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tecnologie: applicazione
L’omogenea distribuzione delle fibre nel calcestruzzo, durante la miscelazione, è un presupposto indispensabile (non sempre facilmente conseguibile) per un effettivo miglioramento del calcestruzzo. In caso contrario oltre ad un costo sprecato, possono verificarsi pericolose concentrazioni di fibre e scadimenti prestazionali della struttura.
La corretta distribuzione nelle fibre nella matrice cementizia è ottenuta grazie ad una particolare e specifica attenzione posta nella fase di progettazione e realizzazione delle fibre, oltre che un corretto dosaggio ed una accurata miscelazione delle stesse nel calcestruzzo.
Indice degli argomenti:
Le fibre, al pari di un qualunque altro additivo per calcestruzzo, vanno ad alterare quella che è la composizione della miscela di base del calcestruzzo prodotto, per migliorarne le prestazioni in riferimento a determinati parametri; i parametri in gioco dipendono da un delicato equilibrio di interrelazioni chimico-fisiche tra i vari elementi del composto risultante. Nel caso specifico delle fibre, la quantità ottimale è un equilibrio tra l'esigenza di avere un'ottima distribuzione tridimensionale dei filamenti all'interno del volume del manufatto e quella di non andare a danneggiare la prestazione complessiva che il manufatto deve garantire (sia essa una prestazione di tipo strutturale, funzionale o anche estetico).
Dosaggi elevati, infatti, portano ovviamente ad una fitta presenza di fibre nel composto. Ma allo stesso tempo, troppe fibre potrebbero causare un serio indebolimento della struttura, dovuto a fenomeni di “impaccamento” (o “appallottola mento”) delle fibre, addensamenti localizzati che nei casi più gravi interrompono localmente la continuità strutturale del calcestruzzo. Senza contare la difficoltà di utilizzo e lavorazione di un calcestruzzo contenente fibre in quantità eccessivamente elevate (scadimento delle qualità reologiche del composto).
Il dosaggio consigliato, espresso in peso, è indicato dal produttore della fibra. In certi casi, inoltre, la fibra è venduta in sacchetti degradabili in ambiente alcalino, i quali si dissolvono nel calcestruzzo liberando le fibre in fase di miscelazione del calcestruzzo. In questo modo si ottengono tre grandi benefici:
La miscelazione ha lo scopo principale di garantire una omogenea distribuzione delle fibre nella matrice cementizia, oltre al loro omogeneo orientamento in tutte le direzione dello spazio tridimensionale (a vantaggio della qualità isotropica del calcestruzzo nel suo complesso).
Una buona miscelazione serve anche ad evitare la formazione di ammassi o matasse di fibre, le quali, come già detto a proposito dei dosaggi troppo elevati, andrebbero a danneggiare la struttura finale. Inoltre, essa ha lo scopo di scongiurare il rischio di "segregazione" delle fibre, cioè il loro addensamento in una zona delimitata dell'intero volume del manufatto: è questo il caso delle fibre in acciaio che, se non correttamente miscelate, potrebbero sedimentare sul fondo a causa del loro elevato peso specifico (in confronto a quello del calcestruzzo).
Alcuni modelli di fibre per calcestruzzo, tra cui molti di quelle proposte nella sezione prodotti di questo sito, adottano particolari accorgimenti per garantire una miscelazione estremamente efficace: è infatti interessante osservare che all'interno di un volume fluido in mescolamento, "oggetti" più grandi percorrono distanze maggiori ed in minor tempo. Da questa intuizione, alcuni produttori di fibre (tra cui Brugg Contec) hanno sviluppato il concetto di rilascio multi-stadio: si tratta di una miscelazione controllata a due stadi di rilascio. Le fibre sono raccolte in fasci, i quali per un breve lasso di tempo durante la miscelazione rimangono intatti. Dissolti i sacchetti, si sparpagliano questi macro-raggruppamenti di fibre, che vanno ad occupare il volume del calcestruzzo meglio e più velocemente; a questo punto, ogni fascio rilascia le singole fibre che si sparpagliano localmente. Questo garantisce un'eccellente distribuzione delle fibre nella matrice cementizia (un esempio in tal senso sono le fibre cosiddette "fibrillate" oppure le innovative macrofibre Concrix). 
Un altro fattore di rischio, oltre a dosaggi eccessivi o elevati pesi specifici, è la forma della singola fibra. In alcuni casi, infatti, per migliorare l'aderenza della fibra, si eseguono delle sagome irregolari, talvolta spigolose, dotate di ancoraggi. Queste sagome aumentano di molto il rischio che le fibre in miscelazione possano agganciarsi tra loro, creando pericolosi addensamenti. Senza contare il fatto che esse possono essere evitate grazie ad accorgimenti alternativi che migliorino in altro modo la resistenza allo sfilamento (è questo il caso di una rugosità superficiale appositamente studiata).
In linea teorica, per ottenere la miglior miscelazione possibile delle fibre, esse dovrebbero essere aggiunte durante la fase di introduzione degli aggregati, quindi prima ancora di aggiungere il legante e l'acqua al composto. Nella pratica, però, non sempre si ha la possibilità di eseguire una premiscelazione di fibre e aggregati.
La corretta distribuzione nelle fibre nella matrice cementizia è ottenuta grazie ad una particolare e specifica attenzione posta nella fase di progettazione e realizzazione delle fibre, oltre che un corretto dosaggio ed una accurata miscelazione delle stesse nel calcestruzzo.
Indice degli argomenti:
Dosaggio |
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Dosaggi elevati, infatti, portano ovviamente ad una fitta presenza di fibre nel composto. Ma allo stesso tempo, troppe fibre potrebbero causare un serio indebolimento della struttura, dovuto a fenomeni di “impaccamento” (o “appallottola mento”) delle fibre, addensamenti localizzati che nei casi più gravi interrompono localmente la continuità strutturale del calcestruzzo. Senza contare la difficoltà di utilizzo e lavorazione di un calcestruzzo contenente fibre in quantità eccessivamente elevate (scadimento delle qualità reologiche del composto).
Il dosaggio consigliato, espresso in peso, è indicato dal produttore della fibra. In certi casi, inoltre, la fibra è venduta in sacchetti degradabili in ambiente alcalino, i quali si dissolvono nel calcestruzzo liberando le fibre in fase di miscelazione del calcestruzzo. In questo modo si ottengono tre grandi benefici:
 non si creano rifiuti durante la fase di aggiunta delle fibre alla pasta cementizia |
| facilità di manipolazione delle fibre |
| facilità di dosaggio |
Miscelazione |
Una buona miscelazione serve anche ad evitare la formazione di ammassi o matasse di fibre, le quali, come già detto a proposito dei dosaggi troppo elevati, andrebbero a danneggiare la struttura finale. Inoltre, essa ha lo scopo di scongiurare il rischio di "segregazione" delle fibre, cioè il loro addensamento in una zona delimitata dell'intero volume del manufatto: è questo il caso delle fibre in acciaio che, se non correttamente miscelate, potrebbero sedimentare sul fondo a causa del loro elevato peso specifico (in confronto a quello del calcestruzzo).
Alcuni modelli di fibre per calcestruzzo, tra cui molti di quelle proposte nella sezione prodotti di questo sito, adottano particolari accorgimenti per garantire una miscelazione estremamente efficace: è infatti interessante osservare che all'interno di un volume fluido in mescolamento, "oggetti" più grandi percorrono distanze maggiori ed in minor tempo. Da questa intuizione, alcuni produttori di fibre (tra cui Brugg Contec) hanno sviluppato il concetto di rilascio multi-stadio: si tratta di una miscelazione controllata a due stadi di rilascio. Le fibre sono raccolte in fasci, i quali per un breve lasso di tempo durante la miscelazione rimangono intatti. Dissolti i sacchetti, si sparpagliano questi macro-raggruppamenti di fibre, che vanno ad occupare il volume del calcestruzzo meglio e più velocemente; a questo punto, ogni fascio rilascia le singole fibre che si sparpagliano localmente. Questo garantisce un'eccellente distribuzione delle fibre nella matrice cementizia (un esempio in tal senso sono le fibre cosiddette "fibrillate" oppure le innovative macrofibre Concrix).
Un altro fattore di rischio, oltre a dosaggi eccessivi o elevati pesi specifici, è la forma della singola fibra. In alcuni casi, infatti, per migliorare l'aderenza della fibra, si eseguono delle sagome irregolari, talvolta spigolose, dotate di ancoraggi. Queste sagome aumentano di molto il rischio che le fibre in miscelazione possano agganciarsi tra loro, creando pericolosi addensamenti. Senza contare il fatto che esse possono essere evitate grazie ad accorgimenti alternativi che migliorino in altro modo la resistenza allo sfilamento (è questo il caso di una rugosità superficiale appositamente studiata).
In linea teorica, per ottenere la miglior miscelazione possibile delle fibre, esse dovrebbero essere aggiunte durante la fase di introduzione degli aggregati, quindi prima ancora di aggiungere il legante e l'acqua al composto. Nella pratica, però, non sempre si ha la possibilità di eseguire una premiscelazione di fibre e aggregati.