Sistemi FRP in fibra di carbonio: criteri di posa e buone pratiche per il rinforzo di elementi strutturali in calcestruzzo armato

Nel panorama degli interventi di consolidamento strutturale, i sistemi FRP (Fiber Reinforced Polymer) rappresentano oggi una soluzione tecnologicamente matura e ampiamente adottata per il rinforzo strutturale di elementi in calcestruzzo armato (c.a.) soggetti a carenze di resistenza a flessione e a taglio.

In particolare, l’impiego di tessuti in fibra di carbonio (carbon fiber) – grazie all’elevata resistenza a trazione delle fibre – consente di incrementare la capacità portante delle travi, con un impatto limitato su masse e geometrie strutturali e senza alterare in modo significativo il comportamento globale della struttura.

Tuttavia, l’esperienza maturata in cantiere dimostra come la reale efficacia di un sistema FRP non dipenda esclusivamente dalla certificazione dei materiali – oggi requisito imprescindibile – ma dalla capacità di governare correttamente ogni fase applicativa, dalla progettazione esecutiva alla posa in opera.

È in questo contesto che il valore aggiunto non è il singolo prodotto, ma il know-how applicativo, il supporto tecnico al progettista e l’affiancamento dell’impresa nelle fasi operative: elementi fondamentali per evitare errori ricorrenti e garantire prestazioni coerenti con le ipotesi di calcolo.

Kimia, azienda italiana specializzata nei sistemi di rinforzo strutturale con FRP, propone un ciclo completo per il rinforzo di travi in c.a. mediante materiali compositi, sviluppato a partire da un’esperienza pluriennale maturata sul campo, anche in contesti complessi e post-sisma.

Preparazione del supporto: la base di un rinforzo efficace

La corretta adesione del sistema FRP al supporto in calcestruzzo armato dipende in larga misura dalla qualità della preparazione del supporto, fase che non deve essere sottovalutata perché determinante per il buon esito dell’intervento di consolidamento.

In presenza di calcestruzzo ammalorato è necessario procedere alla sua completa rimozione mediante scalpellatura manuale o meccanica, o con tecniche come l’idroscarifica, fino a ottenere un supporto solido, ruvido ed esente da parti incoerenti.

Le armature affioranti devono essere pulite dalla ruggine fino al metallo bianco e successivamente protette con la malta passivante Betonfix KIMIFER, applicata a pennello.

Il ripristino volumetrico delle superfici viene quindi eseguito con idonee malte da ripristino strutturale della linea Betonfix, attendendo la completa asciugatura prima di procedere con il ciclo FRP. La scelta della malta dipende dalle caratteristiche meccaniche del supporto, per garantire compatibilità con il calcestruzzo esistente.

Se non sono necessari interventi di ripristino, il supporto deve comunque presentare una resistenza a trazione superficiale ≥ 1,5 MPa.

È inoltre necessario: 

• arrotondare eventuali spigoli con raggio minimo 2 cm;
• eliminare polveri e contaminanti; - sigillare fessurazioni e microlesioni con malte idonee.

Tutto ciò consente di garantire la perfetta adesione dei sistemi di rinforzo FRP, evitando distacchi e fenomeni di debonding prematuri.

Primerizzazione e regolarizzazione del piano di posa

Su supporti porosi o poco consistenti è prevista la primerizzazione mediante Kimicover FIX, primer a base di resina sintetica bicomponente in dispersione acquosa, con consumo minimo di 0,2 kg/m².

Il primer serve a: 

• preconsolidare il supporto;
• inglobare la polverosità residua;
• migliorare l’adesione della resina epossidica.

Se necessario, la superficie viene regolarizzata con lo stucco epossidico Kimitech EP-TX, che elimina irregolarità e discontinuità, riducendo il rischio di concentrazioni di tensione nel rinforzo in fibra di carbonio.

Resina epossidica e incollaggio del rinforzo FRP

La fase successiva prevede la stesura della resina epossidica bicomponente Kimitech CMP, con consumo minimo di 1,2 kg/m².

La resina svolge una duplice funzione:

• strato adesivo per l’incollaggio del tessuto FRP;
• impregnazione delle fibre per creare il composito strutturale.

Una corretta applicazione garantisce l’efficace trasmissione degli sforzi tra calcestruzzo e rinforzo in fibra di carbonio.

Applicazione dei tessuti in fibra di carbonio

Il rinforzo viene realizzato con tessuti in fibra di carbonio Kimitech CB o Kimitech CBA, tagliati a misura e posizionati secondo le indicazioni progettuali.

I tessuti vengono applicati a secco sulla resina fresca e rullati nella direzione delle fibre per: 

• impregnazione completa;
• eliminazione delle bolle d’aria;
• formazione di uno strato continuo.

In alternativa possono essere utilizzati tessuti in fibra di vetro Kimitech VR 300, in base alle esigenze di progetto.

Accorgimenti di cantiere: dettagli che fanno la differenza

Nella posa dei sistemi FRP alcuni dettagli operativi sono fondamentali:

• rullare nella direzione delle fibre;
• lavorare dall’interno verso l’esterno;
• mantenere puliti rullini e utensili;
• usare confezioni ermetiche per gestire le pause di cantiere.

Questi accorgimenti migliorano qualità, affidabilità e durata del rinforzo strutturale.

Impregnazione e rinforzi multistrato

Dopo la posa del tessuto si procede all’impregnazione con Kimitech CMP fino a saturazione completa delle fibre.

Per rinforzi multistrato: 

• applicare fresco su fresco;
• oppure carteggiare e riapplicare resina (0,5–0,8 kg/m²);
• sfalsare le sovrapposizioni;
• evitare i giunti nelle zone più sollecitate.

Ancoraggi contro la delaminazione

In caso di supporti scadenti o geometrie complesse è consigliato l’uso di ancoraggi contro la delaminazione.

Kimia propone connettori realizzati in situ con Kimitech FIOCCO CB, inghisati con Kimitech CMP oppure Kimitech EPOXY CTR.

Protezione finale e finiture superficiali

Per aumentare la durabilità del rinforzo FRP: 

• spolvero di quarzo su resina fresca;
• rasatura con Betonfix RS, R30 o R52;
• oppure verniciatura con Kimicover BLINDO.

La protezione migliora resistenza ad agenti atmosferici, usura e aggressioni esterne.

L’esperienza Kimia nel rinforzo strutturale e nel post-sisma

Kimia opera da anni nel rinforzo strutturale con FRP su edifici, infrastrutture e beni storici.

È particolarmente attiva negli interventi di miglioramento sismico e ripristino post-terremoto.

Un esempio è lo stabilimento alimentare Renzini di Norcia, consolidato con fasciature in fibra di carbonio dopo il sisma del 2016, con incremento della resistenza a taglio e dell’effetto di confinamento del calcestruzzo. Clicca qui per approfondire: https://www.kimia.it/referenze/stabilimento-alimentare-renzini

Rinforzo elementi strutturali in c.a. con FRP: perché scegliere Kimia

Scegliere Kimia significa affidarsi a:

• sistemi FRP certificati;
• esperienza sul campo;
• supporto tecnico al progettista;
• assistenza in cantiere.

Per informazioni tecniche o supporto tecnico, clicca qui per contattarci: https://www.kimia.it/assistenza-tecnica-commerciale