Calcestruzzo fibrorinforzato per le pavimentazioni del parco rottami di Annone di Brianza

Presso il parco rottami di Annone di Brianza (LC), grazie all’utilizzo di fibre di acciaio Fibrocev è stato possibile realizzare una pavimentazione ad alta resistenza, ottimizzando i tempi realizzativi dell’opera e conferendo alla stessa elevati valori di tenacità.

Pavimentazioni in calcestruzzo fibrorinforzato ad alta resistenza per lo stoccaggio di materiali ferrosi

L’area di circa 20.000 metri quadrati comprende una struttura industriale prefabbricata per lo stoccaggio al coperto di materiali ferrosi, una palazzina uffici e un piazzale per lo stoccaggio esterno di materiali ferrosi.

La particolarità architettonica delle strutture consiste nel rivestimento delle stesse con lastre di Cor-Ten, sia per “continuare” la lettura dello skyline “metallico” dell’intero comparto, sia per sfruttare la durabilità nel tempo del materiale di cui sarà anche praticamente inesistente la manutenzione.

Le aperture sono sottolineate da cornici aggettanti in acciaio inox satinato, al fine di inserire nella massa monomaterica del Cor-Ten elementi di discontinuità (come sono anche i riflessi variegati dei materiali ferrosi stoccati).

Tutta la commessa, progettazione preliminare definitiva ed esecutiva, è stata sviluppata in BIM dallo studio di Architettura LDA di Valmadrera (Lecco) e porta la firma dell’Arch. Livio Dell’Oro.

Il progetto e il modello BIM della struttura - Il progetto premio come migliore architettura industriale del 2018

Il progetto della pavimentazione in calcestruzzo fibrorinforzato

Il pacchetto delle pavimentazioni è stato realizzato posando un sottofondo in misto naturale con pezzatura 80/100 successivamente regolarizzato e intasato con uno stabilizzato 0/20 di spessore 6 centimetri per permettere la posa di una barriera HDPE per l’impermeabilizzazione del sottosuolo e consentire il recupero e la depurazione delle acqua di dilavamento dei materiali ferrosi stoccati in apposite vasche.

A compimento delle caratteristiche di resistenza e durabilità, è stato impiegato uno specifico componente a base di silicati di litio ad azione densificante per il trattamento corticale; tale prodotto irrorato sulla superficie del calcestruzzo dopo poche ore dalla conclusione del getto, reagendo con l’idrossido di calcio (calce libera) presente nel calcestruzzo, crea un reticolo cristallino che densifica, consolida e innalza le doti meccaniche dello strato corticale della pavimentazione; ciò determina un incremento delle resistenze meccaniche superficiali della pavimentazione sia in termini di abrasione che di compressione. Inoltre, migliora la resistenza chimica attivando un effetto antiefflorescenza, riduce l’assorbenza e conferisce anche un efficace azione antipolvere.

Il mix design del calcestruzzo

La posa del calcestruzzo è stata effettuata tramite macchina a controllo automatico laser a vibro-compattazione.

Per il progetto della pavimentazione è stata posta particolare attenzione al mix design del calcestruzzo, per garantire la corretta integrità della pavimentazione sia durante le prime ore di maturazione del calcestruzzo, che per preservarne la vita utile in relazione ai carichi agenti.

Nello specifico, è stato utilizzato un calcestruzzo cosi definito:

Calcestruzzo              C28/35
Classe di esposizione  XC3
Rapporto a/c              0,52
Classe di consistenza  S4

Impiego di fibre strutturali in acciaio per migliorare le proprietà meccaniche del calcestruzzo

Per la realizzazione della pavimentazione fibrorinforzata sono state utilizzate le fibre strutturali FIBRAG^® STEEL: F-DUE 44/45 MT, fibre metalliche fabbricate da nastro in acciaio a basso tenore di carbonio per il rinforzo del calcestruzzo e altri conglomerati cementizi.

FIBRAG^® STEEL: F-DUE 44/45 MT è la fibra in grado di migliorare notevolmente le proprietà meccaniche dei conglomerati cementizi, in particolare: la durabilità, incrementando la resistenza ultima a trazione e a fatica e la duttilità del calcestruzzo

Vantaggi con l’utilizzo delle fibre in acciaio FIBROCEV

FIBRAG^® STEEL: F-DUE 44/45 MT

• eliminata la rete elettrosaldata (ad eccezione dei bordi liberi)
• diminuzione dei tempi di posa del calcestruzzo
• elevate resistenze residue del calcestruzzo
• contrasto dei fenomeni di ritiro del calcestruzzo
• maggior resistenza ai carichi dinamici e statici
• maggior resistenza all’impatto e alla caduta dei materiali
• maggior durabilità della pavimentazione
• maggior resistenza agli sbalzi termici della pavimentazione
• omogeneità delle prestazioni in tutta l’altezza della sezione

È stata posta particolare attenzione al progetto della sezione delle pavimentazioni, in quanto, sia a causa dei rigidi requisiti richiesti dai carichi agenti ma anche delle particolari condizioni al contorno, è stato necessario eseguire delle analisi sezionali non lineari e calcolo dell’apertura di fessurazione, sia per gli Stati Limite Ultimi che per gli Stati Limite di Esercizio, stimando accuratamente le tensioni massime attese.

Metodologia di calcolo applicata in fase di progetto della pavimentazione

Il progetto della piastra allo Stato Limite Ultimo (SLU) si basa sulla teoria delle linee di rottura (Yield Line Theory), che richiede un'adeguata duttilità per assumere comportamenti plastici.

Per il calcolo allo Stato Limite di Esercizio (SLE), invece, è stata eseguita un’analisi sezionale non lineare con calcolo dell’apertura di fessurazione.

Il calcolo dell’apertura di fessura è svolto in accordo all’equazioni 7.7-22, 7.7-23 del Model Code 2010. L’approccio adottato da tale codice è quello di modificare il modello consolidato del “tension stiffening”. Detto ciò, nel caso specifico di struttura in cemento armato fibrorinforzato, è determinante conoscere con una stima accurata il valore di tensione dell’armatura. Noto questo valore è possibile stimare l’apertura di fessura.

A tale scopo è necessario svolgere analisi sezionali non lineari, mantenendo l’ipotesi di sezioni piane ottenendo dei diagrammi momento-curvatura M=M(θ); in questo modo è possibile determinare compiutamente il contributo resistente offerto dalla presenza del fibrorinforzo.

La determinazione del diagramma momento-curvatura M=M(θ) è stata ottenuta per integrazione numerica delle tensioni sulla sezione.

L’analisi prevede l’assunzione di un modello cinematico alla Eulero-Bernoulli: la sezione resta dunque piana ed il diagramma delle deformazioni è lineare sulla sezione. Si ammette l’ipotesi di perfetta aderenza.

Si ipotizza la divisione della geometria della sezione del calcestruzzo in n strisce di altezza Δy, approssimando dunque la sezione con un insieme di rettangoli di altezza costante e larghezza variabile.

La risoluzione del problema non lineare con riferimento alla generica sezione qui sotto riportata, per un assegnato assetto deformativo definito dalla dilatazione εsup al lembo superiore e della curvatura θ, determina il momento corrispondente alla curvatura presa in considerazione.

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