Attività 3.1 Metodologie e tecnologie per interventi reversibili basati su nuovi materiali

Nell’ambito di questa attività, si studierà e si caratterizzerà una nuova tipologia di materiale
composito realizzato a partire da costituenti di tipo innovativo, come le fibre di basalto,
recentemente utilizzate con finalità di rinforzo strutturale cui uniscono il notevole vantaggio di
un’ottima resistenza al fuoco, essendo un materiale di origine magmatica.
Pertanto, scopo principale della presente attività è qualificare tale materiale, in accoppiamento sia
con matrici polimeriche che cementizie, non essendo ancora ben noto il comportamento fisico –
meccanico in esercizio, dato il recente interesse scientifico. A tal proposito, le matrici cementizie
sono, potenzialmente, più interessanti poiché in grado di valorizzare la resistenza al fuoco delle
fibre di basalto, altrimenti vanificabile dall’uso di matrici organiche che, a temperature medio basse,
perdono le loro caratteristiche strutturali, causando il distacco della fibra dalla struttura e rendendo
vana la finalità di rinforzo. Le matrici cementizie, al contrario, hanno una resistenza termica simile
a quella del supporto in muratura, garantendo, quindi, un ottimo livello di aderenza al sottofondo
anche a temperature elevate.
La prima fase dell’attività sarà dedicata alla valutazione del comportamento fisico – meccanico dei
materiali compositi innovativi a base di fibre di basalto, al variare della tipologia di matrice,
dell’architettura tessile delle fibre (tessuti, griglie, reti, ecc.) e della tipologia di substrato (diversi
tipi di muratura), con lo scopo di verificare l’efficienza del legame chimico e meccanico tra tessuto
di rinforzo e matrice (in termini di grado di impregnazione e inglobamento delle fibre nella matrice)
e come tali parametri varino al variare del tipo di substrato.
Si studierà, quindi, la tecnica applicativa, facendo riferimento, ove possibile, alle schede tecniche
dei prodotti, e integrandone le indicazioni con opportuni accorgimenti che emergeranno dalle prove
tecnologiche. Si realizzeranno, inoltre, test di invecchiamento accelerato in ambiente alcalino (per
studiarne la durabilità in matrici cementizie), in temperatura e in umidità (per simulare le normali
condizioni di esercizio) e/o test per valutare la perdita di adesione in presenza di sali solubili
provenienti dal substrato. In seguito a questi test, si valuterà, pertanto, la necessità di suggerire
l’applicazione di particolari sizing o coating sulle fibre.
Una volta definita la configurazione ottimale dei materiali oggetto di studio, si eseguiranno prove di
caratterizzazione meccanica di elementi strutturali rinforzati con alcune delle soluzioni tecnologiche
sviluppate, al fine di validarne l’efficacia nel caso di applicazione a situazioni reali. Le prove
saranno finalizzate a valutare le proprietà di adesione normale e tangenziale tra il materiale
composito e il substrato e ad analizzarne in modo comparativo le performance meccaniche per le
applicazioni come rinforzo strutturale. Si eseguiranno, altresì, prove di caratterizzazione meccanica
ad alte temperature, sia sul composito sia su elementi strutturali rinforzati, al fine di caratterizzare il
comportamento di tali sistemi in condizioni termiche particolari e al variare della durata dell’evento.
Infine, si redigerà un manuale di istruzioni in cui si evidenzieranno le possibili problematiche
operative e i relativi accorgimenti per una corretta installazione in situ.
Il Consorzio CETMA, Dipartimento di Ingegneria dei Materiali e delle Strutture, ha maturato
importanti esperienze nel campo dei materiali compositi per impieghi strutturali. Queste esperienze
sono state focalizzate su compositi a matrice polimerica e fibre di vetro e carbonio, di cui si sono
affrontati sia aspetti tecnologici (modalità applicative, problematiche di cura delle matrici) che
strutturali (progettazione degli interventi, controllo di qualità degli stessi). Recentemente, il Cetma
ha effettuato alcuni studi preliminari sull’utilizzo di fibre di basalto e matrici cementizie per
applicazione nel settore civile. In particolare, si sono effettuati test di durabilità delle fibre di basalto
in ambiente alcalino e delle prove di impregnazione di tessuti con matrici cementizie.

Tipologia Attività: Ricerca e Innovazione

Partner Responsabile: CETMA

Partner coinvolto: CACCAVO

Risultato: report

Sede: Lecce, Brindisi