Il calcestruzzo fibrorinforzato con polipropilene guadagna terreno nell'edilizia

Un materiale da costruzione rivoluzionario sta trasformando le pratiche costruttive in tutto il mondo. Il calcestruzzo rinforzato con fibre di polipropilene (PFRC) offre maggiore durata, resistenza e sicurezza rispetto al calcestruzzo tradizionale, riducendo potenzialmente i costi di manutenzione e i tempi di costruzione.

Al centro di questa innovazione c'è la fibra di polipropilene (PPF), un polimero sintetico che funge da sistema di rinforzo del calcestruzzo. Secondo la norma europea EN 14889-2, queste fibre sono prodotte attraverso l'estrusione, lo stiramento e il taglio di materiali polimerici in frammenti diritti o deformati.

Misurando tipicamente meno di 30 mm di lunghezza, le microfibre sono specializzate nel controllo del ritiro plastico in fase iniziale e nella minimizzazione della formazione di fessure. Queste fibre creano una rete densa in tutta la matrice di calcestruzzo, prevenendo efficacemente lo sviluppo di microfessure in punti deboli strutturali.

Le microfibre sono classificate in due tipi:

• Fibre monofilamento: Singoli fili che si distribuiscono uniformemente in tutto il calcestruzzo
• Fibre a rete: Reti interconnesse che forniscono una maggiore resistenza alle fessurazioni

Con una lunghezza compresa tra 30 e 50 mm, le macrofibre fungono da componenti portanti in grado di sostituire parzialmente il rinforzo in acciaio tradizionale in determinate applicazioni. Queste fibre strutturali migliorano la resistenza alla flessione, la resistenza al taglio e le prestazioni agli urti, semplificando potenzialmente i processi di costruzione.

• Filatura a fusione: Crea fibre monofilamento continue con elevata resistenza alla trazione
• Stiratura del film: Produce fibre a rete con una maggiore superficie per un migliore legame

Le proprietà meccaniche tipiche variano da 300-450 MPa di resistenza alla trazione per le microfibre a 400-760 MPa per le macrofibre, con valori di modulo elastico tra 3,5-12,0 GPa a seconda del tipo di fibra e del metodo di produzione.

• Costruzione di strade e ponti per una maggiore resistenza alle fessurazioni
• Rivestimenti di tunnel con prestazioni sismiche migliorate
• Strutture idrauliche con una resistenza superiore al gelo-disgelo
• Pavimenti industriali che richiedono un'elevata tolleranza agli urti
• Componenti prefabbricati per una produzione semplificata

Il materiale offre diversi vantaggi tecnici rispetto al calcestruzzo convenzionale:

• Maggiore resistenza alle fessurazioni e ai danni da impatto
• Migliore durata contro i fattori ambientali
• Potenziale riduzione dei requisiti di manutenzione
• Possibile risparmio di tempo di costruzione in applicazioni appropriate

• Garantire una distribuzione uniforme delle fibre in tutta la miscela di calcestruzzo
• Ottimizzare il legame tra le fibre e la matrice cementizia
• Affrontare le considerazioni sui costi per un'adozione diffusa

La ricerca in corso si concentra sullo sviluppo di tecniche di miscelazione migliorate, trattamenti superficiali per un migliore legame e metodi di produzione più convenienti. Man mano che queste sfide vengono affrontate, si prevede che il PFRC svolgerà un ruolo sempre più significativo nelle pratiche di costruzione sostenibili.