Le fibre solitamente usate per elementi strutturali in profili strutturali FRP sono in fibre di vetro di tipo lungo e continuo. Le fibre presentano in trazione medesimo comportamento elasto-fragile, senza riscontro di tratti di incrudimento e softening; mentre in compressione la risposta è deficitaria rispetto alla precedente, a differenza dell’acciaio che presenta un comportamento omogeneo e simmetrico (isotropo).

 

Fibra di rinforzoResistenza a trazione  [MPa]Modulo elastico   [GPa]Deformazione a rottura [‰]Coefficiente di dilatazione termica long. [10-6 °C-1]Coefficiente di dilatazione termica rad. [10-6 °C-1]
Fibre di Carbonio2400 – 5700290 – 4003 – 18-1,6 – 0,17 – 12
Fibre di Aramide2400 – 315062 – 14215 – 44 – 360/
Fibre di Vetro3300 – 450072 – 8748 – 503 – 5/
PVA870 – 13508 – 2890 – 170//

Tabella 1 – Prestazioni meccaniche delle principali tipologie di fibre di rinforzo

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[Continua “Tecniche di produzione”]

SMC (Sheet Molding Compound)

composizione per stampaggio, si avvicina di più ai processi automatizzati e continui; è caratterizzato da un tasso di produzione medio-alto, con tolleranze precise e codificate. Ha origine dall’unione di un “tappeto” preimpregnato (prepeg) in resina con fibre corte a caduta aerea; il composito viene posizionato all’interno di uno stampo in alluminio, sotto una pressa formante. In questo modo viene sottoposto ad un processo di polimerizzazione (“curing”) che modifica la fisicità del materiale. Si instaura dunque un processo controllato e ripetitivo dal quale è possibile ottenere sempre lo stesso risultato. Lo stampo, infatti, viene chiuso e sigillato in pressione e l’aria viene aspirata durante il curing. È riservato alla produzione di elementi di medie dimensioni.

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Ad oggi, l’impiego degli FRP (Fiber Reinforced Polymers) per il rinforzo strutturale e post-sismico del patrimonio edilizio è ampiamente diffuso sia a livello nazionale che internazionale.

Al contrario, la considerazione delle fibre nei profili strutturali non è ancora penetrata a fondo nel campo della progettazione, anche se appare fortemente promettente. Le possibili applicazioni sono molteplici e spaziano in ogni campo dell’ingegneria:

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Dopo la costruzione del più importante ponte pedonale interamente realizzato in fibra di vetro maggiori informazioni sulla fibra di vetro  a Prato in Toscana, Saimex, azienda leader nei materiali compositi, acquisisce la pavimentazione della passerella di Cesano Maderno Ferrovie Nord e di Belluno.

Le passerelle sono lunghe 25 mt per 3 mt e montano il Decksystem di Saimex come impalcato (GFRP).

Il Decksystem consiste in doghe strutturali pultruse rinforzate in fibra di vetro (Vetroresina), con una larghezza di 50 cm e una lunghezza di 6 mt. Queste doghe vengono applicate ad incastro e garantiscono una capacità di carico pari a 600 kg al metro quadro per luce libera di 1,5 mt.

Decksystem di Saimex viene fornito già provvisto di antisdrucciolo resistente al gelo e all’usura, particolarmente adatto a zone di frequente passaggio. Decksystem è composto per il 70- 75% in fibra di vetro roving e tessuto e viene realizzato tramite il processo di pultrusione – un sistema di traino con fibra in continuo per la realizzazione di profili a sezione costante anche complessa – e risponde alla EN13706.

I vantaggi di pavimentazioni realizzate con il Decksystem sono la leggerezza, la facilità di lavorazione e la durata nel tempo del materiale con la totale assenza di costi di manutenzione. Decksystem non è soggetto a corrosione ed è 100% resistente all’acqua.

Abbinando questa pavimentazione ad una struttura portante reticolare in profili pultrusi fibrorinforzati (FRP), l’abbattimento dei costi di manutenzione risulta davvero significativo.

Cos’è la fibra di vetro o vetroresina?

Si distinguono vari tipi di fibre a seconda delle loro caratteristiche, che ne condizionano l’impiego. La fibra di vetro è largamente utilizzata nella produzione di compositi strutturali in campo nautico e automobilistico, associate a matrici diverse, ad esempio resine poliestere, vinilestere ed epossidiche.

Nel campo dell’ingegneria civile le fibre di vetro sono impiegate anche nella realizzazione di manufatti in fibrocemento.

L’utilizzo dei compositi è ormai all’avanguardia nel settore aereonautico e aereospazionale dove si utilizzano principalmente fibre di carbonio e kevlar.

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