{"id":144,"date":"2016-07-26T09:22:29","date_gmt":"2016-07-26T07:22:29","guid":{"rendered":"http:\/\/www.readymesh.it\/?page_id=144"},"modified":"2020-04-03T12:52:09","modified_gmt":"2020-04-03T10:52:09","slug":"finalita","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.readymesh.it\/tecnologia\/finalita\/","title":{"rendered":"Finalit\u00e0"},"content":{"rendered":"<p>[vc_row row_type=&#8221;row_full_center_content&#8221;][vc_column][vc_column_text]La primaria funzione che le fibre hanno avuto sin dalle loro antiche applicazioni, aggiunte all&#8217;impasto del calcestruzzo, \u00e8 quella di <strong>contrastare le tensioni interne<\/strong> che si innescano spontaneamente in un manufatto durante l&#8217;indurimento o maturazione; in questo caso ci si riferisce a fibre ausiliarie (altrimenti dette antifessurative). <strong>L&#8217;azione antifessurativa<\/strong> \u00e8 stata per secoli la principale applicazione delle fibre per calcestruzzo. Da qualche tempo alle <strong>fibre ausiliarie<\/strong> si sono affiancate anche le <strong>fibre strutturali<\/strong>, le quali non intervengono solamente in fase di indurimento dell&#8217;impasto, ma contribuiscono anche quando il calcestruzzo ha raggiunto la piena maturazione, migliorandone le prestazioni. Nei paragrafi successivi, per brevit\u00e0, si far\u00e0 riferimento a quella che \u00e8 stata, per vari motivi (primo fra tutti la cronologia), la prima funzione delle fibre per calcestruzzi, quella antifessurativa, che \u00e8 comune sia alle fibre ausiliarie che a quelle strutturali. Queste ultime, non solo vantano la capacit\u00e0 di prevenire ed arrestare il fenomeno fessurativo, ma possiedono una robustezza tale per cui possono sobbarcarsi anche carichi pi\u00f9 importanti, di natura strutturale.<\/p>\n<p>Per completezza, partiremo dando una definizione all&#8217;ovvio: perch\u00e9 le fessure e le crepe dovrebbero essere dannose o semplicemente indesiderate? Sostanzialmente per sei motivi principali.<\/p>\n<ol>\n<li><strong>Riducono o compromettono la resistenza del manufatto<\/strong><\/li>\n<li><strong>Riducono o compromettono la \u201cdurabilit\u00e0\u201d dell\u2019opera<\/strong><\/li>\n<li><strong>Sono sgradevoli esteticamente<\/strong><\/li>\n<li><strong>Possono essere causa di infiltrazioni d&#8217;acqua<\/strong><\/li>\n<li><strong>Espongono l&#8217;armatura all&#8217;azione di agenti chimici che la possono intaccare<\/strong><\/li>\n<li><strong>Peggiorano la capacit\u00e0 di isolamento termico del manufatto (nel caso di una parete)<\/strong><\/li>\n<\/ol>\n<p>Nei prossimi paragrafi si esploreranno il pi\u00f9 semplicemente possibile, ma nondimeno in modo rigoroso ed esauriente, le ragioni per cui un materiale qualunque ha certe caratteristiche meccaniche e non altre, in special modo relativamente a resistenza e tenacit\u00e0. Si dimostrer\u00e0 infine, nel caso del calcestruzzo, come le fibre vanno ad interagire con la struttura del conglomerato cementizio, rendendola pi\u00f9 tenace e pi\u00f9 resistente alla frattura fragile.[\/vc_column_text][vc_custom_heading text=&#8221;Genesi delle fessure&#8221; font_container=&#8221;tag:h2|font_size:34px|text_align:center|color:%23eb690b|line_height:1.2&#8243; use_theme_fonts=&#8221;yes&#8221;][vc_column_text]Il calcestruzzo tende inevitabilmente a sviluppare degli assestamenti da <strong>ritiro<\/strong> durante la fase fluida\/plastica (durante la quale l&#8217;impasto \u00e8 strutturalmente molto debole). Il ritiro, che in caso di manufatti in calcestruzzo senza vincoli potrebbe anche non essere un fenomeno tanto pericoloso, lo diventa necessariamente in presenza di vincoli o contrasti, cio\u00e8 nella quasi totalit\u00e0 dei casi. Il ritiro in presenza di contrasto infatti induce necessariamente tensioni strutturali autogene, che se non correttamente gestite danno luogo ad effetti indesiderati.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-303\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/contrasti.gif\" alt=\"contrasti\" width=\"737\" height=\"174\" \/>[\/vc_column_text][vc_tta_accordion style=&#8221;flat&#8221; shape=&#8221;square&#8221; color=&#8221;purple&#8221; c_align=&#8221;center&#8221; c_icon=&#8221;triangle&#8221; c_position=&#8221;right&#8221; active_section=&#8221;999&#8243; no_fill=&#8221;true&#8221; collapsible_all=&#8221;true&#8221;][vc_tta_section title=&#8221;Approfondisci&#8221; tab_id=&#8221;genesi-delle-fessure&#8221; el_class=&#8221;AccordionInner&#8221;][vc_column_text css=&#8221;.vc_custom_1473861498143{margin-bottom: 35px !important;}&#8221;]Il ritiro \u00e8 sostanzialmente dovuto a due azioni combinate: il <strong>ritiro autogeno<\/strong> ed il <strong>ritiro da essiccamento<\/strong>, detto anche <strong>ritiro igrometrico<\/strong>. Il primo \u00e8 dovuto alla reazione di idratazione del cemento, la quale \u00e8 una reazione cosiddetta a &#8220;debito di volume&#8221;. Questo significa che, in termini puramente di volume, la somma degli elementi reagenti \u00e8 inferiore alla somma degli elementi risultanti dalla reazione. Il secondo effetto invece \u00e8 dovuto semplicemente all&#8217;evaporazione dell&#8217;acqua di idratazione in eccesso contenuta nel calcestruzzo fresco (cio\u00e8 la differenza tra l\u2019acqua totale inizialmente nell&#8217;impasto e l\u2019acqua chimicamente \u201ccombinata\u201d nella reazione di idratazione). In generale, queste due diverse azioni sono semplicemente dette &#8220;<strong>ritiro plastico<\/strong>&#8220;, in virt\u00f9 del fatto che esse concorrono allo stesso risultato, il quale \u00e8 pi\u00f9 accentuato durante le prime fasi di maturazione del conglomerato, quando esso cio\u00e8 \u00e8 ancora in fase plastica, e decresce via via che la maturazione va a compimento.<\/p>\n<p>Gli effetti del ritiro autogeno sono di molto inferiori a quelli del ritiro igrometrico, quindi \u00e8 possibile approssimare il ritiro plastico complessivo al solo ritiro da essiccamento. Si noti che il fenomeno della fessurazione per cause igrometriche non \u00e8 certo un fatto anomalo o un&#8217;esclusiva dei calcestruzzi.<\/p>\n<p>Il <strong>ritiro plastico igrometrico<\/strong> rappresenta la casistica base per cui le fibre antifessurative vengono usate. Ma le fessure in realt\u00e0 possono avere molte altre cause oltre a quelle auto-indotte dal calcestruzzo stesso durante la maturazione. Tra queste, se ne possono identificare alcune dovute alla geometria del calcestruzzo posato in opera, altre relative ad una incorretta progettazione della struttura, ed altre ancora invece dovute a fattori esterni.<\/p>\n<p>Per quanto concerne le cause progettuali, esse banalmente dipendono dalla non adeguata previsione dei carichi statici e dinamici che il manufatto in calcestruzzo dovr\u00e0 sostenere. Una struttura dimensionata per sostenere determinati carichi e che si trovasse a sostenere carichi maggiori potrebbe dar luogo a cedimenti, o nei casi peggiori a crolli. Questo \u00e8 evidente: una strada dimensionata per sopportare una bicicletta non potr\u00e0 certo resistere al transito di un carro armato! Va aggiunto che nella maggior parte dei casi in cui vi siano vizi progettuali di un certo rilievo, le fessure sono certamente l&#8217;ultimo dei problemi.<\/p>\n<p>Tra le cause dovute alla geometria, le principali sono le variazioni di spessore della sezione e la presenza di spigoli e cunei. La ragione per cui cambi di spessore troppo marcati possono essere causa di fessure e fratture, \u00e8 che nei calcestruzzi a legante idraulico l&#8217;indurimento avviene dall&#8217;esterno all&#8217;interno, quindi nel caso di diverso spessore si avrebbero tensioni di ritiro che, oltre all&#8217;effetto classico di trazione lungo il profilo del manufatto, produrrebbero anche delle tensioni di taglio e di flessione che insistono sulla zona interna ancora in fase plastica. Un&#8217;altra situazione tipica in cui (se non adeguatamente gestita) \u00e8 possibile riscontrare fessurazioni dovute alla geometria del manufatto, sono la presenza di spigoli. Anche in questo caso la presenza di un cuneo indebolisce localmente la struttura e contestualmente accentua lo sforzo che essa deve sostenere, facilitando la formazione di crepe e rotture.<\/p>\n<p>Le cause dovute a fattori esterni sono innumerevoli. Tra le tante possiamo citare a titolo di esempio la non corretta stagionatura del calcestruzzo, la presenza di forti escursioni termiche, la presenza di vibrazioni che si trasmettono attraverso il manufatto, la presenza di eccessivi assestamenti, ecc.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][\/vc_tta_accordion][\/vc_column][\/vc_row][vc_row row_type=&#8221;row_full_center_content&#8221; bg_image=&#8221;156&#8243; bg_position=&#8221;center top&#8221; row_parallax=&#8221;false&#8221; padding_top=&#8221;160&#8243; padding_bottom=&#8221;160&#8243;][vc_column][\/vc_column][\/vc_row][vc_row row_type=&#8221;row_full_center_content&#8221;][vc_column][vc_custom_heading text=&#8221;Dinamica fessurativa&#8221; font_container=&#8221;tag:h2|font_size:34px|text_align:center|color:%23eb690b|line_height:1.2&#8243; use_theme_fonts=&#8221;yes&#8221;][vc_column_text]Cosa d\u00e0 alle fibre questa <strong>caratteristica antifessurativa<\/strong> e perch\u00e9 mai dovrebbero aiutare il calcestruzzo a sopportare le tensioni da ritiro? Per rispondere a questa domanda, dobbiamo capire cos&#8217;\u00e8 una fessura e che conseguenze comporta all&#8217;interno di un manufatto di calcestruzzo (come del resto in qualunque altro materiale).[\/vc_column_text][vc_tta_accordion style=&#8221;flat&#8221; shape=&#8221;square&#8221; color=&#8221;purple&#8221; gap=&#8221;10&#8243; c_align=&#8221;center&#8221; c_icon=&#8221;triangle&#8221; c_position=&#8221;right&#8221; active_section=&#8221;999&#8243; no_fill=&#8221;true&#8221; collapsible_all=&#8221;true&#8221;][vc_tta_section title=&#8221;Concentrazione degli sforzi&#8221; tab_id=&#8221;concentrazione-degli-sforzi&#8221; el_class=&#8221;AccordionInner&#8221;][vc_column_text css=&#8221;.vc_custom_1472220910038{margin-bottom: 35px !important;}&#8221;]<img decoding=\"async\" class=\"immagineFloatSxMobile alignnone wp-image-305 size-full\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/concentrazione-sforzi.gif\" alt=\"concentrazione-sforzi\" width=\"266\" height=\"163\" \/>Il primo ed importante concetto \u00e8 quello della concentrazione di sforzo all&#8217;apice di una fessura, teorizzato nel 1913 dal professor C. E. Inglis. Prendiamo dunque il caso di un provino di calcestruzzo (il concetto ovviamente \u00e8 estendibile a qualunque materiale) e sottoponiamolo a sforzi di trazione, come quelli generati dalle tensioni di ritiro. Il materiale sar\u00e0 percorso da queste tensioni lungo tutta la lunghezza, trasferendosi tra le due estremit\u00e0 del provino. Possiamo schematizzare il fenomeno come se il corpo fosse attraversato da linee di flusso. In questo stato, se al provino \u00e8 applicata una frattura, si tenderebbe a pensare che, in corrispondenza del difetto, la restante sezione non fessurata del materiale semplicemente si fa carico di sostenere le tensioni che lo attraversano, in maniera uniforme. Questo \u00e8 del tutto inesatto: Inglis teorizz\u00f2 che esattamente in corrispondenza dell&#8217;apice della fessura (si parla addirittura di distanze molecolari) il materiale \u00e8 sottoposto a sforzi che sono moltiplicati di varie volte rispetto alle tensioni medie applicate al provino.<\/p>\n<div style=\"clear: both;\"><\/div>\n<p>Il fattore di moltiplicazione (K) teorizzato da Inglis \u00e8 circa pari a:<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-158\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/formula1.png\" alt=\"formula1\" width=\"121\" height=\"76\" \/><\/p>\n<p>dove <em>l<\/em> \u00e8 la lunghezza della fessura (o se vogliamo la sua profondit\u00e0) e <em>R<\/em> \u00e8 il raggio dell&#8217;apice.<\/p>\n<p>La formula precisa \u00e8 leggermente diversa da questa ed \u00e8 stata teorizzata per una fessura con apice di forma sferica o ellittica, cosa non del tutto realistica, anche se si \u00e8 verificato sperimentalmente che in realt\u00e0 questa formula \u00e8 un&#8217;ottima approssimazione per qualunque altra forma.<\/p>\n<p>Considerando un provino di vetro il quale presenta una micro-fessura superficiale di 2 millesimi di millimetro di profondit\u00e0 e il cui raggio all&#8217;apice sia di 0,1 milionesimo di millimetro (queste micro-fessure superficiali non sono affatto rare, al contrario esse sono tipiche nel vetro), avremo che per qualunque carico di trazione applicato al provino, il materiale in un determinato punto si trover\u00e0 a sopportare sforzi localizzati addirittura 200 volte maggiori!![\/vc_column_text][\/vc_tta_section][vc_tta_section title=&#8221;Duttilit\u00e0 e fragilit\u00e0&#8221; tab_id=&#8221;duttilita-e-fragilita&#8221;][vc_column_text css=&#8221;.vc_custom_1473861551669{margin-bottom: 35px !important;}&#8221;]Una distinzione doverosa a questo punto \u00e8 anche tra materiali duttili (tipicamente i metalli) e materiali fragili (vetro, ceramica, calcestruzzo, ecc.). La duttilit\u00e0 \u00e8 la capacit\u00e0 di deformarsi sotto sforzo, prima di giungere a rottura. Questa caratteristica \u00e8 anche strettamente legata al concetto di tenacit\u00e0, ovvero la capacit\u00e0 di un materiale di dissipare energia durante la deformazione plastica. Uno dei motivi principali per cui il vetro si rompe come sappiamo \u00e8 che essendo un materiale fragile, al pari del calcestruzzo, nel quale non si hanno deformazioni plastiche, una fessura ha sempre un raggio all&#8217;apice estremamente piccolo, qualunque sia la sua profondit\u00e0.<img decoding=\"async\" class=\"immagineFloatRxMobile alignnone wp-image-309 size-full\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/duttilita-fragilita.gif\" alt=\"duttilita-fragilita\" width=\"236\" height=\"146\" \/> Il fattore di moltiplicazione diventa quindi elevato gi\u00e0 a partire da fessure microscopiche. Un diamante, per quanto possa essere il materiale pi\u00f9 duro e resistente alle scalfitture conosciuto in natura, andr\u00e0 in frantumi con una martellata ben assestata, dato che \u00e8 comunque un materiale fragile.<\/p>\n<p>I materiali duttili invece, se sottoposti a sforzi che possano mettere in crisi i legami che tengono insieme la materia stessa, reagiscono deformandosi plasticamente, dissipando quindi energia. Questa loro propriet\u00e0, fa s\u00ec che in presenza di una cricca, l&#8217;apice di questa verr\u00e0 deformato dall&#8217;intensificazione degli sforzi, aumentandone il raggio e alleviando la concentrazione stessa delle tensioni.<\/p>\n<p>Vi starete chiedendo: &#8220;ma allora, se \u00e8 vero che il calcestruzzo \u00e8 fragile, perch\u00e9 \u00e8 da &#8216;sempre&#8217; il materiale da costruzione per eccellenza&#8221;? Acuta osservazione. Molto semplicemente: facendolo lavorare in compressione e non in trazione! Oppure posandolo in combinazione con armature d&#8217;acciaio, tenaci e resistenti alle trazioni. Oppure ancora, nei casi in cui proprio non si possa fare a meno di avere sollecitazioni in trazione, seppur lievi rispetto agli sforzi in gioco, utilizzando accorgimenti per combattere le fessurazioni, in primo luogo additivando il calcestruzzo con fibre.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][vc_tta_section title=&#8221;Lunghezza critica di Griffith&#8221; tab_id=&#8221;lunghezza-critica-di-griffith&#8221;][vc_column_text css=&#8221;.vc_custom_1473861621402{margin-bottom: 35px !important;}&#8221;]Uno dei pionieri della meccanica della frattura \u00e8 stato sicuramente l&#8217;ingegnere A. A. Griffith, il quale nel 1920 formul\u00f2 uno dei modelli fondamentali di questa disciplina. Il colpo di genio di Griffith fu quello di affrontare la dinamica fessurativa nei materiali con un approccio energetico anzich\u00e9 basato su forze e tensioni.<\/p>\n<p>Egli intu\u00ec che nella fase di propagazione di una fessura si compie un lavoro (detto appunto lavoro di frattura) per generare nuove superfici e rompere i legami molecolari e atomici del materiale. Nell&#8217;ipotesi di un corpo che si sta deformando elasticamente e nell&#8217;ipotesi che gli effetti dell&#8217;energia cinetica delle parti fratturate siano trascurabili, questo lavoro di frattura (che assorbe energia) viene alimentato a spese dell&#8217;energia elastica immagazzinata nel materiale sottoposto a sforzo di trazione.<\/p>\n<p>Da questo punto di vista, quindi, la concentrazione degli sforzi di Inglis non \u00e8 che un meccanismo per trasformare l&#8217;energia di deformazione in energia di frattura, e la condizione affinch\u00e9 una cricca si propaghi \u00e8 che l&#8217;energia di deformazione elastica per unit\u00e0 di superficie sia maggiore della energia richiesta per formare nuove superfici.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"size-full wp-image-311 aligncenter\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/lunghezza-critica-griffith.gif\" alt=\"lunghezza-critica-griffith\" width=\"728\" height=\"310\" \/><\/p>\n<p>Tornando ad analizzare il nostro provino di calcestruzzo, notiamo che le zone di esso che\u00a0rilasceranno energia elastica sono quelle indicate in figura: due triangoli all\u2019interno delle\u00a0facce della fessura. Griffith ha notato che l\u2019area complessiva di quei triangoli varia con il\u00a0quadrato della lunghezza della fessura, e quindi anche la quantit\u00e0 di energia di deformazione\u00a0liberata.<br \/>\nD\u2019altro canto, il lavoro di frattura aumenta proporzionalmente alla lunghezza di\u00a0frattura. Tradotto in pratica, questo vuol dire che per fessure piccole, la propagazione della\u00a0fessura \u00e8 un processo energeticamente dispendioso e non avviene spontaneamente. Superata\u00a0una certa lunghezza critica, per\u00f2, la propagazione libera energia che da quel momento\u00a0diventa un processo spontaneo, che si autoalimenta e dunque brutale.<\/p>\n<p>La lunghezza critica \u00e8 definita quantitativamente con questa espressione:\u00a0<img decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-161\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/formula2.png\" alt=\"formula2\" width=\"113\" height=\"71\" \/><\/p>\n<p>dove W \u00e8 il lavoro di frattura, E il modulo elastico di Young e \u201c\u03c3\u201d \u00e8 la\u00a0tensione applicata in trazione.<\/p>\n<p>Il lavoro di frattura ed il modulo elastico sono propriet\u00e0 intrinseche del materiale, mentre\u00a0la tensione \u00e8 ovviamente un fattore esterno.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][\/vc_tta_accordion][\/vc_column][\/vc_row][vc_row row_type=&#8221;row_full_center_content&#8221; bg_position=&#8221;center top&#8221; padding_left=&#8221;0&#8243; padding_right=&#8221;0&#8243;][vc_column css=&#8221;.vc_custom_1473862491774{margin-right: 0px !important;margin-left: 0px !important;border-right-width: 0px !important;border-left-width: 0px !important;padding-right: 0px !important;padding-left: 0px !important;}&#8221;][vc_single_image image=&#8221;419&#8243; img_size=&#8221;full&#8221; alignment=&#8221;center&#8221; css=&#8221;.vc_custom_1473862762052{margin-right: 0px !important;margin-left: 0px !important;border-right-width: 0px !important;border-left-width: 0px !important;padding-right: 0px !important;padding-left: 0px !important;}&#8221;][\/vc_column][\/vc_row][vc_row row_type=&#8221;row_full_center_content&#8221;][vc_column][vc_custom_heading text=&#8221;Arresto delle fessure&#8221; font_container=&#8221;tag:h2|font_size:34px|text_align:center|color:%23eb690b|line_height:1.2&#8243; use_theme_fonts=&#8221;yes&#8221;][vc_column_text]Fino ad ora, abbiamo capito come si genera una fessura, e abbiamo capito anche quali sono le condizioni affinch\u00e9 essa si propaghi nel materiale. Ora vediamo cosa si pu\u00f2 fare per <strong>arrestare una fessura e fare in modo che essa non dia luogo ad una completa rottura del materiale<\/strong>, propagandosi in modo incontrollato.[\/vc_column_text][vc_tta_accordion style=&#8221;flat&#8221; shape=&#8221;square&#8221; color=&#8221;purple&#8221; c_align=&#8221;center&#8221; c_icon=&#8221;triangle&#8221; c_position=&#8221;right&#8221; active_section=&#8221;999&#8243; no_fill=&#8221;true&#8221; collapsible_all=&#8221;true&#8221;][vc_tta_section title=&#8221;Approfondisci&#8221; el_class=&#8221;AccordionInner&#8221; tab_id=&#8221;arresto-delle-fessure&#8221;][vc_column_text css=&#8221;.vc_custom_1473861684716{margin-bottom: 35px !important;}&#8221;]Partiamo col dire che per un materiale tenace come l&#8217;acciaio o i metalli in genere, questo \u00e8 abbastanza semplice in virt\u00f9 di un lavoro di frattura (W) che si aggira grosso modo dai 10.000 ai 1.000.000 J\/m\u00b2.<br \/>\nIn questi casi, dunque, a differenza di un materiale fragile, una cricca dovr\u00e0 essere parecchio lunga (a volte di metri!) per poter dar luogo ad una propagazione spontanea. In un materiale fragile per\u00f2 il lavoro di frattura di per se non \u00e8 molto elevato. Prendiamo il caso del vetro: \u00e8 un materiale che avrebbe una resistenza teorica alla trazione incredibilmente elevata, se non fosse che essendo cos\u00ec drammaticamente fragile, una qualunque fessura infinitesimale (sulla superficie del vetro normalmente ce ne sono a migliaia) fa crollare la sua resistenza. Tramite sofisticati esperimenti di laboratorio, si \u00e8 dimostrato che fibre di vetro estremamente sottili (dell&#8217;ordine di pochi millesimi di millimetro) e quasi totalmente prive di fessure hanno resistenze di oltre 60.000 Kg\/cm\u00b2!!<br \/>\nPer fare un paragone, gli acciai ad alta resistenza superano di poco i 20.000 kg\/cm\u00b2.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"immagineFloatRxMobile alignnone wp-image-313 size-full\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/arresto-fessure.gif\" alt=\"arresto-fessure\" width=\"170\" height=\"207\" \/>Come \u00e8 possibile migliorare sensibilmente la tenacit\u00e0 di un materiale che normalmente \u00e8 molto fragile? La risposta \u00e8 suggerita dalla vetroresina\u00a0che\u00a0\u00e8 un materiale composito, formato da piccole fibre di vetro (catastroficamente fragile) immerse in una matrice di resina indurita (leggermente meno fragile del vetro, non di molto). Come \u00e8 possibile dunque ottenere un composto cos\u00ec tenace, da poterci costruire addirittura gli scafi delle barche, semplicemente unendo vetro e resina? Ebbene, la risposta \u00e8 racchiusa in ci\u00f2 che viene definito &#8220;trappola di Cook-Gordon&#8221;.<\/p>\n<p>J. Cook e J. E. Gordon studiarono negli anni &#8217;60 cosa accadeva alle fessure in un solido in materiale composito. La loro attenzione si rivolse in particolare alla fessura in propagazione quando sta per raggiungere la zona di separazione tra i due componenti del materiale.\u00a0Trovarono che, per un complicato equilibrio di forze in gioco, in corrispondenza dell&#8217;apice di una fessura, non solo si hanno forze di trazione in direzione perpendicolare alla fessura (quindi nella direzione dello sforzo applicato all&#8217;intero corpo) che tendono ad allargare ulteriormente la fessura, ma sono presenti anche tensioni in direzione parallela alla fessura. Queste ultime sono pi\u00f9 acute non in corrispondenza dell&#8217;apice ma bens\u00ec poco sotto (si veda la figura), ed inoltre sono sempre circa un quinto di quelle perpendicolari, in termini di intensit\u00e0.<\/p>\n<p>Cook e Gordon si resero conto che in un materiale composito, quando la fessura in propagazione sta per raggiungere la zona di separazione tra i due componenti del materiale, le forze parallele alla fessura molto spesso tendono a separare tra loro i due materiali. Questo meccanismo crea una seconda microfessurazione sul cammino della fessura principale; quando questa, nel propagarsi ulteriormente, incontra la nuova micro-fessura indotta (disposta perpendicolarmente alla prima), ne viene intrappolata. Riprendendo la formula di Inglis, \u00e8 come se ora la fessura avesse un raggio molto maggiore, e quindi il fattore di moltiplicazione degli sforzi all&#8217;apice della fessura crolla bruscamente, alleviando le tensioni localmente e arrestandone la propagazione.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"immagineFloatRxMobile alignnone wp-image-315 size-full\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/arresto-fessure-2.gif\" alt=\"arresto-fessure-2\" width=\"356\" height=\"143\" \/>Si potrebbe obiettare che in questo modo si \u00e8 arrestato una prima fessura, creandone una seconda&#8230; Sebbene questo sia vero, \u00e8 anche vero che la tendenza a propagare di una fessura disposta parallelamente alla tensione \u00e8 generalmente nulla. Quindi il sistema si stabilizza e la fessurazione si interrompe.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][\/vc_tta_accordion][\/vc_column][\/vc_row][vc_row row_type=&#8221;row_full_center_content&#8221;][vc_column][vc_custom_heading text=&#8221;Azione delle fibre&#8221; font_container=&#8221;tag:h2|font_size:34px|text_align:center|color:%23eb690b|line_height:1.2&#8243; use_theme_fonts=&#8221;yes&#8221;][vc_column_text]Ora che abbiamo identificato cause, dinamiche e possibili rimedi al problema delle fessurazioni, l&#8217;ultimo passo da compiere \u00e8 illustrare <strong>come le fibre possano contribuire a migliorare le prestazioni meccaniche<\/strong> (e non solo) dei manufatti in calcestruzzo.[\/vc_column_text][vc_tta_accordion style=&#8221;flat&#8221; shape=&#8221;square&#8221; color=&#8221;purple&#8221; c_align=&#8221;center&#8221; c_icon=&#8221;triangle&#8221; c_position=&#8221;right&#8221; active_section=&#8221;999&#8243; no_fill=&#8221;true&#8221; collapsible_all=&#8221;true&#8221;][vc_tta_section title=&#8221;Approfondisci&#8221; tab_id=&#8221;azione-delle-fibre&#8221; el_class=&#8221;AccordionInner&#8221;][vc_column_text css=&#8221;.vc_custom_1472220956386{margin-bottom: 35px !important;}&#8221;]Innanzitutto le fibre per calcestruzzo intervengono proprio nella prima fase di maturazione (fino a circa 10 ore dalla posa in opera), quando il calcestruzzo \u00e8 ancora plastico, e il ritiro complessivamente \u00e8 pi\u00f9 marcato. In questo contesto, il conglomerato cementizio potrebbe non avere la capacit\u00e0 strutturale di opporsi alle tensioni che si generano al suo interno: si vengono cos\u00ec a formare crepe e fessure. La propriet\u00e0 antifessurativa delle fibre, dunque,\u00a0agisce in questa fase iniziale, aumentando la resistenza iniziale del conglomerato in via di\u00a0solidificazione, intervenendo prima ancora che le fessure si creino.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-320\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/azione-fibre.gif\" alt=\"azione-fibre\" width=\"493\" height=\"205\" \/>Qualora alcune fessure debbano comunque generarsi, per uno qualunque dei motivi gi\u00e0 elencati in precedenza, le fibre saranno comunque di grande beneficio, in quanto vanno a costituire una sorta di reticolo tridimensionale che aiuta a distribuire meglio gli sforzi che attraversano l&#8217;opera in calcestruzzo, aumentando la resistenza del manufatto stesso sia quando esso \u00e8 perfettamente sano, sia qualora vi dovessero essere delle micro-fratture (anche interne). In tal caso, infatti, in presenza di un calcestruzzo adeguatamente fibro-rinforzato, la fessura sarebbe attraversata da un fascio di fibre che crea una sorta di continuit\u00e0 strutturale, la quale andrebbe ad alleviare le sollecitazioni sul calcestruzzo stesso, specialmente in corrispondenza dell&#8217;apice della fessura.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" class=\"immagineFloatRxMobile alignnone wp-image-321 size-full\" src=\"https:\/\/www.readymesh.it\/file\/2016\/07\/azione-fibre-2.gif\" alt=\"azione-fibre-2\" width=\"251\" height=\"130\" \/>E non \u00e8 tutto: il reticolo 3D creato dalle\u00a0fibre, nel caso delle fibre strutturali, consente\u00a0di avere una certa resistenza anche\u00a0qualora il calcestruzzo si fosse del tutto\u00a0fratturato, proprio in virt\u00f9 dei filamenti\u00a0che attraverserebbero la rottura capaci di\u00a0sostenere limitati carichi strutturali (questo\u00a0solamente per alcuni particolari modelli\u00a0di fibre).<\/p>\n<p>Infine, le fibre hanno una caratteristica formidabile, cio\u00e8 quella di creare moltissime micro-superfici di separazione tra fibra e matrice cementizia, disperse in tutto il volume del manufatto e orientate in tutte le direzioni. In presenza di una fessura in propagazione (cosa non infrequente, data la caratteristica fragile del calcestruzzo indurito), esse vanno a costituire una miriade di piccole trappole di Cook-Gordon nel momento in cui la fessura dovesse incontrare la fibra lungo il suo tragitto, molto spesso arrestandone l&#8217;avanzamento con successo.<\/p>\n<p>E&#8217; chiaro dunque che le fibre, anche se certamente non possono essere la panacea di tutti i mali che troppo spesso affliggono le costruzioni in calcestruzzo, possono contribuire a migliorarne sensibilmente alcune caratteristiche e a prevenire svariati difetti intrinseci del materiale.[\/vc_column_text][\/vc_tta_section][\/vc_tta_accordion][\/vc_column][\/vc_row]<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>[vc_row row_type=&#8221;row_full_center_content&#8221;][vc_column][vc_column_text]La primaria funzione che le fibre hanno avuto sin dalle loro antiche applicazioni, aggiunte all&#8217;impasto del calcestruzzo, \u00e8 quella di &#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"parent":27,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v23.5 - 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