Da qualche decennio a questa parte i compositi fibrorinforzati a matrice polimerica (FRP) sono stati studiati e largamente utilizzati per il rinforzo di strutture esistenti in calcestruzzo armato e muratura. Essi offrono elevate resistenze associate a ingombri molto ridotti e a costi relativamente non elevati. Nonostante gli FRP siano stati oggetto di studi approfonditi, esistono ancora dei problemi irrisolti, come ad esempio la valutazione dell’aderenza FRP-supporto in presenza di elevate temperature e/o a seguito dell’esposizione a raggi UV (Salomoni et al. 2011). Inoltre, essi rispettano in parte i principi di reversibilità, compatibilità e minima invasività di intervento che stanno alla base degli interventi di conservazione/restauro di edifici storici esistenti e ai più recenti principi della ecosostenibilità ambientale.
Al fine di superare queste difficoltà le matrici organiche (generalmente resine epossidiche) possono essere sostituite da matrici inorganiche maggiormente ecocompatibili. Nonostante in letteratura siano stati utilizzati diversi nomi per indicare questi compositi costituiti da fibre lunghe ad alta resistenza applicate per mezzo di matrici inorganiche, essi sono generalmente conosciuti col nome di fiber reinforced cementitious matrix (FRCM) e steel reinforced grouts (SRG). I compositi FRCM offrono alcuni vantaggi rispetto all’utilizzo di compositi FRP, come ad esempio la compatibilità con il substrato (particolarmente importante nel caso di interventi su muratura storica), la reversibilità, la traspirabilità (comparabile a quella del substrato), e la buona resistenza alle alte temperature.
Il rinforzo con compositi FRCM rappresenta una tecnica piuttosto recente e gli studi disponibili in letteratura sono ancora molto limitati; in particolare esiste solo una linea guida (ACI 549.4R-13) con indicazioni sull’utilizzo di questi compositi. La letteratura disponibile riguardo ai compositi FRCM indica che la rottura tipica di questi compositi avviene all’interfaccia fibra-matrice (D’Ambrisi et al. 2013, Pellegrino and D’Antino 2013) e non all’interno del substrato, come invece accade nel caso dei compositi FRP (Ferracuti et al. 2007). La rottura all’interfaccia dei compositi FRCM è caratterizzata da un distacco progressivo delle fibre dalla matrice caratterizzato da scorrimenti.
La rottura è inoltre complicata dal cosiddetto effetto telescopico, un meccanismo per cui i filamenti all’interno di ciascun fascio di fibre si comportano in modo differente, principalmente a causa della differente impregnazione dei filamenti esterni rispetto a quelli interni (Banholzer 2004).
Se i risultati presenti in letteratura verranno confermati, e quindi verrà confermata la rottura dell’FRCM-SRG all’interno della matrice, il substrato non rappresenterà più l’elemento più debole del rinforzo, così come accade in generale nel caso dei compositi FRP.
Tra i compositi FRCM-SRG si distinguono quelli costituiti da fibre di vetro AR, carbonio, basalto e trefoli d’acciaio ad alte prestazioni (UHTSS) applicati con diversi tipi di malte speciali. Ciascun materiale è stato oggetto di caratterizzazione al fine di individuarne le proprietà meccaniche, la durabilità, e le prestazioni per diversi tipi di applicazione.
Vengono di seguito descritti i materiali compositi FRCM-SRG costituiti da fibre in acciaio e da diversi tipi di malta.

COMPOSITI FRCM-SRG CON FIBRE IN ACCIAIO
I compositi SRG tessuti con fibre in acciaio sono costituiti da trefoli in acciaio ad alte prestazioni (UHTSS) applicati per mezzo di malte inorganiche. I tessuti in acciaio sono unidirezionali e possono presentare diverse spaziature tra i trefoli così da variare la resistenza per unità di larghezza del tessuto. I tessuti Steel Net G 80 e Steel Net G 220 sono galvanizzati (Classe A) così da avere un’ottima durabilità agli ambienti alcalini ed aggressivi in genere.
Possono essere applicati con malta cementizia, a reattività pozzolanica (tipicamente malta Concrete Rock S Classe R2) , o a base calce (malta Limecrete M15). I tessuti in acciaio UHTSS Steel Net I304 sono invece inossidabili (acciaio inox AISI 304) e specificamente studiati per applicazioni con malta a base calce (malta Limecrete M15) per gli edifici storici. Le prestazioni dei tessuti in acciaio UHTSS sono state studiate e testate presso varie Università. In questa sede si presenta una particolare sperimentazione realizzata presso l’Università di Padova. I dati ottenuti dalla caratterizzazione meccanica sono stati utilizzati per dimensionare gli interventi di rinforzo di travi in c.a.p. preesistenti che sono state successivamente testate in laboratorio (Pellegrino and D’Antino 2013). Le travi in scala reale, di lunghezza di 1167 cm e sezione pi-greco, sono state testate a flessione a confronto con tre diversi tipi di rinforzo (figura 1). Oltre al provino di controllo non rinforzato (TT00) sono state testate una trave rinforzata con due strati di reti di carbonio CNET applicate con malta cementizia (TTcf), una trave rinforzata con un tessuto in acciaio UHTSS Steel Net applicato con malta cementizia (TTsf), ed una trave rinforzata con una Lamella CFK in carbonio applicata con adesivo epossidico FRP, quest’ultima con un 20% in più di carico equivalente applicato rispetto agli altri rinforzi. (TTcl). Ciascun rinforzo è stato applicato all’intradosso delle due anime della trave. I diagrammi carico-abbassamento in mezzeria (figura 2) mostrano l’efficacia dei sistemi di rinforzo con FRCM-SRG, i quali hanno fornito resistenze paragonabili a quella ottenuta nel caso del rinforzo con FRP (TTcl).

SRG-SRP SYSTEM
Tessuto unidirezionale in fibra di acciaio galvanizzato ad altissima resistenza per il rinforzo strutturale
L’impiego dei rinforzi strutturali sotto forma di tessuti in acciaio galvanizzato STEEL NET G ad altissima resistenza UHTSS immersi in una matrice organica (SRP) ed inorganica (SRG) è una tecnologia versatile, di peso e spessori contenuti che consente consolidamenti strutturali di elementi in c.a., c.a.p., calcestruzzo, muratura di elevata efficacia statica nella riqualificazione funzionale e nel miglioramento sismico delle strutture debolmente armate, dissestate e ammalorate. Tale tecnica proposta nel mercato nazionale negli ultimi anni consente infatti di ottenere, una volta adottata, un miglioramento generale delle caratteristiche meccaniche delle strutture specie se ammalorate e soggette ad azioni sismiche attraverso un rinforzo con fibre in acciaio e con elevata resistenza ortogonale alle stesse, progettato e commisurato alle azioni sollecitanti agenti in particolare modo per flessione, taglio e confinamento.
Grazie alla notevole versatilità, il sistema STEEL NET G può essere adottato per il rinforzo di elementi costruttivi in calcestruzzo, c.a. e c.a.p., per pannelli murari, cortine, pilastri e volte in muratura di mattoni e pietre naturali, per la realizzazione di cordoli in muratura armata, per il confinamento delle strutture che hanno manifestato vari gradi di ammaloramenti e dissesti e che si intendano mettere in sicurezza con una tecnologia poco invasiva, di ridotto spessore e compatibile con le diverse esigenze del consolidamento strutturale e della conservazione per gli edifici storici. 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 è destinato.
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 STEEL NET G sono:
- rinforzo di elementi in calcestruzzo, c.a. e c.a.p. quali travi, pilastri,solai,muri di sostegno, superfici voltate (gallerie)
- incremento di resistenza di pannelli murari portanti, pilastri, archi, volte in muratura
- rinforzo a pressoflessione e taglio di pannelli murari
- confinamento di elementi strutturali
- realizzazione di cordoli in muratura armata
- collegamenti di elementi collaboranti alle azioni esterne anche a mezzo pretensionamento.

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