Il calcestruzzo fibrorinforzato.
Sempre più spesso si sente parlare di calcestruzzo fibrorinforzato o Fibre Reinforced Concrete (FRC), ovvero quel materiale da costruzione che si caratterizza per la presenza di fibre discontinue nella matrice cementizia. Negli ultimi anni sono state definite numerose norme di progettazione sia a livello internazionale sia nazionale che lo contemplano come materiale da costruzione. Anche l’Italia in questo quadro di interesse generale non è stata a guardare, l’aggiornamento del gennaio 2018 delle norme tecniche per le costruzioni (NTC 2018), infatti, inserisce il calcestruzzo fibrorinforzato a pieno titolo tra i materiali da costruzione impiegabili a livello strutturale. L’inquadramento normativo unito alle numerose ricerche applicative sviluppate a livello accademico stanno spingendo il suo utilizzo in diversi settori dell’ingegneria civile: dalla prefabbricazione al rinforzo di strutture esistenti passando per la realizzazione di pavimenti industriali.
Prestazione garantita.
Per la definizione della prestazione strutturale di un calcestruzzo fibrorinforzato non è sufficiente definire il “dosaggio di fibre”, espresso in kg/m3, ma è necessario caratterizzare la performance in modo prestazionale. A questo scopo, la modalità di prova più precisa risulterebbe l’esecuzione di una prova di trazione diretta su provini cilindrici intagliati. Questa modalità di prova, tuttavia, presenta più di una complicazione pratica, motivo per il quale a livello europeo è stata definita una norma specifica che prevede la misurazione della resistenza a trazione per flessione dei calcestruzzi fibrorinforzati, recepita dall’Ente Nazionale Italiano di Unificazione nella norma UNI EN 14651.
La prova.
La norma prevede l’utilizzo di campioni prismatici di sezione quadrata di lato 150 mm e lunghezza 600 mm per lo svolgimento di una prova di flessione con carico applicato nel centro e distanza tra gli appoggi di 500 mm. La particolarità della prova risiede nel fatto che i campioni devono essere intagliati nella parte inferiore della sezione di mezzeria, per un’altezza pari a 25 mm. Questa prescrizione ha lo scopo di creare una sezione indebolita nella mezzeria al fine di localizzare la fessurazione per consentire il controllo della prova. Si tratta, infatti, di una prova in controllo di apertura di fessura, misurata per mezzo di uno speciale strumento posto al di sotto del campione, la cosiddetta “Crack Mouth Opening Displacement, CMOD”. Di fatto, non viene applicato direttamente un carico o uno spostamento al provino, ma sullo stesso viene imposto indirettamente un carico, per mezzo di una macchina di prova universale con controllo a loop chiuso, che viene imposto controllando la velocità di apertura di fessura secondo i seguenti intervalli: velocità di prova pari a 0.05 mm/min fino al raggiungimento di un valore di CMOD pari a 0.1 mm e per valori di CMOD superiori la velocità di prova deve essere incrementata a 0.20 mm/min.
I risultati.
Il risultato della prova consiste in una curva del carico applicato in funzione del CMOD che consente di misurare la prestazione del FRC. In particolare, la norma prevede di riferirsi a quattro livelli significativi di apertura di fessura, ovvero CMOD=0.5, 1.5, 2.5 e 3.5 mm. In corrispondenza di questi valori vengono calcolati per mezzo di un’opportuna formulazione i parametri post-fessurativi flessionali di riferimento per il calcestruzzo fibrorinforzato in esame, definiti rispettivamente: fR1, fR2, fR3 e fR4. Sulla base dei sopracitati parametri post-fessurativi viene effettuata la classificazione del calcestruzzo fibrorinforzato e la determinazione dei valori di progetto per il calcolo strutturale.
