Rigenerare ponti, viadotti e infrastrutture esistenti: Italcementi presenta una soluzione innovativa

18/03/2019 2054

Nasce i.power RIGENERA, la soluzione per intervenire sul patrimonio esistente delle infrastrutture

Una soluzione completa, che parte dalla fase progettuale e arriva fino alla posa in opera del prodotto, per rigenerare le infrastrutture realizzate a partire dagli anni del Dopoguerra che oggi necessitano di essere rinnovate e adeguate nella capacità di reggere il maggior traffico e resistere ai terremoti. Dalla conoscenza e dalla capacità Italcementi nasce i.power RIGENERA, una nuova soluzione in grado di risolvere il problema della maggior parte delle infrastrutture progettate negli anni ‘50 e ‘60 che versano in uno stato di degrado strutturale. Il prodotto è una miscela di cemento e fibre rinforzate che può ripristinare le strutture portanti delle grandi infrastrutture viarie e adeguarle ai nuovi carichi dovuti all’aumento del traffico e alle normative sismiche introdotte negli ultimi anni.

Questa soluzione è stata presentata da Italcementi a MADE Expo, la manifestazione dell’architettura e del design che si è svolta alla fiera di Milano-Rho dal 13 al 16 marzo 2019.

roberto-calleri-presenta-ipower-rigenera.jpg«La proposta messa a punto da Italcementi si pone l’obiettivo, insieme ai progettisti, di risolvere i problemi di durabilità e quindi di incrementare la vita utile delle opere, garantendo l’adeguamento sismico e il ripristino delle parti ammalorate, tutto in un’unica soluzione – spiega Roberto Callieri Amministratore Delegato di Italcementi -. La caratteristica fondamentale e distintiva questa nuova soluzione è quella di offrire ai progettisti un pacchetto completo, dall’analisi dell’esistente alla messa a punto della soluzione ottimale e “su misura” per l’opera da ripristinare, con la presenza in cantiere dei tecnici specializzati di Italcementi e Calcestruzzi pronti a collaborare con le imprese nell’applicazione del prodotto».

I vantaggi di i.power RIGENERA

Durabilità e la sicurezza delle infrastrutture

La particolare struttura della matrice impedisce agli agenti aggressivi di penetrare nel calcestruzzo e il rischio di fessurazione e di conseguente degrado è minimo. In questo modo i costi di manutenzione risultano essere notevolmente ridotti e la vita utile delle opere viene incrementata. 

Resistenza ai terremoti e agli incendi

La soluzione interagisce con la struttura degradata fornendo una maggiore resistenza sismica. Il prodotto, essendo rinforzato con fibre di acciaio, reagisce in modo adeguato a eventi sismici generando una moltitudine di piccole fessure che permettono alla struttura di deformarsi ma non di spezzarsi, garantendo così la salvaguardia del manufatto. In caso di incendio, può sopportare temperature fino a 750° permettendo di mettere in sicurezza la struttura.

Sostenibilità

L’elevata fluidità e le prestazioni meccaniche permettono di realizzare spessori di pochi centimetri. Inoltre non necessita di armatura in quanto le fibre di acciaio sostituiscono i tradizionali ferri. 


ipower_rigenera-italcementi.jpgSu questa innovazione INGENIO ha intervistato il dott. Enrico Borgarello, Direttore Ricerca e Innovazione Italcementi.

Il dott. Borgarello nella video intervista evidenzia come i.power RIGENERA sia adatto per piccoli e grandi interventi, e che si caratterizzi per la facilità e versatilità di impiego. La soluzione, ha ricordato Borgarello, "interviene sulla parte strutturale, ma anche per aumentare la resistenza sismica e resistenza al fuoco, anche perchè oltre alle fibre presenta un formulato specifico".

Nell'intervista Borgarello ha dato alcune anticipazioni anche sul cemento al Graphene, andicipato da Italcementi alla fiera sulla digitalizzazione di Barcellona, in grado di trasmettere calore: "una visione per l'Urban Area su cui il Graphene svolgerà un ruolo importante".


i.power RIGENERA: dalla ricerca Italcementi la soluzione  per il ripristino e l’adeguamento del patrimonio infrastrutturale

La caratteristica fondamentale e distintiva di i.power RIGENERA è quella di offrire ai progettisti un pacchetto completo, dall’analisi dell’esistente alla messa a punto della soluzione ottimale e “su misura” per l’opera da ripristinare, con la presenza in cantiere dei tecnici specializzati di Italcementi e Calcestruzzi per collaborare con le imprese nell’applicazione del prodotto: una soluzione a base di calcestruzzi fibro-rinforzati, in grado di avvolgere gli elementi strutturali donando loro resistenza, durabilità e nuove capacità antisismiche.

Una soluzione per infrastrutture da adeguare

Il patrimonio di conoscenze e lo studio delle proprietà fisiche e chimiche del cemento e del calcestruzzo hanno permesso a Italcementi di mettere a punto nei decenni soluzioni innovative che consentono ai materiali di garantire sempre nuove performance. Dai calcestruzzi che negli anni Sessanta furono utilizzati per realizzare Palazzo Pirelli a Milano (all’epoca il più alto edificio in calcestruzzo in Europa) alle volte amplissime dell’Aula Nervi in Vaticano, fino a Palazzo Italia a Expo 2015. Con questo approccio Italcementi e Calcestruzzi offrono oggi al mercato una soluzione per riabilitare e rigenerare gli elementi strutturali in calcestruzzo armato delle infrastrutture che hanno bisogno di manutenzione per fare fronte al degrado strutturale e dei materiali causati dall’invecchiamento delle opere e dall’aumento del traffico.

Attualmente le soluzioni al problema di una infrastruttura non più adeguata alle caratteristiche di traffico e sicurezza (strutturale e antisismica) sono principalmente di due tipi: la costruzione di nuove infrastrutture che sostituiscano quelle precedenti, oppure il profondo adeguamento delle infrastrutture esistenti. La soluzione migliore dipende da valutazioni di costo-beneficio (demolire un viadotto può costare fino al 50% del valore costruttivo del nuovo) e di opportunità, oltre che dalle eventuali difficoltà operative. Adeguare una infrastruttura esistente permette di intervenire in modo efficiente (relativamente veloce), efficace (con costi contenuti), versatile (senza creare problemi alla viabilità) e sostenibile (evitando lo smaltimento dei materiali derivanti dalla demolizione dei vecchi manufatti).

L’adeguamento è inteso sia come ripristino delle performance per cui le opere erano state progettate, sia come adeguamento ai nuovi carichi e alle normative sismiche introdotte negli ultimi 30 anni.

i.power RIGENERA nasce da un’alleanza tra Impresa e Università

Da molti anni Italcementi studia presso i laboratori di ricerca e innovazione al Kilometro Rosso di Bergamo prodotti e soluzioni tecnologiche per la riabilitazione di infrastrutture. Il formulato cementizio che è stato ideato appartiene alla categoria dei calcestruzzi ad alta prestazione, fibro-rinforzati e durevoli. 

L’applicazione del calcestruzzo innovativo è stata validata in i.lab, il Centro Innovazione di Prodotto di Italcementi, in collaborazione con l’Università di Brescia e l’Università Federico II di Napoli. Tramite prove in scala reale su pilastri e travi, rinforzate con la soluzione sviluppata, si sono potute verificare le prestazioni degli elementi rinforzati. I risultati dimostrano che è possibile estendere la vita utile delle opere anche di 100 anni e che la resistenza degli elementi può arrivare a essere 6 volte maggiore di quella degli elementi originari. Presso l’Università di Brescia sono state condotte anche diverse prove su una pila da ponte di dimensioni in scala 1:4 rispetto alle dimensioni di una pila reale. La pila da ponte è stata prima danneggiata, tanto da simulare un esercizio di 50 anni, e successivamente è stata rinforzata con il nuovo prodotto. Sottoposta ad azione sismica, la pila ha resistito a carichi molto elevati e le resistenze residue del materiale fibro-rinforzato hanno permesso all’elemento strutturale di deformarsi, evitando così la rottura e il collasso del manufatto. 

La soluzione i.power RIGENERA

Ha preso forma dunque la soluzione i.power RIGENERA, ideale per elementi strutturali quali pile da ponte e pilastri. La tecnologia del “jacketing” è conosciuta nel mondo dei ripristini ed è presente sul mercato con soluzioni che però non soddisfano tutti gli aspetti legati alla riabilitazione completa delle strutture. Alcune di esse, come l’utilizzo di malte da ripristino, intervengono solamente sul ripristino materico e non sull’adeguamento strutturale. Altre soluzioni a base di FRP (fiber reinforced polymer), invece, permettono l’adeguamento sismico ma non intervengono sulla rigidezza degli elementi riabilitati e inoltre presentano limiti di durabilità legati alle alte temperature (critiche nel caso di incendi). 

La proposta messa a punto da Italcementi si pone l’obiettivo, insieme ai progettisti, di risolvere i problemi di durabilità e quindi di incrementare la vita utile delle opere, garantendo l’adeguamento sismico e il ripristino delle parti ammalorate, tutto in un’unica soluzione. La soluzione consiste nel gettare in opera un calcestruzzo fibrorinforzato molto fluido che “avvolge” l’elemento strutturale in modo che si crei una sorta di nuova pelle dello spessore di pochi centimetri. Dal punto di vista prestazionale il calcestruzzo i.power RIGENERA ricade nella classe dei calcestruzzi ad alte prestazioni e le fibre al suo interno conferiscono al materiale duttilità e resistenze residue molto elevate.

Le caratteristiche di i.power RIGENERA

  • Durabilità: la durabilità di questa soluzione risulta essere molto elevata sia per la particolare struttura della matrice cementizia, che impedisce agli agenti aggressivi di penetrare nel calcestruzzo, sia per il minimo rischio di fessurazione. Grazie a questa elevata durabilità i costi di manutenzione ordinaria risultano essere notevolmente ridotti e la vita utile delle opere viene incrementata.
  • Resistenza: la soluzione interagisce con la struttura ammalorata fornendo portanza e capacità deformativa e quindi resistenza sismica. Essendo  fibro-rinforzata con fibre di acciaio, la copertura reagisce in modo adeguato a eventi sismici generando una moltitudine di piccole fessure che permettono alla struttura di deformarsi ma non di spezzarsi, garantendo così la salvaguardia dell’opera. Anche il comportamento alle alte temperature risulta ottimale. Nel caso di elevate temperature sprigionate ad esempio da incendi, la struttura può sopportare un calore fino a 750°C senza perdere le proprietà meccaniche e la resistenza tipica del calcestruzzo.
  • Sostenibilità: la sua elevata fluidità e le sue prestazioni meccaniche permettono di realizzare spessori di pochi centimetri. Inoltre, i.power RIGENERA non necessita di essere armato in quanto le fibre di acciaio sostituiscono i tradizionali ferri d’armatura. Le sole armature tradizionali da prevedere sono le barre di ancoraggio alla fondazione in modo da trasferire i carichi flettenti.

Il commento di Giovanni Plizzari, Direttore del Dipartimento di Ingegneria Civile, Architettura, Territorio, Ambiente e di Matematica, Università di Brescia.

giovanni-plizzari-fibre-calcestruzzo-brescia“Dopo diversi decenni di ricerca sui calcestruzzi fibrorinforzati, questi materiali sono ora presenti nelle principali normative nazionali e internazionali. Le fibre migliorano notevolmente il comportamento a trazione del calcestruzzo che si trasforma da un materiale fragile a un materiale dotato di ottima duttilità. Questo avviene soprattutto quando le fibre sono abbinate a una matrice di calcestruzzo ad alta resistenza, trasformandolo in un calcestruzzo fibrorinforzato ad altissime prestazioni. Bastano pertanto pochi centimetri di spessore del materiale per migliorare notevolmente il comportamento delle strutture nuove ed esistenti, in aggiunta alla loro durabilità. 

La classificazione del materiale in base alle sue prestazioni rende il FRC un materiale particolarmente adatto alla progettazione strutturale. Lo studio fatto in collaborazione con Italcementi, in corso da diversi anni, ha consentito di mettere a punto un materiale particolarmente adatto al rinforzo delle strutture e delle infrastrutture esistenti in calcestruzzo armato, le cui prestazioni sono state verificate sperimentalmente anche con prove su elementi in scala reale”.


Italcementi al MADE EXPO 2019

Nello stand Italcementi a MADE Expo erano presenti, insieme al nuovo prodotto, una serie di proposte dedicate alle pavimentazioni high tech e sostenibili: da quelle drenanti in i.idro DRAIN che rispettano il ciclo naturale dell’acqua, a quelle estetiche in i.design MOSAICO, utilizzate ad esempio all’interno del Parco della Biblioteca degli Alberi a Milano; da quelle in i.tech. CARGO per rendere le pavimentazioni in asfalto fino a quattro volte più resistenti fino a quelle della gamma i.speed per velocizzare il ripristino di pavimentazioni in calcestruzzo, soluzioni già utilizzate all’interno di strutture aeroportuali. 

Uno spazio particolare sarà dedicato al mondo del 3D printing grazie alle collaborazioni con l’Università degli Studi di Napoli “Federico II” e l’Università degli Studi di Pavia. Una vera e propria stampante realizzerà in diretta per i visitatori di MADE Expo alcuni manufatti di varie forme e dimensioni in cemento, formulato appositamente per essere utilizzato nelle stampanti 3D.


ITALCEMENTI-HEIDELBERG-GROUP.jpgItalcementi 

1864-2019: da 155 anni Italcementi è leader in Italia nel settore dei materiali per le costruzioni, contribuendo fin dalla sua fondazione alla crescita del paese grazie alla sua capacità di innovazione nei prodotti e nelle soluzioni per la building community. Oggi Italcementi è parte di HeidelbergCement Group, principale player mondiale nella fornitura verticalmente integrata di materiali per le costruzioni, con 59.000 dipendenti e più di 3.000 siti produttivi, dislocati in 60 paesi in 5 continenti. 

 

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