costruzione affidabile e consolidato. Inoltre, anche le norme tecniche hanno una lunga storia. Partendo dalle prime raccomandazioni, ad esempio CUR 10 (Olanda) e TR34 (Gran Bretagna) stiamo gradualmente arrivando ad avere norme armonizzate Europee. Le tedesche DAFStb e le Linee Guida Europee Modelcode 2010 sono validi riferimenti per la progettazione di strutture in calcestruzzo rinforzato con fibre d acciaio. Questi nuovi strumenti aprono la strada ad applicazioni veramente innovative. In virtù di questa prospettiva, Bekaert ha sviluppato due nuovi modelli di fibre Dramix. Comportamento chiave del calcestruzzo rinforzato con fibre d acciaio Le fibre d acciaio modificano il comportamento del calcestruzzo. Lo trasformano da un materiale fragile ad un materiale duttile. Se osserviamo il comportamento di ogni singola fibra uncinata nella matrice di calcestruzzo, osserveremo un fenomeno di pull-out (sfilamento) controllato. Quando uniscono una fessura, la fibra è prima sottoposta a pressione. Prima che lo sforzo tensionale supera lo sforzo tensionale massimo, la fibra si sfila gradualmente. Se la fibra inizia a sfilarsi troppo velocemente la capacità tensionale non viene sfruttata al suo massimo. Se la fibra è troppo ancorata nella matrice cementizia, essa si può tranciare prima dello sfilamento e non otterremo la duttilità richiesta. maggio 13 1
Gamma Dramix 3D La gamma Dramix 3D è l originale fibra Dramix che conosciamo da oltre 40 anni, ma rinominata come famiglia 3D. 40 anni fa la tradizionale estremità uncinata è stata studiata per una resistenza a trazione del filo d acciaio di circa 1050 N/mm². In funzione della qualità del calcestruzzo, lo sfilamento avviene a resistenze flessionali dell acciaio tra 450 e 900 N/mm². Approfondite ricerche hanno evidenziato che incrementare la resistenza a trazione del filo non significa automaticamente aumentare le resistenze del calcestruzzo fibrorinforzato. Lo sfilamento avverrà allo stesso livello indipendentemente dalla maggiore resistenza finale del filo d acciaio. Per aumentare la prestazione di ogni singola fibra dalle estremità uncinate, come Dramix 3D, risulta molto più efficace aumentare il rapporto Lunghezza/diametro. In altre parole, per una lunghezza stabilita della fibra, diminuire il diametro del filo. Di conseguenza è dimostrato e comunemente accettato che le fibre 3D 80/60 (L/d= 80) diano più resistenze delle fibre 3D 65/60 (L/d =65) e assai meglio delle fibre 3D 45/50 (L/d=45). maggio 13 2
Gamma Dramix 4D Le fibre 4D con ancoraggio maggiorato lavorano sotto lo stesso principio di sfilamento delle fibre 3D. La sostanziale maggiore resistenza a trazione delle fibre 4D (1450 N/mm²) in abbinamento alle estremità maggiormente sagomate, fornisce un incremento livello di resistenza rispetto alle fibre della serie 3D. Nei fatti l estremità della fibra è stata ridisegnata ed ottimizzata in funzione della perfetta simbiosi con la maggiore resistenza a trazione del filo d acciaio. Approfonditi test di laboratorio hanno dimostrato che il maggiore incremento prestazionale si ottiene nella resistenza fr1, rispetto alle fibre 3D. Questo comportamento rende queste fibre ideali per strutture dove i requisiti a Stato Limite di Esercizio sono il criterio principale del progetto. Le ricerche hanno dimostrato che la combinazione tra fibre Dramix 4D e rinforzo tradizionale in reti o barre d acciaio è un matrimonio perfetto per il controllo delle fessurazioni entro limiti molto stringenti. Progettare strutture che soddisfino i requisiti di impermeabilità ai fluidi (w 0,15 mm) secondo l Eurocodice 2 significa un elevato uso di rinforzo d acciaio tradizionale. Bekaert ha sviluppato uno specifico software che calcola il giusto quantitativo di fibre 4D e di rete elettrosaldata, per ottenere una determinata apertura di fessura massima. Il riscontro da parte delle imprese di costruzione è molto positivo perché consente risparmi di oltre il 35%, senza considerare la riduzione dei tempi di esecuzione. Basti pensare che con l aggiunta delle fibre d acciaio 4D è possibile passare dalle barre alla rete elettrosaldata, e in molti altri casi passare dal doppio al singolo foglio di rete. Le possibilità per le fibre 4D nel campo delle strutture sono praticamente illimitate. maggio 13 3
Gamma Dramix 5D La gamma di fibre Dramix 5D può essere considerate a tutti gli effetti una rivoluzione del calcestruzzo rinforzato con fibre d acciaio. Questo materiale praticamente viene reinventato! La duttilità del calcestruzzo fibrorinforzato non viene più ottenuta da uno sfilamento controllato come nella serie 3D e 4D, ma attraverso un allungamento del filo stesso. Le estremità doppiamente uncinate assicurano un ancoraggio totale (attenzione, aggiungendo ulteriori piegature si ridurrebbe la prestazione dell ancoraggio). Grazie a questa forma appositamente studiata, la fibra è ancorata al 100% alla matrice cementizia. L ultra-resistenza a trazione del filo (> 2200 N/mm²) abbinata ad una capacità di allungamento del 6% rende questa fibra davvero speciale. La duttilità del sistema è ottenuta dalla capacità di allungamento della fibra e non più dallo sfilamento controllato. Ogni singola fibra lavora al 100% della propria capacità in tutta la zona in tensione della struttura in calcestruzzo. maggio 13 4
Con un dosaggio di 35 kg/m³ e oltre, testato su travetti secondo la norma EN, otteniamo un comportamento sovra-resistente. Possiamo tranquillamente parlare di calcestruzzo fibrorinforzato strutturale. Basandoci su questa unica capacità sovra-resistente, a dosaggi anche moderati, le fibre 5D sono ideali per una vasta gamma di applicazioni strutturali. Applicazioni, cioè, dove l alta capacità a momento flettente a stato limite ultimo è il requisito di progetto determinante. Per esempio pavimentazioni su pali, platee per magazzini autoportanti, fondazioni per edifici pluripiano, possono essere eseguite in la massima sicurezza con le fibre 5D. In molti casi le fibre 5D possono sostituire completamente il rinforzo strutturale, o ridurre considerevolmente le barre o reti elettrosaldate. Da oggi l immaginazione del progettista ha meno limiti grazie alle nuove Dramix 4D e 5D. maggio 13 5
maggio 13 6