Nell’ambito dei lavori di realizzazione dell’Ampliamento del Cimitero Via della Pace, realizzato per conto delComune di Battipaglia in provincia di Salerno, è stato previsto l’impiego, limitatamente agli elementi strutturali fuori terra, di calcestruzzo fibrorinforzato (cif.to: FRC ovverosia Fiber Reinforced Concrete), al fine di migliorarne principalmente i requisiti di durabilità, duttilità e tenacità.
In termini generali l’additivazione di fibre strutturali, nel caso specifico di tipo sintetico combinandosi – in forma ibrida – monofilamenti non fibrillati, a base di speciali polimeri poliolefinici, con fibra fibrillata di polipropilene (cif.to: Ruredil X Fiber 54), consente un sensibile miglioramento del comportamento duttile del calcestruzzo all’atto dell’ innesco della fase fessurativa. Al riguardo è facile intuire che nel momento in cui viene raggiunta la deformazione di prima fessurazione del calcestruzzo, risultando l’allungamento a rottura per trazione delle fibre molto maggiore di quello della matrice cementizia, le fibre vanno “a cucire” i lembi delle fessure (crack-bridging) conferendo al materiale un comportamento elasto-plastico (propriamente duttile) nella fase post-fessurativa, dimostrando, conseguentemente, una capacità residua di resistenza a trazione grazie al trasferimento, da parte delle fibre, delle sollecitazioni da un lembo all’altro delle fessure (tension-softening).
Resta, pertanto, evidente che la presenza delle fibre determina un incremento della tenacità del calcestruzzo, ovverosia la capacità di resistere all’avanzamento delle fessure, anche in concomitanza della classica fessurazione da “ritiro” del calcestruzzo. Allo stesso modo si registra un miglioramento importante dell’aderenza tra calcestruzzo e barre di armatura di presidio meglio nota in letteratura tecnica come tension-stiffening.
La combinazione dell’effetto di trasmissione degli sforzi di trazione nella fase post-fessurativa (tension-softening) e di quello irrigidente (tension-stiffening) determina, evidentemente, una modifica del quadro fessurativo tipico delle strutture in calcestruzzo fibrorinforzato armato, risultando le stesse fessure più diffuse ma, al tempo stesso, meno ampie, restando, quindi, i materiali (calcestruzzo ed armatura metallica) meno esposti all’azione degli agenti atmosferici e, conseguentemente, beneficiandone in termini di durabilità.
La presenza di fibre non fa registrare, invece, vantaggi significativi in termini di resistenza a compressione del calcestruzzo ovvero variazioni apprezzabili del modulo elastico.
Le fibre adottate Ruredil X Fiber 54, in ragione di 1,5 kg/m3 di impasto ovverosia poco oltre lo 0,15% (non avendo voluto conferire, fin dalla fase di progetto, allo specifico conglomerato maggiori caratteristiche prestazionali a mente delle previsioni proprie delle norme di indirizzo in materia CNR DT 204/2006 che prescrivono dosaggi minimi non inferiori allo 0,30% per impieghi strutturali), sono caratterizzate da una lunghezza di 54 mm ed un diametro equivalente di 0,48 mm, a cui corrisponde un rapporto d’aspetto, ovverosia il rapporto tra lunghezza e diametro equivalente, di 113 rientrante nel range 50÷400 tipico delle fibre ad uso strutturale. Tale parametro è un indicatore essenziale per la qualificazione delle fibre, infatti l’aderenza tra la matrice cementizia e le fibre è funzione, evidentemente, di tale rapporto, potendosi verificare che, a parità di tipo di fibra (è evidente che una forma irregolare migliora l’aderenza), composizione e dosaggio, l’efficacia dell’azione delle fibre aumenta all’aumentare di tale rapporto (lunghezza/diametro equivalente).
E’, altresì, evidente che gioca un ruolo essenziale anche la dispersione delle fibre nella matrice cementizia che caratterizza in maniera specifica, in assenza – ad esempio – di fenomeni di polarizzazione propri delle fibre metalliche, la tipologia di fibra adottata.
Nell’intervento realizzativo di cui in premessa, al fine di poter apprezzare la maggiore resistenza a trazione del calcestruzzo fibrorinforzato utilizzato a parità di composizione e classe di resistenza rispetto ad un omologo ordinario, si è ritenuto opportuno procedere all’esecuzione di una serie di prove di trazione indiretta (brasiliana) su campioni cilindrici (D = 150 mm – H = 300 mm) prelevati da analoghi conglomerati cementizi C28/35 rispettivamente fibrorinforzati (strutture in elevazione), con additivazione di 1,5 kg/m3 di fibre sintetiche ibride Ruredil X Fiber 54, e non fibrorinforzati (strutture in fondazione).
Nello specifico la campagna di prove, condotta presso i laboratori della Facoltà di Ingegneria dell’Università degli Studi di Salerno, ha visto il conseguimento per il calcestruzzo ordinario di un valore di resistenza a trazione pari a2,816 N/mm2 mentre l’omologo calcestruzzo fibrorinforzato ha fatto registrare un valore medio di ben 3,734 N/mm2. In conseguenza di tali risultati si è potuto accertare sperimentalmente un incremento del termine di resistenza a trazione del calcestruzzo fibrorinforzato mediamente pari a 0,918 N/mm2 corrispondente in termini percentuali, rispetto al valore medio riscontrato per l’analogo calcestruzzo ordinario, a ben il 32,5% ovverosia praticamente un incremento “secco” di 1/3.
In conclusione si ritiene, pertanto, di poter confermare che, pur non avendo voluto conferire all’additivazione con fibre una specifica funzione strutturale, la presenza delle fibre nella miscela cementizia consente un considerevole incremento prestazionale in termini di resistenza a trazione della matrice e, conseguentemente, evidenti benefici in termini di duttilità, durabilità e tenacità secondo gli obiettivi prefissati in fase di progettazione dell’intervento.
