Rinforzi strutturali FRCM, CRM e FRC: differenze e migliori produttori
Rinforzi strutturali FRCM, CRM e FRC: cosa sono, differenze, campi di applicazione, vantaggi e principali produttori di sistemi certificati per murature e strutture in calcestruzzo armato.
Negli interventi di consolidamento e miglioramento sismico degli edifici esistenti vengono utilizzate sempre più frequentemente tecnologie basate su materiali fibrorinforzati.
Tra le sigle che incontriamo più spesso troviamo FRCM, CRM e FRC. Sebbene possano sembrare sistemi simili, si tratta in realtà di tecnologie differenti per composizione, spessore, comportamento strutturale e modalità di posa.
In maniera molto semplificata:
- FRCM: rete o tessuto strutturale annegato in una matrice inorganica, generalmente applicata in basso spessore;
- CRM: intonaco armato realizzato con rete preformata in materiale composito, malta strutturale e connessioni;
- FRC: calcestruzzo o malta strutturale contenente fibre corte disperse direttamente nella matrice.
Cosa sono i rinforzi FRCM?
FRCM significa Fiber Reinforced Cementitious Matrix, cioè composito fibrorinforzato a matrice inorganica.
Il sistema è costituito essenzialmente dall'accoppiamento tra:
- una rete o tessuto di rinforzo ad elevate prestazioni;
- una matrice inorganica, generalmente a base cementizia o di calce;
- eventuali sistemi di connessione e ancoraggio.
Le fibre possono essere, a seconda del sistema, in carbonio, vetro, basalto, PBO, acciaio ad alta resistenza, aramide o combinazioni di materiali differenti.
La caratteristica principale dei sistemi FRCM è la possibilità di ottenere un rinforzo strutturale con spessori relativamente contenuti.
Rispetto ai tradizionali sistemi FRP, nei quali le fibre vengono applicate utilizzando generalmente resine polimeriche, negli FRCM viene impiegata una matrice minerale.
Questo rende il sistema particolarmente interessante negli interventi sulle murature esistenti e sugli edifici storici, soprattutto quando si utilizzano matrici compatibili con il supporto originario.
Dove si usano gli FRCM?
I sistemi FRCM possono essere utilizzati, in funzione dello specifico prodotto e della relativa qualificazione, per numerosi interventi.
Tra le applicazioni più comuni troviamo: rinforzo di pareti in muratura; incremento della resistenza a taglio dei maschi murari; rinforzo di archi e volte; rinforzo di pilastri e travi; confinamento di elementi strutturali; rinforzo di strutture in calcestruzzo armato; realizzazione di fasce di piano; collegamento e rinforzo di cantonali e presidi antiribaltamento delle tamponature.
Qual è lo spessore di un FRCM?
Uno dei vantaggi principali degli FRCM è il basso spessore.
Lo spessore effettivo dipende naturalmente dal sistema scelto, dalla matrice, dal numero di strati e dalle prescrizioni progettuali, ma generalmente è molto inferiore rispetto a quello necessario per realizzare un tradizionale intonaco armato.
Questa caratteristica rende gli FRCM particolarmente utili quando occorre aumentare le prestazioni strutturali limitando l'incremento delle dimensioni delle pareti o degli elementi rinforzati.
Cosa sono i rinforzi CRM?
CRM significa Composite Reinforced Mortar.
Il sistema CRM può essere considerato l'evoluzione del tradizionale intonaco armato.
Al posto della classica rete elettrosaldata in acciaio viene utilizzata una rete preformata in materiale composito fibrorinforzato, normalmente abbinata a:
- malta strutturale;
- rete in composito;
- connettori;
- angolari e altri elementi complementari previsti dal sistema.
Le reti possono essere realizzate, ad esempio, in fibra di vetro resistente agli alcali o con altre fibre previste dallo specifico sistema.
CRM e intonaco armato
Il CRM realizza sostanzialmente un intonaco strutturale armato applicato sulla muratura.
La rete viene inserita all'interno dello strato di malta e collegata alla muratura attraverso specifici connettori.
Rispetto al tradizionale intonaco armato con rete metallica, una rete in materiale composito presenta alcuni vantaggi interessanti, tra cui l'assenza dei tradizionali fenomeni di corrosione dell'acciaio e una maggiore leggerezza degli elementi di rinforzo.
È però fondamentale realizzare correttamente le connessioni alla muratura, perché il comportamento del sistema non dipende soltanto dalla rete e dalla malta, ma dall'interazione dell'intero pacchetto con la parete esistente.
Dove si usa il CRM?
Il CRM è particolarmente indicato per il rinforzo diffuso delle murature.
Può essere utilizzato, ad esempio, per murature in pietra, in laterizio o miste. Ma anche in pareti particolarmente irregolari, edifici nei quali occorre migliorare globalmente il comportamento dei pannelli murari e interventi di miglioramento o adeguamento sismico.
Essendo applicato con spessori generalmente superiori a quelli di un sistema FRCM, il CRM consente anche di regolarizzare murature caratterizzate da superfici molto irregolari.
FRCM o CRM: quale scegliere?
La scelta tra FRCM e CRM dipende soprattutto dalla tipologia di muratura, dal tipo di intervento e dalle prestazioni richieste dal progetto strutturale.
| Caratteristica | FRCM | CRM |
|---|---|---|
| Tipologia | Composito in basso spessore | Intonaco armato con rete composita |
| Spessore | Generalmente ridotto | Generalmente maggiore |
| Rinforzo | Rete o tessuto ad alte prestazioni | Rete preformata in composito |
| Matrice | Malta inorganica | Malta strutturale |
| Connessioni | Secondo sistema e progetto | Generalmente fondamentali |
| Murature irregolari | Da valutare | Particolarmente adatto |
| Basso spessore | Ottimo | Meno favorevole |
Non è quindi corretto sostenere che uno dei due sistemi sia sempre migliore.
Un FRCM può risultare ideale quando occorre ottenere un rinforzo efficace con uno spessore molto contenuto, mentre un CRM può essere particolarmente indicato quando è necessario realizzare un intervento diffuso su una muratura irregolare.
Cosa significa FRC?
FRC significa Fiber Reinforced Concrete, cioè calcestruzzo fibrorinforzato.
In questo caso non abbiamo una rete inserita nella malta, come accade nei sistemi FRCM o CRM.
Le fibre sono disperse direttamente all'interno della matrice cementizia.
Le fibre possono essere realizzate con differenti materiali, tra cui: acciaio, materiali polimerici, vetro, carbonio e altri materiali idonei all'impiego previsto.
Una delle caratteristiche più importanti dell'FRC è la capacità delle fibre di contribuire al comportamento del materiale dopo la fessurazione, fornendo una resistenza residua a trazione e aumentando la tenacità del materiale.
A cosa serve l'FRC nei rinforzi strutturali?
Nel consolidamento degli edifici esistenti si utilizzano anche malte e microcalcestruzzi fibrorinforzati ad elevate prestazioni.
Possono essere utilizzati, in funzione del prodotto e del progetto, per realizzazione di cappe collaboranti sui solai, rinforzo di travi, rinforzo di pilastri, incamiciatura di elementi strutturali, rinforzo di nodi e ripristino e incremento della capacità resistente di strutture esistenti.
Esistono inoltre materiali fibrorinforzati ad altissime prestazioni, spesso identificati con sigle come HPFRC o HPFRCC, utilizzati per realizzare rinforzi sottili ma con prestazioni meccaniche molto elevate.
Differenza tra FRCM, CRM e FRC
| Sistema | Tipo di rinforzo | Matrice | Impiego tipico |
|---|---|---|---|
| FRCM | Rete o tessuto continuo | Inorganica | Muratura e c.a., basso spessore |
| CRM | Rete preformata | Malta strutturale | Intonaco armato su muratura |
| FRC | Fibre corte disperse | Calcestruzzo o malta | Cappe, incamiciature e rinforzi massivi |
Migliori produttori di FRCM, CRM e FRC
Il mercato italiano offre numerosi sistemi di rinforzo strutturale di elevato livello.
Più che parlare di una marca migliore in assoluto, consiglio di scegliere produttori che dispongano di sistemi completi e qualificati, documentazione tecnica chiara, assistenza alla progettazione e una gamma coerente di reti, matrici e connessioni.
Tra i produttori più interessanti e diffusi nel settore del consolidamento strutturale troviamo:
Mapei
Mapei dispone di una gamma molto ampia di tecnologie per il rinforzo strutturale.
Oltre ai tradizionali sistemi FRP, propone sistemi FRCM e CRM per murature e calcestruzzo armato e soluzioni fibrorinforzate ad elevate prestazioni.
Per i CRM vengono utilizzate reti in fibra di vetro abbinate a malte strutturali e specifici connettori, mentre per applicazioni ad elevate prestazioni sono disponibili anche microcalcestruzzi fibrorinforzati.
Uno dei principali vantaggi di Mapei è la disponibilità di una gamma molto estesa, che permette di affrontare con lo stesso produttore ripristino del supporto, rinforzo strutturale e finitura.
Kerakoll
Kerakoll è particolarmente conosciuta nel consolidamento delle murature attraverso i sistemi della gamma GeoSteel.
Tra le soluzioni disponibili troviamo sistemi a matrice inorganica realizzati con geomalte strutturali e reti in fibra di basalto, acciaio inox o altre fibre strutturali.
La gamma è particolarmente interessante per interventi su murature storiche e tradizionali, anche grazie alla disponibilità di matrici a base di calce idraulica naturale.
Tra i prodotti più conosciuti rientrano le reti GeoSteel Grid abbinate alle geomalte strutturali della linea GeoCalce.
RureGold
RureGold è uno dei marchi maggiormente specializzati nei sistemi compositi per il rinforzo strutturale.
La gamma comprende sistemi FRCM, CRM, FRP e FRC per muratura e calcestruzzo armato.
È particolarmente nota per i sistemi FRCM con reti in PBO e carbonio, ma propone anche sistemi CRM con reti in fibra di vetro e basalto e soluzioni in microcalcestruzzo fibrorinforzato.
Un aspetto interessante per il progettista è la disponibilità di software specifici per il dimensionamento di interventi FRCM, CRM e FRC.
Quale sistema scegliere per una muratura in pietra?
Nelle murature in pietra irregolari il CRM può rappresentare una soluzione particolarmente interessante grazie allo spessore della malta e alla possibilità di realizzare un rinforzo diffuso della parete.
In edifici storici o quando occorre limitare maggiormente lo spessore dell'intervento, può invece essere conveniente valutare un FRCM con matrice compatibile a base di calce.
La scelta deve comunque derivare dalle caratteristiche meccaniche della muratura, dalla tessitura, dalla qualità delle connessioni trasversali e dagli obiettivi dell'intervento strutturale.
Quale sistema scegliere per il cemento armato?
Per strutture in calcestruzzo armato possono essere impiegati sia sistemi FRCM sia materiali fibrorinforzati ad elevate prestazioni.
Un FRCM può essere utilizzato, ad esempio, per interventi localizzati di rinforzo su travi o pilastri.
Materiali FRC o HPFRC possono invece risultare particolarmente interessanti per incamiciature, rinforzi di nodi e realizzazione di cappe strutturali.
La scelta deve essere effettuata sulla base del meccanismo resistente che si vuole migliorare e delle verifiche previste dal progetto strutturale.
Normativa FRCM, CRM e FRC
Questi sistemi sono veri e propri materiali e sistemi per uso strutturale e devono quindi essere progettati, qualificati, accettati e messi in opera secondo la normativa applicabile.
Per gli FRCM il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici ha pubblicato specifiche Linee Guida per l'identificazione, la qualificazione e il controllo di accettazione dei compositi fibrorinforzati a matrice inorganica.
Per la progettazione degli interventi FRCM costituisce inoltre un importante riferimento il documento CNR-DT 215.
Per i sistemi CRM esistono specifiche Linee Guida per i sistemi a rete preformata in materiali compositi fibrorinforzati utilizzati con la tecnica dell'intonaco armato.
Anche per i calcestruzzi fibrorinforzati FRC sono disponibili specifiche Linee Guida del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici relative alla qualificazione e alla progettazione, messa in opera, controllo e collaudo.
Spero che l'articolo ti sia stato utile. A presto, Vincenzo.
