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Le barre fibrorinforzate rappresentano il futuro

Gli innumerevoli vantaggi delle barre fibrorinforzate e il concetto di durabilità strutturale

11 Settembre 2023
barre fibrorinforzate
Lorenzo Veronese
Studente Magistrale in Ingegneria Civile, curriculum Strutture presso l'Università degli studi di Trieste.

Le Nome Tecniche del 2018 definiscono, in maniera chiara, i requisiti che una struttura deve possedere per essere classificata sicura e affidabile:
sicurezza nei confronti degli Stati Limite Ultimi, sicurezza nei confronti degli Stati Limite di Esercizio, sicurezza antincendio, robustezza e durabilità.
Ponendo l’attenzione su quest’ultimo aspetto, ovvero la durabilità, possiamo affermare che essa è la capacità di una struttura di mantenere determinati livelli di affidabilità durante la sua vita nominale (VN), anch’essa definita in Normativa.    
La Circolare del 2019 spiega, tramite il seguente grafico, il concetto di durabilità e affidabilità delle strutture.

Figura 1.
Concetto di affidabilità strutturale
Fonte: Circolare NTC

Dal grafico si può osservare che, una struttura, per rimanere sicura ed affidabile deve, per forza di cose, essere mantenuta nel tempo. Solo grazie agli interventi di manutenzione essa riuscirà a portare a termine la sua “missione”.
Questo ci permette di affermare che il principale motivo che porta all’utilizzo delle barre di armatura fibrorinforzate (FRP) è proprio questo, ovvero la loro elevata durabilità. 
Esse, non presentando parti metalliche, non sono soggette alla corrosione e resistono in maniera molto efficace anche agli attacchi degli ambienti molto corrosivi.
Le principali barre in commercio oggi sono le seguenti:

  • BARRE IN FIBRA ARAMMIDICA (AFRP);
  • BARRE IN FIBRA DI CARBONIO (CFRP);
  • BARRE IN FIBRA DI VETRO (GFRP);

le cui proprietà meccaniche dipendono essenzialmente dal tipo di fibra utilizzato.
Dal punto di vista meccanico, le barre di armatura fibrorinforzate hanno un comportamento fortemente anisotropo che dipende essenzialmente dalla direzione della fibratura.
Esse hanno, infatti, una elevatissima resistenza a trazione nella direzione parallela alle fibre e una modesta resistenza a trazione nella direzione ortogonale alle fibre. Per quest’ultima caratteristica, nella trattazione del taglio di elementi in calcestruzzo armato con barre fibrorinforzate, non è più possibile considerare il beneficio dell’effetto spinotto, in inglese dowel action.   
Un’altra caratteristica importante delle barre fibrorinforzate è la loro trasparenza magnetica, la quale consente il loro utilizzo nelle strutture ospedaliere con lo scopo di evitare interferenze con le moderne attrezzature utilizzate nella diagnostica ad immagini e nella risonanza magnetica.
Il comportamento delle barre fibrorinforzate è di tipo elasto-fragile, ciò significa che mantengono un comportamento elastico fino a rottura.
Per quanto riguarda il loro comportamento a compressione, invece, numerosi studi dimostrano che la loro presenza non è molto efficace negli elementi compressi a causa dell’instabilità locale delle fibre che comportano la perdita di resistenza prematura del sistema.   
Questo problema tuttavia è facilmente risolvibile con l’accostamento di barre in acciaio ordinario, dando vita, in questo modo, ad una armatura ibrida.
Di fatto, quindi, realizzando elementi armati con barre fibrorinforzate o con armatura ibrida in barre fibrorinforzate e barre di acciaio, è possibile aumentare la resistenza degli elementi strutturali, risparmiando di conseguenza sul quantitativo di materiali utilizzati e aumentando la durabilità degli elementi stessi.
In questo modo è possibile realizzare strutture poco impattanti dal punto di vista ambientale, resistenti e durabili.  
Gli aspetti positivi che conseguono dalla loro durabilità permettono l’abbassamento dei costi di manutenzione delle strutture e il mantenimento di elevati livelli di efficienza a lungo.

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