LeStrade n. 1554 - gennaio/febbraio 2020

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TAB. 1 PROPRIETÀ FISICHE DI ALCUNI TIPI DI FIBRE
Fibre
Diametro
(µm)
Lunghezza
(mm)
Modulo elastico
(MPa)
Resistenza a
trazione (MPa)
Carbonio 8 10 380.000 1.800
Vetro 8-10 10-50 72.000 3.500
Polivinilalcool 10 6-12 20.000 1.500
Polipropilene 500-4000 20-75 < 8.000 400
Acciaio Inox 10-330 10-60 160.000 2.100
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samente le fibre strutturali aggiunte alla matrice cementizia
hanno uno scopo differente, in quanto l’azione benefica
svolta da queste ultime è quella di formare un’“armatura”
tridimensionale in grado di contrastare la progressiva apertura
delle fessure, rallentandone così la propagazione e “cucendo”
i lembi a ridosso della lesione (si veda fig. 1).
In questo caso, il fenomeno fessurativo insorge a seguito
dell’innesco di sollecitazioni di trazione indotte, per esempio,
dai carichi esterni agenti (i sopraccitati carichi dinamici).
La presenza delle fibre, infatti, conferisce alla malta una
significativa resistenza residua a trazione dopo la fessurazione,
incrementando la capacità portante complessiva della
struttura stessa.
Le fibre strutturali possono essere di diverso tipo, per esempio
di acciaio, di vetro, di polipropilene, di polivinilalcool e
vengono impiegate quindi per migliorare le prestazioni meccaniche
delle malte, in particolar modo la resistenza a trazione
e la duttilità. In Tab. 1 sono riassunte le principali proprietà
fisiche delle più comuni tipologie di fibre. La scelta del
tipo di fibra da impiegare può influenzare in modo significativo
la risposta meccanica della malta.
Nel grafico in fig. 2, si è confrontata la risposta meccanica di
una malta rinforzata con fibre polimeriche strutturali e una
malta standard. È possibile evincere come una malta fibrorinforzata
con fibre strutturali presenta un comportamento
duttile a differenza della malta standard che presenta invece
un comportamento fragile.
L’aggiunta di fibre strutturali, a differenza di quelle non
strutturali, consente in funzione del dosaggio e delle caratteristiche
delle stesse, di modificare in maniera più o meno
significativa il comportamento a rottura della malta. Le malte
fibrorinforzate, rispetto alle tradizionali malte da ripristino,
realizzate con fibre (tipicamente in polipropilene) impiegate
in particolare per ridurre gli effetti negativi del ritiro
plastico, consentono quindi di ottenere un incremento dei
seguenti parametri:
• duttilità;
• resistenza a trazione diretta e per flessione;
• resistenza all’urto.
Oltre al tipo di fibre utilizzate all’interno della malta, anche
la loro quantità può influenzare la risposta meccanica
del materiale.
Nel grafico di fig. 3, è rappresentato il legame carico-spostamento
a trazione di due conglomerati cementizi fibrorinforzati
aventi un diverso dosaggio di fibre. Il primo presenta
un comportamento degradante, ovvero il conglomerato è in
grado di sopportare un carico, inferiore a quello di picco, anche
in fase post-fessurativa, mentre il secondo grafico, descrive
il comportamento di un calcestruzzo fibrorinforzato con
un dosaggio di fibre maggiore rispetto al precedente che gli
consente di conservare una più elevata resistenza residua ed
una maggiore tenacità (comportamento di tipo incrudente).
Classificazione
delle malte fibrorinforzate
I betoncini, le malte e i calcestruzzi fibro-rinforzati possono
avere tre tipologie di comportamento:
• P lastico: identifica un comportamento in cui la resistenza
Gli Specialisti
1-2/2020