(Sinistra) Elemento in calcestruzzo deteriorato e pannello prefabbricato TRM; e (a destra) elemento in calcestruzzo rinforzato con pannello TRM. Credito:Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT)
Il Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) ha annunciato lo sviluppo di un efficace metodo di rinforzo strutturale utilizzando una griglia tessile in carbonio non combustibile e malta cementizia, che può raddoppiare le capacità portanti di strutture in calcestruzzo strutturalmente carenti e triplicare la loro durata utile.
Oltre il 90% delle infrastrutture in Corea del Sud, compresi i ponti, gallerie ed edifici residenziali, è stato inizialmente costruito in cemento. Per strutture in calcestruzzo ammalorate o strutturalmente carenti che necessitano di rinforzo strutturale, i fogli in fibra di carbonio vengono generalmente applicati alla superficie della struttura in calcestruzzo utilizzando adesivi organici. Però, gli adesivi organici sono sensibili al fuoco e non possono essere applicati su strutture con superfici bagnate. Questi fogli in fibra di carbonio possono staccarsi e cadere dalla struttura se esposti all'umidità.
Un team di ricerca in KICT guidato dal Dr. Hyeong-Yeol Kim ha sviluppato un efficace, metodo di rinforzo efficiente per strutture in calcestruzzo deteriorato. Il metodo utilizza pannelli sottili prefabbricati di malta tessile rinforzata (TRM) costituiti da una griglia tessile di carbonio e un sottile strato di malta cementizia. Il metodo di rinforzo TRM può essere applicato sotto forma di costruzione gettata in opera. Utilizzando il metodo KICT, I pannelli TRM di 20 mm di spessore sono fissati alla superficie della struttura esistente, e quindi lo spazio tra la struttura esistente e i pannelli viene riempito con boiacca cementizia, che funge da adesivo.
Collaudo di una soletta in calcestruzzo armato con pannello TRM. Credito:Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT)
Sia il tessuto di carbonio che la malta cementizia sono materiali non combustibili che hanno un'elevata resistenza al fuoco, il che significa che possono essere efficacemente utilizzati per rafforzare edifici in calcestruzzo che possono essere esposti a rischi di incendio. Il metodo di costruzione può essere applicato anche su superfici bagnate e condizioni meteorologiche invernali, e i pannelli non cadono, anche in caso di infiltrazioni d'acqua. Inoltre, a differenza dei tondini d'acciaio, il tessuto in carbonio non si corrode, e può quindi essere efficacemente utilizzato per rafforzare le strutture autostradali e i parcheggi dove vengono spesso utilizzati agenti antighiaccio, nonché per rafforzare le strutture in calcestruzzo offshore esposte a un ambiente ricco di cloruri.
Carico applicato contro spostamento verticale. Credito:Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT)
I test condotti in KICT indicano che il carico di rottura delle strutture in calcestruzzo rinforzato con il pannello TRC è aumentato di almeno 1,5 volte rispetto a quello di una struttura non rinforzata. Per di più, la resistenza al cloruro del pannello TRM è stata valutata per valutarne la durata in un ambiente ricco di cloruri. Il test di durata e l'analisi del pannello TRM indicano che la durata del pannello è superiore a 100 anni. Tale incremento è da attribuire alla malta cementizia, sviluppato da KICT, che contiene il 50% di scorie d'altoforno granulate macinate, un sottoprodotto industriale generato nelle ferriere. La malta cementizia, che ha una resistenza al fuoco maggiore rispetto alla malta cementizia convenzionale, è vantaggioso anche perché il suo costo è la metà di quello della malta convenzionale. In termini di efficienza economica, il metodo di nuova concezione può ridurre i costi di costruzione di circa il 40% rispetto ai metodi di fissaggio dei fogli di carbonio esistenti.
Il metodo di rinforzo di nuova concezione utilizza pannelli TRM sottili che sono molto versatili e possono essere utilizzati come facciate di edifici, materiali di riparazione e rinforzo, e in altre applicazioni. Nel futuro, se i pannelli possono essere fabbricati con isolanti termici, si prevede che sostituiranno i materiali isolanti degli edifici che sono suscettibili agli incendi.
Il dottor Kim ha detto, "Per semplificare la produzione e la spedizione, i pannelli TRM sono realizzati in una dimensione relativamente piccola di 1 metro per 2 metri e devono essere collegati in cantiere. È attualmente in fase di sviluppo un metodo per collegare efficacemente i pannelli, e i test sulle prestazioni del metodo saranno condotti entro la fine del 2020."
