Case prefabbricate con fibre DRAMIX®: nuove opportunità

Nel crescente mercato della prefabbricazione, assistiamo ad un rallentamento di questa tecnologia a causa di diversi parametri quali la necessità di calcolare le gabbie di rinforzo, controllare il loro corretto posizionamento e il peso degli elementi ma soprattutto la scarsità di personale qualificato.
Tuttavia, dagli anni '90, le fibre metalliche hanno iniziato a coprire quote di mercato sempre più ampie nel settore dei prefabbricati, soprattutto perché possono risolvere  la maggior parte delle problematiche sopraesposte.

Essendo le fibre aggiunte direttamente nel calcestruzzo, infatti, si dispone di un cemento armato immediatamente al momento della posa, il che implica un risparmio sul costo del lavoro nel proprio cantiere.

Poiché le fibre metalliche si dispongono nella matrice cementizia in modo isotropico, il calcestruzzo fibrato è più facile da calcolare, basandosi sulle diverse norme che si possono trovare a livello mondiale (Cina, India, Australia, Giappone, ... e nel Model Code per l’Europa). Un software semplice da usare è disponibile presso BEKAERT.

Un altro vantaggio che apporta la fibra all’interno del calcestruzzo è che si può trascurare il copriferro e quindi ridurre lo spessore di tutti gli elementi (o ridurre il rapporto di acciaio) e quindi il peso.  

Le applicazioni più significative del calcestruzzo strutturale con fibra metallica sono i conci prefabbricati per tunnel (130 enormi gallerie sono scavate in tutto il mondo e costruite con conci rinforzati con fibra metallica), cabine elettriche, tubi, muri di sostegno, grondaie, pareti tagliafuoco, recinzioni, pareti sandwich, fondazioni e molto altro.
I dosaggi di fibre metalliche strutturali si aggirano solitamente sui 30 kg/m³ senza necessità di adattare le miscele del calcestruzzo (valido per alcuni Paesi principalmente).

I vantaggi di un calcestruzzo fibroarmato, in particolare con fibre zincate, sono la durabilità, grazie al fatto che le fibre che si distribuiscono uniformemente nel calcestruzzo e riducono le aperture di fessure, la sua adattabilità a varie forme (strane o sottili), la sua maggiore impermeabilità grazie a fessure più sottili cucite da migliaia di fibre. Il processo di produzione permette un controllo automatico in quanto si riduce l’intervento e quindi la probabilità di un errore umano. Decine di aziende in Europa usano già questa tecnologia. 

Uno sguardo al futuro: moduli abitativi prefabbricati

L'edilizia prefabbricata è un mercato in rapida espansione in tutto il mondo, perché i bisogni sono enormi (a causa della crescita della popolazione, del trasferimento di persone verso le città, di ricostruzioni dopo le catastrofi climatiche) e la costruzione in modo tradizionale sta diventando troppo inefficiente, troppo lenta e genera troppi sprechi e disordini.

Le case del futuro (e del presente) devono essere modulari, sostenibili, ben isolate e resistenti.

Sulla base di queste richieste, Cubik-Home^® in collaborazione con la facoltà di Ingegneria di un'Università francese ha iniziato da zero a risolvere quest’equazione, al fine di costruire meglio, più velocemente, con meno risorse  riducendo i consumi e i costi energetici.

I passaggi da affrontare dovevano essere:

1. possibile applicazione in un impianto industriale esistente o facile da implementare. In effetti, per garantire la qualità ora richiesta nelle abitazioni (per evitare un numero crescente di prove industriali e far fronte alle implicazioni ambientali), non c'è altra soluzione che industrializzare la costruzione.
2. ottenere pareti sottili per lasciare posto a un isolamento più spesso ;
3. realizzare un materiale isotropico rinforzato per resistere a terremoti e uragani ;
4. eliminare o almeno ridurre la presenza di barre, per essere adattabile a tutte le forme senza calcoli e poca forza lavoro ;
5. completare i moduli in fabbrica, lasciando quasi o nulla da fare sul luogo di lavoro.

Il risultato di questa analisi ha portato allo sviluppo di un calcestruzzo armato con fibre d’acciaio facile da usare, basato su mix-design locali, a cui vengono aggiunti un premiscelato e un alto dosaggio di fibre d’acciaio Dramix^®. Quindi i muri (coibentati) vengono gettati su tavoli vibranti, poi assemblati e la maggior parte delle finiture viene realizzata in fabbrica prima di spostare i moduli abitativi fino al luogo di assemblaggio finale. 

Alla fine i 5 criteri precedenti vengono soddisfatti:

1. Con la propria forza lavorativa in un ambiente sicuro, confortevole ed organizzato, si può  migliorare la redditività almeno del 40%. Naturalmente, le aziende possono persino investire in casseri per getti in continuo per produrre un modulo al giorno, e anche di più in base a mercati mirati (moduli abitativi, cubi di sicurezza per le aree colpite dai tornado, zone terremotate, Paesi con rapida crescita della popolazione) ;
2. Grazie al materiale resistente a trazione, la parte strutturale dei pannelli può essere ridotta al minimo, ovvero 5 cm per le pareti e solo 7 cm per le lastre e le coperture. Il risparmio dello spessore comporta la possibilità di avere un isolamento minimo di 12cm, a cui si può aggiungere un pannello da 5cm per l’insonorizzazione in cui è possibile inserire tutte le canalette. Alla fine tutte e 6 le facce sono isolate, portando a una resistenza termica di circa 6 Km²/W (casa passiva). La conseguenza di ciò sarà avere minori consumi di riscaldamento nei paesi del nord e meno costi di raffrescamento nei paesi caldi.
3. Dato che il calcestruzzo prefabbricato è rinforzato con un premiscelato aggiunto contenente da 80 a 100 kg / m3 di fibre Dramix^®, la parte esterna della struttura sarà molto resistente agli uragani.
   Quando un oggetto volante colpisce il muro, si generano delle scheggiature che iniziano a distruggere progressivamente l’abitazione, ma poiché ci sono così tante fibre nel calcestruzzo (1,6 milioni di fibre, che equivalgono a 55 chilometri di filo per metro cubo) nessun pezzo della struttura può essere scalfita via, tranne che sia presente un'energia molto alta.
   La stabilità del modulo più grande (10m x 4m) è stata verificata con un vento di categoria 5 con punte di 510 km/h.
   Grazie al processo brevettato, i pannelli sono fortemente collegati tra loro, e quindi, il modulo totale può resistere fino ad un terremoto di 3 m/s² (circa grado 3 della scala Richter), e sarà presto testato fino a grado 8.
4. Avere le fibre d’acciaio come rinforzo, significa che si ha bisogno di poca manodopera, e il prodotto finale si può adattare facilmente alle forme più svariate. Poiché il modulo completo è stato verificato per la sua applicazione, non sono necessari calcoli specifici ogni volta che si modifica qualche dimensione.
5. Ma la parte più interessante è quella di poter produrre case completamente finite: con una partnership ottimizzata con una società di costruzioni o un’immobiliare, che venderà le case e includerà tutti i servizi ottenendo un ambiente di alta qualità. La gratificazione e la soddisfazione dell’utilizzatore finale possono essere esaudite anche prima che la casa lasci la fabbrica, riducendo così i rischi di problematiche in fase di collaudo. Anche la velocità di costruzione viene migliorata, il che riduce i costi finanziari.

Oltre ai vantaggi tecnici di questo processo, il fatto che l'alloggiamento sia modulare e sostenibile significa che è ricollocabile. Questo processo è stato scelto dal Comitato dei Giochi Olimpici del 2024 a Parigi come sistema di alloggiamento amovibile per gli sportivi. Dopo l'evento, per entrare nell'economia circolare, più di un terzo dell'alloggio sarà trasferito in altre città vicine.

Questa tecnologia a marchio "Cubik-Home^®", che utilizza fibre d’acciaio Dramix^® di Bekaert, è ora disponibile ovunque, dove necessario, per rispondere a questa crescente esigenza di abitazioni sostenibili. Può essere ceduto a qualsiasi prefabbricatore interessato a questa tecnologia.

Clicca QUI per vedere il video del processo Cubik-Home^® e come Cubik-Home resiste agli uragani!