relazione Giacomin-1

I materiali compositi FRP a matrice organica e i criteri
normativi per l’installazione ed il controllo in cantiere.
Aspetti innovativi per l’impiego dei materiali compositi a
matrice inorganica FRCM-SRG.
I software FRP LAMELLA e COLONNA.
5HODWRUH,QJ*LRUJLR*LDFRPLQ
*3LQWHFK DWWLYLWj
*3LQWHFK UDSSUHVHQWDJUD]LHDOSURSULRNQRZKRZHDSDUWQHUVKLS
LQWHUQD]LRQDOLXQDLPSRUWDQWHUHDOWjWHFQRORJLFDGLULIHULPHQWRQHOO¶LQJHJQHULD
VWUXWWXUDOHHQHOO¶DUFKLWHWWXUD
*3 LQWHFK ULVSRQGH DOOH HVLJHQ]H GHO PHUFDWR RIIUHQGR XQ VHUYL]LR
WHFQRORJLFR FRPSOHWR QHO VHWWRUH GHO UHFXSHUR HGLOL]LR PRQXPHQWDOH H GHOOH
LQIUDVWUXWWXUH
$WWLYLWjVYROWDQHOO¶DPELWRGHJOL)53)5&065*6<67(0
,QJHJQHULDVWUXWWXUDOHSHULULQIRU]LFRQPDWHULDOLFRPSRVLWLLQDVVLVWHQ]D
DOODSURJHWWD]LRQHHDOODSRVDLQRSHUD5LFHUFDHVSHULPHQWD]LRQLSUHVVR
8QLYHUVLWjLWDOLDQHHGHXURSHH
3URGX]LRQHHYHQGLWDGL
ODPHOOH&).SXOWUXVH LQFDUERQLR
WHVVXWLLQILEUDGLFDUERQLR&6KHHW &7%4XQLELTXDGULDVVLDOL
DGHVLYLVWUXWWXUDOLHPDOWHFRQPDUFDWXUD&(
UHWLLQFDUERQLRYHWUR$5
WHVVXWLLQDFFLDLR8+766
DQFRUDJJL
3URGX]LRQHVHFRQGRVWDQGDUGGLTXDOLWj,62
)RUPD]LRQHSHUPDQHQWHSHUSRVDWRULDSSOLFDWRUL
PROBLEMATICHE CHE DEVE AFFRONTARE IL PROGETTISTA
ĮʼnŇŊʼnʼnŊŇĶľŃĸĶ
ĮʼnŇŊʼnʼnŊŇĶľŃłŊŇĶʼnŊŇĶ
ĮʼnŇŊʼnʼnŊŇĶľŃŁĺļŃń
īĭĪĝħĠĨĜ
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ĜĹĺļŊĶłĺŃʼnńĶŁŁĶŃńŇłĶʼnľŋĶŋľļĺŃʼnĺ
ĤŃĸŇĺłĺŃʼnńĹ壣ĶĹŊʼnʼnľŁľʼnƚľŃĸĶłŅńňľňłľĸń
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ĜĵĤĪĩĤĭĠĮĤĮįĠĩįĤ!ĜĵĤĪĩĤĮĪħħĠĞĤįĜĩįĤ
PROBLEMATICHE CHE DEVE AFFRONTARE IL PROGETTISTA
ĞĶŁĸĺňʼnŇŊŏŏń
ĤŃĸŇĺłĺŃʼnńĹľĸĶŇľĸĽľ
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PROBLEMATICHE CHE DEVE AFFRONTARE IL PROGETTISTA
ħĺļŃń
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ĜĹĺļŊĶłĺŃʼnńŃńŇłĶʼnľŋń
ğĺļŇĶĹńĹĶŇľňĶŃĶŇĺ
POSSIBILI SOLUZIONI PER IL PROGETTISTA
ĜĵĤĪĩĤĭĠĮĤĮįĠĩįĤ!ĜĵĤĪĩĤĮĪħħĠĞĤįĜĩįĤ
SOLUZIONI PERCORRIBILI
- Incremento della sezione resistente (c.a., acciaio)
Incremento del numero di elementi resistenti (c.a., acciaio)
- Modifica dello schema statico
Utilizzo di FRP SYSTEM
Normative di riferimento
$VSHWWL1RUPDWLYL
Il Documento normativo di riferimento in Italia per i
rinforzi realizzati con tecnologia FRP su c.a., muratura e
legno è il CNR DT 200-201/2004, per i rinforzi realizzati
con tecnologia FRP su acciaio è il CNR DT 202/2005.
Tali Documenti vengono richiamati dalle Norme Tecniche
per le Costruzioni NTC8 al cap. 8.6 strutture esistenti e
approvati dal Cons. Sup LLPP nel luglio 2009.
Il DT 200-201/2004 e il DT 202/2005 riportano i criteri di
calcolo e dimensionamento dei rinforzi strutturali, nonché
le attenzioni da osservare in fase di installazione e di
controllo.
PRINCIPALI IMPIEGHI DELL’FRP
I principali impieghi dei rinforzi FRP si hanno nei campi di:
- Edilizia civile / industriale: ripristino e rinforzo di strutture in c.a.,
muratura e legno per adeguamento a normative vigenti (aumento dei carichi
di esercizio) e ripristino di situazioni di degrado;
- Adeguamento sismico: aumento di resistenza e di duttilità di strutture in
c.a., realizzazione di interconnessioni tra maschi murari, cerchiature e
controventature degli edifici, nel rispetto delle prescrizioni dell’OPCM 3274 e
s.a. e delle NTC8
- Ponti e viadotti: rinforzo a flessione e taglio di travi e impalcati da ponte,
per riqualificazione funzionale e/o adeguamento a nuova categoria.
Normativa di riferimento nazionale: DT CNR 200/2004 e succ.
ĠĮĮĤĮįĠĨĜğĤĭĤĩġĪĭĵĪğĤįĠħĜĤ
PERCHE’ SCEGLIERE RINFORZI IN FRP
īĭĤĩĞĤīĜħĤıĜĩįĜĢĢĤĪįįĠĩĤĝĤħĤĞĪĩħ/İįĤħĤĵĵĪğĤġĭī
ĩńŃĶŅŅńŇʼnĶŃńŃŊńŋľĺŊŁʼnĺŇľńŇľĸĶŇľĸĽľňŊŁŁĶňʼnŇŊʼnʼnŊŇĶ
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īńňňńŃńĺňňĺŇĺĶŅŅŁľĸĶʼnľňĺŃŏĶŁ/ľŃʼnĺŇŇŊŏľńŃĺĹ壣ĺĶʼnʼnľŋľʼnƚŃ壣ĺĶŇĺĺňńʼnʼnńňʼnĶŃʼnľńňńŋŇĶňʼnĶŃʼnľ
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ĮńŃńŃńŇłĶʼnľĶľňĺŃňľĹ壣ĺĩįĞ
PROGRAMMA DI CALCOLO S&P EDIZIONE 2010
G&P mette a disposizione dei progettisti uno strumento di calcolo per la
progettazione dei rinforzi strutturali per travi in c.a. e c.a.p. e colonne in c.a..
Il nuovo programma di calcolo S&P edizione 2010, che fa seguito all’edizione del
2001, svolge le verifiche dei rinforzi FRP secondo il DT CNR 200/2004.
In particolare il software svolge:
- Dimensionamento e verifica del rinforzo a flessione;
- Verifica della lunghezza di ancoraggio, eventualmente anche mediante l’utilizzo delle speciali
piastre Anchorfix;
- Verifica delle tensioni di interfaccia allo SLS;
- Dimensionamento e verifica del rinforzo a taglio.
Il calcolo viene svolto secondo il metodo degli S.L. secondo
le seguenti ipotesi:
- Mantenimento delle sezioni piane;
- Calcestruzzo privo di resistenza a trazione;
- Assenza di scorrimenti tra fibra/lamella e calcestruzzo.
FRP SYSTEM- MATERIALI
MATERIALI PER RINFORZI FRP
2 ġĤĝĭĠįĠĮĮİįĤħĜĨĠħħĠĤĩĞĜĭĝĪĩĤĪ
2 ĞĪĩĩĠįįĪĭĤĤĩĜĭĜĨĤğĠıĠįĭĪĞĜĭĝĪĩĤĪĜĞĞĤĜĤĪ
2 ĝĜĭĭĠĤĩĞĜĭĝĪĩĤĪ
2 īĤĜĮįĭĠğĤĜĩĞĪĭĜĢĢĤĪ
2 ĜğĠĮĤıĤ
2 ĨĜħįĠīĠĭĭĤīĭĤĮįĤĩĪĭĜĮĜĩįĤīĭĪįĠįįĤıĤĝĪĤĜĞĞģĠĠĭĠĮĤĩĠğĜ
ĤĩĤĠĵĤĪĩĠ
I MATERIALI FIBRORINFORZATI
I polimeri fibro-rinforzati (FRP – Fiber Reinforced Polymers) sono materiali
artificiali composti da due FASI:
ƒ La fase discontinua: rappresentata dalle fibre (carbonio, aramide, vetro)
ƒ La fase continua: rappresentata da una matrice di natura polimerica nella
quale sono avvolte le fibre
LEGAMI COSTITUTIVI DI FIBRA, MATRICE E COMPOSITO
‰ Modulo di elasticità normale del composito
Ef = Vfib • Efib + (1-Vfib) • Em
‰ Tensione di rottura del composito
ff ؆ Vfib • ffib + (1-Vfib) • fm
ƒ Vfib : Frazione in volume delle fibre (Vfibre/ Vtotale)
ƒ Efib : Modulo di elasticità normale delle fibre
ƒ Em : Modulo di elasticità normale della matrice
CATEGORIE PRINCIPALI DI FRP
Gli FRP nell’ambito strutturale vengono prodotti in:
• fasce e tessuti (uni, bi-direzionali, quadriassiali).
Nei tessuti le fibre possono essere solo affiancate o intrecciate e quindi resistono a
sollecitazioni in una o più direzioni, mostrando una isotropia più o meno accentuata a
seconda della tipologia di tessitura.
Tela - Plain
Batavia - Twill
Raso - Satin
• lamine e barre.
Nelle lamine le fibre sono disposte secondo un’ unica direzione e quindi il materiale
presenta forti indici di anisotropia.
Lamina
Disposizione monodirezionale
comportamento anisotropo
FIBRE E TESSUTI
Carbonio
LAMELLE
BARRE
CONNETTORI
BARRE
FIOCCATE
SCHEMA RIASSUNTIVO RINFORZI FRP E LORO PRINCIPALI IMPIEGHI
CARBONIO
CALCESTRUZZO
MURATURA
ACCIAIO-LEGNO
legno
CALCESTRUZZO
MURATURA
FIBRE E TESSUTI
UNIDIREZIONALI
UNI-BIQUADRIDIREZIONALI
TESSUTI
CALCESTRUZZO
ACCIAIO
LAMELLE CFK
MURATURA –LEGNO
ARAMIDE TESSUTO
MURATURA
CALCESTRUZZO
TESSUTI UNI-BI
DIREZIONALI
LEGNO
VETRO TESSUTO
TESSUTI UNI-
BIDIREZIONALI
MURATURA
CARATTERISTICHE MECCANICHE FRP
VALORI MEDI
SCORRIMENTO
TIPO FIBRE
SENSIBILITA’
COEFFICIENTE DI
RIDUZIONE
VISCOSO
FRP
ηa
(fattore
ambientale)
ηl
(lunga
durata)
assente
0,85
0,80
elevata
medio
0,70
0,50
bassa
alto
0,50
0,30
RESISTENZA
[MPa]
MODULO
[GPa]
ALLUNGAMENTO
[%]
ALL’UMIDITA’
2500-4000
240-640
0,3-1,7
assente
3000
120
2-3
3000
70
3-4
(CREEP)
CARBONIO
(nero)
ARAMIDE
(giallo)
VETRO AR
(bianco)
PRINCIPALI DIMENSIONI FRP DISPONIBILI NEL MERCATO
TIPO FIBRE FRP
CARBONIO
TIPOLOGIA
Tessuti C-SHEET, CTB, Q
Dimensioni (larghezza)
[cm]
5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 100
(nero)
Mod. 240-390-640 GPa
Lamelle CFK sp. 1.2-1.4 mm
5, 8, 10, 12, 15
ARAMIDE
(giallo)
Tessuti A-SHEET
10, 20, 30, 50
Tessuti G-SHEET
10, 20, 50, 100
Mod. 110-120 GPa
VETRO AR
(bianco)
Mod. 65-73 GPa
PRINCIPALI GRAMMATURE FRP DISPONIBILI NEL MERCATO
TIPO FIBRE FRP
TIPOLOGIA
Tessuti C-SHEET, CTB, Q
GRAMMATURA
[g/mq]
200-300-400-500-600
CARBONIO
(nero)
Lamelle CFK sp. 1.2-1.4 mm
Standard
ARAMIDE
(giallo)
Tessuti A-SHEET
300-400
Tessuti G-SHEET
300-600
VETRO AR
(bianco)
Fibra Unidirezionale in carbonio e aramide ad alta prestazione C-Sheet e ASheet
GRAMMATURA
MODULO
ELASTICO
RESISTENZA
A TRAZIONE
∆L
COEFFICIENTE
INTERNO DI
SICUREZZA
240/200
200 g/m2
240 GPa
3800 MPa
> 1,5%
1,2
240/300
300 g/m2
240 GPa
3800 MPa
> 1,5%
1,2
240/400
400 g/m2
240 GPa
3800 MPa
> 1,5%
1,2
390/300
300 g/m2
390 GPa
3000 MPa
> 0,8%
1,2
640/400
400 g/m2
640 GPa
2650 MPa
> 0,4%
1,2
120/300
300 g/m2
120 GPa
2900 MPa
> 2,5%
1,3
120/400
400 g/m2
120 GPa
2900 MPa
> 2,5%
1,3
NOME COMMERCIALE
FRP SYSTEM
C-SHEET
A-SHEET
Lamelle CFK in fibra di carbonio
SPESSORE
MODULO
ELASTICO
RESISTENZA A
TRAZIONE
∆L
COEFFICIENTE
INTERNO DI
SICUREZZA
150/2000
1,2 – 1,4 mm
> 160 GPa
> 2500 MPa
> 1,5%
1,0
200/2000
1,4 mm
> 200 GPa
2500 MPa
> 1,3%
1,0
NOME COMMERCIALE
LAMELLE CFK
TESSUTI IN ACCIAIO UHTSS AD ALTA RESISTENZA STEEL NET
da applicarsi con adesivi
• STEEL NET 80
• STEEL NET 190
• STEEL NET 310
g/mq 765
g/mq 1910
g/mq 3056
• Adesivo omologato RESIN 90
0$7(5,$/,3(55,1)25=,)53± $'(6,9,5(6,1
Le resine e gli adesivi RESIN marcati CE
(EN 1504-4) utilizzati per regolarizzare le
superfici e incollare/impregnare il rinforzo
FRP sono per la maggior parte bicomponenti,
e si dividono in primer, adesivi in pasta e
fluidi. E’ pertanto fondamentale mescolare i
componenti A e B secondo i corretti rapporti
di catalisi indicati dal produttore.
L’impregnazione del tessuto deve inoltre
essere garantita per tutto lo spessore!
,PDWHULDOLFRPSRVLWL
TXDOLILFD]LRQHHGDFFHWWD]LRQH
SDU± WHVWRUHYLVLRQDWR'7
Ai sensi delle attuali norme i materiali compositi devono essere:
- identificabili per poter risalire al produttore (sch. tecnica) e inoltre
devono essere forniti con:
-- i pultrusi con marchiatura sul laminato
-- le fibre con cartellino o etichetta di accompagnamento
- qualificati e controllati secondo definite procedure di controllo
- accettati dalla D.L. secondo procedura documentale e prove di
accettazione in cantiere
īĭĪıĜĜįĭĜĵĤĪĩĠġĤĝĭĜĤĩĞĜĭĝĪĩĤĪĞ
īĭĪıĜĜįĭĜĵĤĪĩĠġĤĝĭĜĤĩĞĜĭĝĪĩĤĪĞĮģĠĠį
ĜľňĺŃňľĹ壣ĺŃńŇłĺĜĮįĨğ3
ĜľňĺŃňľĹ壣ĺŃńŇłĺĜĮįĨğ3 İĩĤĠĩ
Prove di laboratorio su almeno 5 provini
ESEMPIO 1: C-SHEET (modulo 240 GPa) impregnato con Resin 70-75
Resistenza ultima media:
3791 MPa
Scarto quadratico medio:
202 MPa
Resistenza caratteristica:
3184 MPa
Modulo elastico medio:
Allungamento:
237 GPa
> 1,5 %
ESEMPIO 2: C-SHEET (modulo 240 GPa) impregnato con Resin 70-75
Resistenza ultima media:
3452 MPa
Scarto quadratico medio:
89 MPa
Resistenza caratteristica:
3186 MPa
Resistenza dichiarata:
3800 MPa
Modulo elastico medio:
235 GPa
Allungamento:
> 1,5 %
Coefficiente di sicurezza interno dichiarato: Į= 0,85
īĭĪıĜĜįĭĜĵĤĪĩĠġĤĝĭĜĤĩĞĜĭĝĪĩĤĪĜħįĪĨĪğİħĪĞ
īĭĪıĜĜįĭĜĵĤĪĩĠġĤĝĭĜĤĩĞĜĭĝĪĩĤĪĜħįĪĨĪğİħĪĞĮģĠĠį
ĜľňĺŃňľĹ壣ĺŃńŇłĺĜĮįĨğ
ESEMPIO 3: C-SHEET (modulo 640 GPa) impregnato con Resin 70-75
Resistenza ultima media:
1945 MPa
Resistenza caratteristica:
1700 MPa
Modulo elastico medio:
Allungamento:
680 GPa
> 0.3%
Coefficiente di sicurezza interno dichiarato: Į= 0,85
īĭĪıĜĜįĭĜĵĤĪĩĠħĜĨĠħħĜĞġĦ
Schema dell’applicazione e prova di resistenza a trazione di una lamella CFK
/$0(//$&)53
$'(6,92
35,0(5
&/6
6&+(0$',$33/,&$=,21('(/5,1)25=2
,1/$0(//$
527785$$75$=,21(',81&$03,21(',
/$0(//$&)53
ĞĠĭįĤġĤĞĜĵĤĪĩĤħĜĨĠħħĠĞġĦ
ĜľňĺŃňľĹ壣ĺŃńŇłĺĜĮįĨğ3
ĜľňĺŃňľĹ壣ĺŃńŇłĺĜĮįĨğ3 ğĤĩĠĩ
ESEMPIO 1: LAMELLA CFK 150/2000/1012
Resistenza ultima media:
2800 MPa
Scarto quadratico medio:
150 MPa
Resistenza caratteristica:
2350 MPa
Resistenza dichiarata:
2500 MPa
Modulo elastico medio:
164 GPa
Allungamento:
> 1,5 %
ESEMPIO 2: LAMELLA CFK 200/2000/1014
ASTM D3039
DIN EN 2561
Resistenza ultima media:
2986 MPa
3045 MPa
Scarto quadratico medio:
106 MPa
108 MPa
Resistenza caratteristica:
2668 MPa
2721 MPa
Resistenza dichiarata:
2500 MPa
2500 MPa
Modulo elastico medio:
182 GPa
(0.1-0.3%)
209 GPa
(10-50% Ft)
Allungamento:
> 1,3 %
> 1,3 %
Coefficiente di sicurezza interno Į= 0,9
ANCORAGGI
$1&25$**,
‡ 3LDVWUH$QFRUIL[ LQDOOXPLQLR
‡ )DVFLDWXUHGLHVWUHPLWj
‡ &RQQHWWRUL$),;LQDUDPLGH
&),;FDUERQLR*),;YHWUR
6),;DFFLDLR
‡ &RQQHWWRUL$),;%&SHUEDUUH&).
(6(&8=,21(',$1&25$**,
ĞĪĩĩĠįįĪĭĤĜġĤijĤĩġĤĝĭĜĜĭĜĨĤğĤĞĜ
ĞńŁĶʼnŊŇĶĹ壣ĶŇĺňľŃĶŃĺŁĻńŇń
ŅŇĺĸĺĹĺŃʼnĺłĺŃʼnĺŇĺĶŁľŏŏĶʼnń
ĤŃňĺŇľłĺŃʼnńĹĺŁĸńŃŃĺʼnʼnńŇĺŃĺŁĻńŇń
ĮĻľńĸĸĶʼnŊŇĶĺľłŅŇĺļŃĶŏľńŃĺĹĺŁ
ĻľńĸĸńňŊŁŁĺĻĶňĸĺŅŇĺĸĺĹĺŃʼnĺłĺŃʼnĺ
ŅńňĶʼnĺīŇńʼnĺŏľńŃĺĹĺŁĻľńĸĸńĸńŃ
ŊŃĶŊŁʼnĺŇľńŇĺĻĶňĸľĶĹľʼnĺňňŊʼnń
&211(7725,$),;3529(63(5,0(17$/,,8$99(1(=,$
Test sperimentali su connettori in AFRP AFIX
$1&25$**,$0(==2&211(7725,$),;%&
$1&25$**,68&$
īĤĜĮįĭĠğĤĜĩĞĪĭĜĢĢĤĪĨĠįĜħħĤĞģĠīĠĭħĜĨĠħħĠĞġĦ
ĤŃʼnĶļŁľńĺĻľŃľʼnŊŇĶĹ壣/ľŃʼnĶļŁľńŃĺŁĸŁň
ĞŇĺĶŏľńŃĺĹĺľĻńŇľĸńŃʼnŇńŁŁńŅńňľŏľńŃĶłĺŃʼnń
ŅľĶňʼnŇĶĺŇľĺłŅľłĺŃʼnńĹ壣/ľŃʼnĶļŁľńĸńŃ
ŇĺňľŃĶĹľŇĺļńŁĶŇľŏŏĶŏľńŃĺĺľŃĸńŁŁĶļļľń
$1&25$**,68&$
ĜŅŅŁľĸĶŏľńŃĺŅľĶňʼnŇĶľŃĻĺŇľńŇĺ
īńňľŏľńŃĶłĺŃʼnńĹ壣ĶŁĶłĺŁŁĶ
īńňľŏľńŃĶłĺŃʼnńĹ壣ĶŅľĶňʼnŇĶ
ňŊŅĺŇľńŇĺľŃĸńŁŁĶļļľńĸńŃŇĺňľŃĶĺ
ňĺŇŇĶļļľńĹĺľķŊŁŁńŃľ
ĜňŅĺʼnʼnńĻľŃĶŁĺĹ壣/ĶŃĸńŇĶļļľń
(6(&8=,21((&21752//2',5,1)25=,,1
)536<67(06867587785(&,9,/,
23(5$=,21,35(/,0,1$5,(7(&1,&+(',$33/,&$=,21(',
5,1)25=,,1)536<67(06867587785(,1&$/&(6758==2
085$785$($&&,$,2
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUFD
Controllo del substrato (cap. 4.8 CNR DT 200/2004)
- Valutazione dello stato di deterioramento
(par. 4.8.1.1 (1))
- Rimozione del cls ammalorato
(idrodemolizione, sabbiatura, scalpellatura,
ecc.) – (par. 4.8.1.2 (2))
- Pulizia e trattamento delle barre di
armatura ossidate o corrose (par. 4.8.1.2 (3))
- Ricostruzione della sezione (malta di
apporto deve essere ben agganciata:
adesivo per riprese di getto) (par. 4.8.1.2 (3))
- Rettifica della rettilineità ed eliminazione
delle asperità (par. 4.8.1.2 (3))
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUFD
Preparazione del substrato (par. 4.8.1 CNR DT 200/2004)
- Pulizia da polveri e grassi della superficie delle parti interessate
dall’applicazione del rinforzo (pulizia anche dalle lamelle) – (par. 4.8.1.3 (3))
- Sabbiatura della superficie fino a grado di ruvidezza pari a 0,3 mm (par. 4.8.1.3 (1))
- Eliminazione di asperità fino a 20 mm con stucco epossidico, oltre ai 20 mm
con materiale di apporto tipo malte antiritiro (par. 4.8.1.2 (3))
- Arrotondamento degli spigoli nel caso di fasciature con raggio di curvatura di
almeno 20 mm (par. 4.8.1.3 (4))
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUFD
Raccomandazioni (par. 4.8.2 CNR DT
200/2004)
- Umidità superficiale del substrato < 10%
(par. 4.8.2.1 (1) e (2))
- Temperatura ambiente compresa
nell’intervallo 10°-35°C (par. 4.8.2.1 (3))
- Superficie non esposta a forte insolazione
(par. 4.8.2.1 (3))
- In presenza di pioggia, eccessivo
soleggiamento, forti gradienti termici, elevata
umidità o polvere, proteggere con teli la
stagionatura del rinforzo (par. 4.8.2.1 (4))
Note: Le Norme Tedesche indicano come umidità
superficiale del substrato < 4%
Pilastro in c.a. protetto con telo di
plastica
per
mantenere
una
temperatura idonea alla maturazione
delle resine e ripararlo da eventuali
piogge
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUFD
Particolari (par. 4.8.2.2 CNR DT 200/2004)
- Lunghezza di ancoraggio e/o sovrapposizione (no lamelle) di almeno 20 cm
(par. 4.8.2.1 (1)). Impiego di ancoraggi meccanici ove richiesti.
- Allineamento delle fibre (evitare ondulazioni) (par. 4.8.2.1 (2))
- Eliminazione delle bolle d’aria mediante rullatura accurata del rinforzo
- Per le applicazioni su acciaio, porre particolare attenzione affinché il carbonio
non sia a diretto contatto con l’acciaio in modo da evitare l’innesco della
corrosione galvanica (par. 4.8.2.1 (3))
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUFD
Controlli di qualità dell’esecuzione per c.a.
(par. 4.8.3 CNR DT200/2004)
In vista di prove di controllo semi-distruttive da eseguirsi successivamente, è conveniente prevedere zone
aggiuntive (“testimoni”) di rinforzo in parti selezionate della struttura. Tali zone suddivise in fazzoletti di
dimensioni superiori a 500x200 mmq, devono presentare un’estensione totale minima di 0.1mq e in ogni caso
non inferiore allo 0.5% dell’area totale del rinforzo.
- Prove semi-distruttive: prova a strappo normale (par. 4.8.3.1 (2))
- Prove semi-distruttive: prova di strappo a taglio (par. 4.8.3.1 (3))
- Prove non distruttive: prova di tipo acustico non stimolato (par. 4.8.3.2 (2))
- Prove non distruttive: prova ultrasonica ad alta frequenza (par. 4.8.3.2 (3))
- Prove non distruttive: prova termografica (par. 4.8.3.2 (4))
- Prove non distruttive: prova in emissione acustica (par. 4.8.3.2 (5))
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUDFFLDLR
Preparazione del substrato (par. 8.2.2 (1) CNR DT 202/2005)
- Rimozione di rivestimenti superficiali (pitture), ruggine e altri prodotti della
corrosione. Utilizzo di spazzole abrasive, idropulitura, rimozione meccanica di scorie.
- Sabbiatura dell’acciaio a livello SA 2 (o spolverata: la superficie appare priva di residui estranei
ma di colore scuro non uniforme) o SA 2,5 (o commerciale: la superficie si presenta perfettamente pulita di
colore uniforme) per ottenere una superficie chimicamente attiva. Lavare poi la
superficie con acqua e asciugare bene immediatamente
- Sgrassatura con solventi
- Trattamento chimico per acciaio zincato o inox
- Regolarizzazione della superficie con adesivo di riempimento
- Applicazione di Primer entro 2 ore dalla pulitura
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUDFFLDLR
Particolari Costruttivi (par. 8.2.3 CNR DT 202/2005)
- Lunghezza di ancoraggio e/o sovrapposizione (no lamelle) di almeno 20 cm
(par. 8.2.3 (1)). Impiego di ancoraggi meccanici ove richiesti.
- In presenza di bulloni o chiodi nei giunti disporre il rinforzo tra essi o
realizzare uno strato di riempimento (par. 8.2.3 (4))
- Eliminazione delle bolle d’aria mediante rullatura accurata del rinforzo
- Evitare che il carbonio sia a diretto contatto con l’acciaio in modo da non
innescare il processo di corrosione galvanica (par. 8.2.3 (2))
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUDFFLDLR
Controlli di qualità dell’esecuzione
(par. 8.3 CNR DT 202/2005)
In vista di prove di controllo semi-distruttive da eseguirsi successivamente, è conveniente prevedere zone
aggiuntive (“testimoni”) di rinforzo in parti selezionate della struttura. Tali zone suddivise in fazzoletti di
dimensioni superiori a 500x200 mm2, devono presentare un’estensione totale minima di 0.1m2 e in ogni caso
non inferiore allo 0.5% dell’area totale del rinforzo.
- Prove semi-distruttive: prova a strappo normale (par. 8.3.2 (2))
- Prove semi-distruttive: prova di strappo a taglio (par. 8.3.2 (3))
- Prove semi-distruttive: prova di strappo a torsione (par. 8.3.2 (4))
- Prove non distruttive: prova di tipo acustico stimolato (par. 8.3.3 (4))
- Prove non distruttive: prova ultrasonica ad alta frequenza (par. 8.3.3 (3))
- Prove non distruttive: prova termografica (par. 8.3.3 (6))
- Prove non distruttive: prova in emissione acustica (par. 8.3.3 (5))
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUPXUDWXUH
Controllo del substrato (cap. 5.8 CNR DT 200/2004)
- Valutazione dello stato di deterioramento
(par. 5.8.1.1 (1))
-Prove di caratterizzazione meccanica (2) e
omogeneità del supporto (3) a mezzo:
-(2) Prove di compressione, taglio,martinetti
piatti,ultrasuoni (1 prova ogni 100 mq, con
minimo 2 prove per zona omogenea)
-(3) Prove di omogeneità supporto a mezzo
ispezione manuale, radiografia, ultrasuoni,
penetrometria, termografia, tomografia
-Ricostruzione della sezione (malta di
apporto deve essere ben agganciata:
adesivo per riprese di getto) (par. 4.8.1.2 (3))
- Rettifica della rettilineità ed eliminazione
delle asperità (par. 4.8.1.2 (3))
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUPXUDWXUH
Preparazione del substrato (par. 5.8.1.2 CNR DT 200/2004)
- Rimozione parti deteriorate della superficie muraria e adeguato
consolidamento e pulizia con idonei ed approvati sistemi.
- Ricostruzione parti mancanti con idonee malte in cemento o in calce e
pozzolana con livellamento di asperità superiori a 10 mm e sigillatura lesioni
maggiori di 0,5 mm. Rasature con malte compatibili o con stucco epossidico in
funzione dello spessore.
-Eventuale applicazione di mano d’aggancio ove richiesta.
- Arrotondamento degli spigoli nel caso di fasciature con raggio di curvatura di
almeno 20 mm
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUPXUDWXUH
Raccomandazioni (par. 5.8.2 CNR DT
200/2004)
- Umidità superficiale del substrato < 10%
- Temperatura ambiente compresa
nell’intervallo 10°-35°C
- Superficie non esposta a forte insolazione
- In presenza di pioggia, eccessivo
soleggiamento, forti gradienti termici, elevata
umidità o polvere, proteggere con teli la
stagionatura del rinforzo
$VSHWWL1RUPDWLYLSHUPXUDWXUH
Particolari (par. 5.8.2.2 CNR DT 200/2004)
- Lunghezza di ancoraggio e/o sovrapposizione di almeno 30 cm.
- Impiego
di ancoraggi meccanici ove richiesti (connettori AFIX).
- Allineamento delle fibre (evitare ondulazioni).
- Eliminazione delle bolle d’aria mediante rullatura accurata del rinforzo.
$VSHWWL1RUPDWLYL
Controlli di qualità dell’esecuzione
(par. 5.8.3 CNR DT 200/2004)
In vista di prove di controllo semi-distruttive da eseguirsi successivamente, è conveniente prevedere zone
aggiuntive (“testimoni”) di rinforzo in parti selezionate della struttura. Tali zone suddivise in fazzoletti di
dimensioni superiori a 500x300 mm2, devono presentare un’estensione totale minima di 0.15 m2 e in ogni
caso non inferiore allo 0.5% dell’area totale del rinforzo.
- Prove semi-distruttive: prova a strappo normale
- Prove semi-distruttive: prova di strappo a taglio
- Prove non distruttive: prova di tipo acustico stimolato
- Prove non distruttive: prova ultrasonica ad alta frequenza
- Prove non distruttive: prova termografica
- Prove non distruttive: prova in emissione acustica
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ĠĮĠĨīĤĪīĭĪıĜĮĠĨĤğĤĮįĭİįįĤıĜĮİĞĜīĭĪıĜĜĮįĭĜīīĪĩĪĭĨĜħĠ
PULL-OFF (UNI EN 1542; 1015-12; 1348)
Prova a strappo – Resistenza a trazione diretta
L’obiettivo è definire la capacità del substrato di resistere alla delaminazione
įĺŃňľńŃĺĹľŅľĸĸńĶŁŁńňʼnŇĶŅŅńňŊĸŁňŃńŃľŃĻĺŇľńŇĺĶ
įĺŃňľńŃĺĹľŅľĸĸńĶŁŁńňʼnŇĶŅŅńňŊĸŁňŃńŃľŃĻĺŇľńŇĺĶĨīĶňŊŁŁ/Ĺ壣ĺŅŇńŋĺĞĩĭğį
ħĺğĤĩŇľĸĽľĺĹńŃńŊŃĶʼnĺŃňľńŃĺĹľŅľĸĸńłľŃľłĶŅĶŇľĶĨīĶ
Apparecchiatura per prova pull-off
Disco di prova incollato alla
lamella
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ĠĮĠĨīĤĪīĭĪıĜĮĠĨĤğĤĮįĭİįįĤıĜĮİĞĜīĭĪıĜĜĮįĭĜīīĪĩĪĭĨĜħĠ
Esempio applicativo: Sperimentazione su lamelle Università di Padova
TIPO
1
Contrassegno
Modo di rottura
Fh (kN)
fh (MPa)
TR 1
A
5,49
3,45
TR 2
A
5,72
3,60
TR 3
A
4,39
2,76
TR 1
A/B
2,83
--
TR 2
A
4,89
3,07
2
La fase dello
strappo e tre dei
provini
ĠĮĠĨīĤĪīĭĪıĜĮĠĨĤ
ĠĮĠĨīĤĪīĭĪıĜĮĠĨĤğĤĮįĭİįįĤıĜĮİĞĜīĭĪıĜĜĮįĭĜīīĪĩĪĭĨĜħĠ
Esempio applicativo: Prova pull-off su tessuto effettuata in cantiere
Il disco di prova
incollato al
testimone di
tessuto
La fresatura
attorno al provino
La fase di prova
ĠĮĠĨīĤĪīĭĪıĜĮĠĨĤ
ĠĮĠĨīĤĪīĭĪıĜĮĠĨĤğĤĮįĭİįįĤıĜĮİĞĜīĭĪıĜĜĮįĭĜīīĪĩĪĭĨĜħĠ
Esempio applicativo: Prova pull-off su tessuto effettuata in cantiere
Il provino a prova
completata
ĠĮĠĨīĤĪīĭĪıĜĩĪĩğĤĮįĭİįįĤıĜīĭĪıĜįĠĭĨĪĢĭĜġĤĞĜ
PROVA TERMOGRAFICA ESEGUITA SU LAMELLA INCOLLATA SU TRAVE IN C.A.
PROVA TERMOGRAFICA ESEGUITA SU TESSUTO INCOLLATO SU PROVINO IN C.A.
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L’APPARECCHIATURA DI PROVA
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ĨĜįĠĭĤĜħĤīĠĭĭĤĩġĪĭĵĤġĭī īĭĠĞĜİĵĤĪĩĤ
L’uso di materiali FRP richiede alcune attenzioni durante la manipolazione
di fibre e resine:
- Temperatura ambiente in generale superiore ai 10°C
- Assenza di pioggia per i lavori svolti all’aperto
- I tessuti vanno manipolati con cura per non rompere la continuità delle fibre,
cosa che comprometterebbe l’efficienza del rinforzo
- Utilizzo di guanti durante la manipolazione di tessuti e lamelle (possibili
schegge)
- Utilizzo di guanti e occhiali durante la manipolazione delle resine
ĩĪĭĨĠĢĠĩĠĭĜħĤĠĭĜĞĞĪĨĜĩğĜĵĤĪĩĤ
• Gli FRP funzionano solo a trazione. A compressione hanno resistente molto basse.
Inoltre, un rinforzo posizionato in zona compressa, può essere soggetto a possibili
delaminazioni (distacco).
• La superficie di applicazione deve essere regolare e planare. Qualora la superficie
non rispecchi queste caratteristiche si può realizzare un sottofondo di
regolarizzazione con malte strutturali.
• Le travi in legno svirgolate e con sezioni non regolari, il più delle volte non si
possono rinforzare
• Le resine che si utilizzano per l’applicazione (fatta eccezione per Resin 77 Resicem)
non permettono la traspirazione della muratura e quindi il carbonio non deve essere
applicato a tutta la superficie (fatta eccezione per casi particolari).
• Gli ancoraggi vanno estesi, se possibile, alle zone compresse.
• Spesso, prima dell’applicazione dei rinforzi, è necessario intervenire sulla struttura
con tecniche tradizionali quali le iniezioni con boiacche o le barriere allo sbarramento
orizzontale
• Gli FRP sono dei materiali con elevatissime prestazioni ma vanno progettati e
posati in opera con le dovute conoscenze.
ESEMPIO: RINFORZO DI STRUTTURE IN C.A.
Ciclo d’intervento “tipo” in 5 fasi
0. Allestimento Cantiere
1. Preparazione del supporto
2. Ripristino del cls
3. Applicazione del rinforzo
4. Applicazione di protettivo
0. Allestimento Cantiere
In un cantiere di rinforzo FRP, oltre ai normali attrezzi necessari all’applicazione (pennelli,
spatole, rulli, secchi, trapano miscelatore), va realizzato un piano di lavoro per lo
srotolamento, il taglio a misura e la pulizia (fondamentale) delle lamelle.
Talvolta è necessaria la realizzazione di ponteggi mediante trabatelli o cesti mobili, che
devono garantire l’osservazione delle norme di sicurezza.
1. Preparazione del supporto
• demolizione della superficie degradata del
cls a mezzo idrodemolizione e/o sabbiatura
fino a scoprire i ferri d’armatura
• pulitura della superficie dei ferri mediante
spazzolatura a secco e/o sabbiatura
• pulitura della superficie da polvere, sporco,
materiali incoerenti, olii, grassi, etc.. mediante
lavaggio con acqua a pressione.
2. Ripristino del cls
• Stesura d’inibitore alla corrosione
• Stesura di resina per aggancio
• Ripristino del cls con malte bicomponenti o
monocomponenti
• Controllo della planarità a mezzo staggia (5
mm su 2 m per le lamelle)
3. Applicazione dell’adesivo e del rinforzo
Rinforzo a flessione con
Lamelle applicando l’adesivo
sia sul supporto che sulla
lamella
Rinforzo a taglio con tessuto ad
alto modulo
4. Applicazione di protettivo
•
•
Rasatura di tutte le superficie in cls con rasante strutturale per uno
spessore di 3-5 mm.
Trattamento protettivo anticarbonatazione a due mani o in alternativa
pittura protettiva polimerica elastica
ESEMPIO: RINFORZO DI STRUTTURE IN ACCIAIO
Ciclo d’intervento “tipo” in 5 fasi
0. Allestimento Cantiere
1. Preparazione del supporto
2. Regolarizzazione della
superficie
3. Applicazione del rinforzo
4. Applicazione di protettivo
1. Preparazione del supporto
Preparare il supporto con sabbiatura SA 2 o SA 2,5 in modo da eliminare strati di
ossido, polvere e grasso
2. Stesura dell’adesivo sul supporto
Stendere l’adesivo sul supporto in modo regolare per impedire qualunque contatto
tra acciaio e carbonio (spessore circa 2 mm)
3. Stesura dell’adesivo sulla lamella
Stesura dell’adesivo sulla lamella in
modo da ridurre la probabilità di
formazione di bolle d’aria al momento
della posa
3. Applicazione e incollaggio del rinforzo
4. Protezione
Applicazione di pittura protettiva elastica sul rinforzo
ESEMPIO: RINFORZO DI STRUTTURE IN MURATURA
Ciclo d’intervento “tipo” in 5 fasi
0. Allestimento Cantiere
1. Preparazione del supporto
2. Ripristino della muratura
3. Applicazione del rinforzo
4. Protezione
1-2. Preparazione e ripristino del supporto
• iniezione con boaicche per ricostituire il
tessuto murario e/o sigillare crepe e fessure
• stonacatura della superficie muraria
• pulitura della superficie da polvere, sporco,
materiali incoerenti, olii, grassi, ecc.
•Livellatura della superficie con malte e/o
adesivi
3. Applicazione dell’adesivo e del rinforzo
Inserimento dei connettori di ancoraggio
Applicazione delle fasce di rinforzo con adesivi
omologati e successivo spolvero di quarzo
3. Applicazione dell’adesivo e del rinforzo
Applicazione delle fasce di
rinforzo con adesivi omologati
Inserimento dei connettori
per le spinte a vuoto
4. Protezione delle superfici
•
Intonacatura delle superfici murarie
•
Altri eventuali trattamenti protettivi
įĠĮįīĠĭĜĞĞĠįįĜĵĤĪĩĠĠĞĪħħĜİğĪ
Termografiche
Prove non distruttive
Planarità
Prove distruttive
Pull-off
In situ
Controlli
Materiali
In laboratorio
Certificazioni
Conformità
Sistema
applicativo
ğĪĞİĨĠĩįĤīĠĭĞĪħħĜİğĪ
CERTIFICAZIONI
MATERIALI
Certificazione ufficiale delle caratteristiche meccaniche del singolo materiale (tessuto,
lamella, adesivo, ecc.) con indicati i parametri principali.
CONFORMITA’
Certificato di conformità dei prodotti e dei sistemi consegnati in cantiere.
ACCETTAZIONE IN CANTIERE (CNR DT 200)
Verifica della DL della documentazione tecnica presentata ed eventuale esecuzione di
prove specifiche in cantiere (pull off, cokit, ecc.) in rispondenza alle prescrizioni
progettuali.
ĞĪĨīĤįĤĠĭĠĮīĪĩĮĜĝĤħĤįĜ/
PROGETTISTA
- INDICARE LE CARATTERISTICHE DEI MATERIALI E I REQUISITI MINIMI DI
ACCETTAZIONE (coeff. Į o caratteristiche equivalenti)
- INDICARE LE PROVE DA EFFETTUARE (PULL-OFF, TESTS SUI MATERIALI,
ECC.)
- INDICARE EVENTUALI PROVE DI QUALITA’ DELL’INSTALLAZIONE (SE NON
CERTIFICATA SEC. TIPO A)
ĞĪĨīĤįĤĠĭĠĮīĪĩĮĜĝĤħĤįĜ/
DIREZIONE LAVORI
- RISPONDENZA DEI REQUISITI DEI MATERIALI (CERTIFICATO DI CONFORMITA’)
- PROVENIENZA DEI MATERIALI (MARCHIO) SIA DELLE FIBRE, LAMELLE, CHE
DEGLI ADESIVI APPROVATI
- VERIFICARE I CERTIFICATI DI PROVA PRODOTTI
- EFFETTUARE, SE LO RITIENE, PROVE SUI MATERIALI IN CANTIERE PER
ACCETTAZIONE (COKIT)
- PER APPLICAZIONI DI TIPO A, VERIFICARE LA RELATIVA DOCUMENTAZIONE
FORNITA DAL PRODUTTORE
- PER APPLICAZIONI DI TIPO B, VERIFICARE LA QUALITA’ DELL’INSTALLAZIONE
CON PROVE DISTRUTTIVE O NON DISTRUTTIVE (par. 2.5 DT 200)
ĞĪĨīĤįĤĠĭĠĮīĪĩĮĜĝĤħĤįĜ/
COLLAUDATORE
- VERIFICARE I CERTIFICATI DI PROVA E DI CONFORMITA’
- VERIFICARE ACCETTAZIONE DELLA D.L.
- VERIFICARE I RISULTATI DI PROVA RICHIESTI DALLA D.L.
ĞĪĨīĤįĤĠĭĠĮīĪĩĮĜĝĤħĤįĜ/
IMPRESA DI INSTALLAZIONE
- CONFORMITA’ DEI MATERIALI, FIBRE E ADESIVI, ALLE SPECIFICHE DI
PROGETTO,
SU
BASE
DOCUMENTALE
ED
EVENTUALI
PROVE
DI
ACCETTAZIONI
- AVERE COMPROVATA ESPERIENZA PER L’ESECUZIONE DEI LAVORI CON
COMPOSITI
- ESSERE EVENTUALMENTE IN POSSESSO DELL’ATTESTAZIONE DI LIVELLO 2
(par. 4.8 DT 200) RILASCIATA DA ENTI CERTIFICATI (CICPND Milano)
'$11,352'277,'$(9(17,6,60,&,683217,(
9,$'277,
Terremoto Bhuj, 2001, India
Terremoto Kobe, 1995, Japan
'$11,352'277,'$(9(17,6,60,&,
COLLASSO DI GIUNTI E COLONNE
7(55(0272/¶$48,/$$35,/(
7(55(0272/¶$48,/$$35,/(
7(55(0272/¶$48,/$$35,/(
7(55(0272(0,/,$PDJJLR
7(55(0272(0,/,$PDJJLR
įĤīĤğĤĞĪħħĜĮĮĪğĠħħĠĮįĭİįįİĭĠ
Collasso a taglio del pilastro
Collasso nei nodi
Rottura di travi inflesse
,17(59(17,
ĠĮĠĨīĤĜīīħĤĞĜįĤıĤĞĜ
ĮńŁĶľńľŃŁĶʼnĺŇńĸĺłĺŃʼnń
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Ripristino e rinforzo strutturale di solaio in laterocemento
5LSULVWLQRIRQGHOOR
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$UPRVKLHOG8
$UPRVKLHOG8
6LWXD]LRQHHVLVWHQWH
1XRYDVH]LRQH
PROIEZIONE TRAVETTI DEL SOLAIO
3DUWLFRODUHGHOO
LQWHUYHQWR
Particolare del progetto del rinforzo a
flessione dei travetti del solaio, con
ricostruzione del fondello con malta
fibrorinforzata e applicazione di fasce di
tessuto unidirezionale.
PIANTA PIANO PRIMO
Solaio in laterocemento
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Solaio in laterocemento
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CONDOMINIO A LIVORNO
Ripristino e rinforzo strutturale di telai in c.a.
CONDOMINIO A LIVORNO
Ripristino e rinforzo strutturale di telai in c.a.
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CONDOMINIO A LIVORNO
Ripristino e rinforzo strutturale di telai in c.a.
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CONDOMINIO A LIVORNO
Ripristino e rinforzo strutturale di telai in c.a.
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CONDOMINIO A LIVORNO
Ripristino e rinforzo strutturale di telai in c.a.
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