Il consolidamento strutturale rappresenta un insieme di interventi tecnici mirati a rinforzare e migliorare la capacità portante di edifici e opere edilizie ed è un intervento fondamentale per garantire la sicurezza e la durata nel tempo di edifici e infrastrutture. Col passare del tempo e l'evolversi delle normative, si è assistito a una costante evoluzione delle tecniche impiegate, per far fronte a problemi sempre più complessi e allo scopo di trovare soluzioni sempre più performanti, durature e meno invasive.
In questa prima parte della nostra riflessione sull’evoluzione delle tecniche di consolidamento strutturale, esploreremo le tecniche tradizionali, i loro punti di forza e i loro svantaggi. Nella seconda parte,invece, analizzeremo quelle che sono le tecniche di consolidamento strutturale più innovative e performanti ad oggi.
Innanzitutto è bene sottolineare le motivazioni per cui è importante intervenire con l'adeguamento e il miglioramento sismico degli edifici. Questi interventi rivestono un ruolo chiave nella messa in sicurezza del patrimonio edilizio, soprattutto in paesi a elevata sismicità come l'Italia. L’aumento della resistenza delle strutture alle azioni sismiche, e la conseguente riduzione del rischio di danni gravi o crolli in caso di terremoti sono tra i principali obiettivi della loro messa in atto.
I motivi principali per cui tali interventi sono così importanti sono:
Storicamente, prima dell'avvento dei materiali compositi, il consolidamento strutturale faceva affidamento su tecniche tradizionali che utilizzano materiali come calcestruzzo, acciaio, legno e muratura. Queste tecniche sono tuttora ampiamente utilizzate e collaudate. Analizziamo alcune delle più diffuse.
La tecnica dello scuci-cuci è una tecnica tradizionale che consiste nella sostituzione progressiva degli elementi murari ammalorati o lesionati, senza compromettere la continuità statica della muratura. Si rimuovono le parti di muratura degradate e si sostituiscono con singoli elementi nuovi (mattoni/pietre) simili a quelli originali. Questi vengono ammorsati nella muratura esistente con malta a ritiro controllato.
Quali sono i vantaggi della tecnica scuci-cuci?
In sintesi, il cuci-scuci è una valida tecnica tradizionale di consolidamento strutturale che consente di riparare in modo conservativo la tessitura muraria purché venga eseguita con attenzione e materiali idonei. Va progettata in base al quadro fessurativo e al danno presente.
L'applicazione di catene su edifici è una tecnica di consolidamento strutturale utilizzata principalmente per edifici in muratura. Le catene sono realizzate mediante tiranti metallici che collegano fra loro le pareti perimetrali di un edificio, con lo scopo di evitare fenomeni di spanciamento e ribaltamento delle pareti, migliorando la resistenza e la stabilità dell'edificio, soprattutto in caso di terremoti.
Per eseguire l'applicazione di catene su edifici, si procede con l'installazione dei tiranti metallici in prossimità o in corrispondenza dei solai, collegando le pareti perimetrali tra loro. Le catene vengono ancorate alle pareti tramite il capochiave, un elemento esterno che assicura la corretta distribuzione delle forze di trazione.
Quali sono i vantaggi dell'applicazione di catene su edifici?
La ristilatura dei giunti è una tecnica di consolidamento strutturale che mira a ripristinare e/o migliorare le prestazioni meccaniche della muratura. Come per lo scuci cuci, si agisce sulla tessitura muraria, ma in questo caso si procede rimuovendo solo la malta vecchia o danneggiata tra gli elementi murari (mattoni o pietre), sostituendola con una malta di migliore qualità, spesso fibrorinforzata.
Un’altra variante è la ristilatura armata, che consiste nell'inserimento di barre di acciaio all'interno dei giunti della muratura, al fine di migliorare ulteriormente le caratteristiche meccaniche. Questa tecnica viene utilizzata soprattutto in edifici storici o monumentali, dove è importante preservare l'integrità delle strutture originali. Anche qui lo scopo è ripristinare la continuità strutturale della muratura.
Quali sono i vantaggi della ristilatura dei giunti?
Quali sono gli svantaggi della ristilatura dei giunti?
In sintesi, la ristilatura dei giunti è una tecnica di consolidamento strutturale che permette di ripristinare le prestazioni meccaniche della muratura originale, migliorando la resistenza e la stabilità dell'edificio. Tuttavia, presenta gli stessi svantaggi della tecnica cuci-scuci, come la lentezza dell'intervento, la necessità di maestranze specializzate e la difficoltà di reperire materiali compatibili.
L'intonaco armato tradizionale, conosciuto anche come betoncino armato, è una tecnica di consolidamento e rinforzo di edifici esistenti, che negli anni è stata frequentemente utilizzata anche per strutture in muratura.
Consiste nel placcaggio della muratura con rete elettrosaldata posta in opera su entrambe le facce del paramento, collegata con connessioni trasversali e l'applicazione a spessore del calcestruzzo sulle superfici.
Questo intervento mira a rendere monolitica la risposta della singola parete e a migliorare le proprietà meccaniche in termini di rigidezza e resistenza.
Per eseguire l'intonaco armato tradizionale, si realizzano due lastre di calcestruzzo armate con reti metalliche elettrosaldate su entrambe le facce della muratura. Le reti vengono adeguatamente ancorate al paramento murario e poi viene applicato il calcestruzzo.
Quali sono i vantaggi dell'intonaco armato tradizionale?
Quali sono gli svantaggi dell'intonaco armato tradizionale?
L’alternativa all'intonaco armato tradizionale è l'intonaco armato CRM (Composite Reinforced Mortar). Una tecnica che utilizza materiali innovativi come FRP (Fiber Reinforced Polymer) per gli elementi di armatura. Questa tecnica, rispetto a quella tradizionale, offre notevoli vantaggi.
Il ripristino del calcestruzzo è un intervento di recupero e consolidamento delle strutture in calcestruzzo armato che hanno subito danni o degrado nel tempo per cause chimiche (es. carbonatazione), fisiche (es. gelo-disgelo) o per altri fattori. L'obiettivo è ripristinare le prestazioni meccaniche e l'integrità strutturale del calcestruzzo armato, migliorando la durabilità e la sicurezza dell'edificio.
Per eseguire il ripristino del calcestruzzo armato, dopo aver definito le cause che hanno portato al degrado, si seguono diverse fasi, tra cui la rimozione del calcestruzzo danneggiato, la pulizia e il trattamento delle armature esposte, e l'applicazione di malte di ripristino specifiche per il tipo di intervento.
Queste malte sono a base cementizia e vengono applicate manualmente o a spruzzo, a seconda delle esigenze del progetto. E' importante che siano marcate CE in conformità alle norme UNI EN di riferimento per l'uso specifico.
Quali sono i vantaggi del ripristino del calcestruzzo?
Quali sono gli svantaggi del ripristino del calcestruzzo?
In sintesi, il ripristino del calcestruzzo è un intervento per il recupero e il consolidamento delle strutture in calcestruzzo danneggiate o degradate. Tuttavia, richiede competenze specifiche, materiali adeguati e un'attenta pianificazione per garantire risultati efficaci e duraturi.
Le malte da impiegarsi per interventi di ripristino del c.a. sono a prestazione garantita, da miscelare con acqua, hanno come legante inorganico il cemento e possono essere additivate con polimeri e/o fibre sintetiche per migliorarne la lavorabilità, le prestazioni e per variare i tempi di presa e indurimento. Possono essere a consistenza tixotropica o colabile in funzione dell'applicazione prevista.
L'iniezione di miscele leganti è un intervento di consolidamento strutturale che mira a migliorare le caratteristiche meccaniche delle murature da consolidare, colmando i vuoti e conferendo maggiore compattezza alla muratura.
Per eseguire l'iniezione di miscele leganti, è necessario seguire una procedura che comprende diverse fasi:Quali sono i vantaggi dell'iniezione di miscele leganti?
Quali sono gli svantaggi dell'iniezione di miscele leganti?
In conclusione, l'iniezione di miscele leganti è una tecnica di consolidamento strutturale murature che, se eseguita correttamente, può migliorare notevolmente la qualità della muratura. Tuttavia, è importante valutare attentamente la scelta della miscela legante e la progettazione dell'intervento per garantire la compatibilità con la struttura originaria e ottenere i risultati desiderati.
I diatoni artificiali sono elementi strutturali di forma cilindrica realizzati in calcestruzzo armato o acciaio che vengono inseriti all'interno di fori praticati nello spessore della muratura con l'obiettivo di migliorarne le caratteristiche meccaniche e il comportamento strutturale.
I diatoni artificiali sono di varie tipologie e possono essere realizzati in differenti maniere. Di seguito si riporta una realizzazione tipo:
Quali sono i vantaggi dei diatoni artificiali?
In sintesi, i diatoni artificiali sono una valida tecnica di consolidamento murario che richiede però una attenta valutazione progettuale caso per caso.
In questa prima parte del nostro contributo sull’evoluzione delle tecniche di consolidamento e rinforzo strutturale, abbiamo visto le tecniche tradizionali. Tuttavia, le sfide attuali richiedono soluzioni più innovative. Per proseguire nell’approfondimento delle tecniche innovative, continua la lettura sulla seconda parte dell'articolo: tecniche di rinforzo e consolidamento strutturale innovative.