Il dipartimento di costruzione edilizia 2 della Technische Hochschule di Aquisgrana ha presentato alcuni progetti e prototipi di sistemi costruttivi sperimentali con il cemento tessile, Questi rappresentano gli esiti della ricerca straordinaria SFB 532, svoltasi tra il 2002 e il 2007, in collaborazione interdisciplinare con altri istituti di ricerca tedeschi, promossa dalla Società di ricerca tedesca (DFG- Deutsche Forschungsgesellschaft), relativa ai principi di sviluppo della nuova tecnologia del cemento tessile.

Prototipo decisamente interessante è una scocca a rombo con la funzione strutturale, che assemblata va a costituire una struttura reticolare, sistema apparso nel settore edile per coperture ad arco più di cento anni fa. Questo prototipo è il primo esempio di impiego del cemento tessile per uso strutturale.  La possibilità offerta dalla realizzazione di quattro aste costituenti un unico componente prefabbricato a forma di rombo riduce notevolmente la complessità della formazione dei punti di intersezione.

Il modulo base pesa 25 kg e, aggregato ad altre, consente di coprire luci dagli 8 ai 15 m. Lo spessore delle aste è 25 mm. Le sue dimensioni sono state così definite sia per una più facile movimentazione durante la produzione e l’assemblaggio sia come risultato del progetto strutturale.

Il cemento utilizzato ha una granulometria estremamente fine, per facilitare la sua penetrazione tra i filamenti dell’armatura in tessuto. Come materiale di rinforzo dei rombi si è scelto un tessuto in fibra di carbonio non trattata, con una griglia di 8x8 mm e una sezione del cavo di carbonio di 0,89 mmq. La composizione dell’intreccio, fatto da 24000 filamenti di diametro di 7µm determina una minor penetrazione del cemento e ha un ruolo nella distribuzione dei carichi e delle tensioni.

Oltre alle caratteristiche peculiari del tessuto utilizzato, anche la tecnica di produzione degli elementi prefabbricati in cemento ha un ruolo sostanziale nell’incremento delle prestazioni strutturali dell’armatura tessile. In particolare l’integrazione degli strati di rinforzo e della matrice cementizia è il momento determinante nella fase di produzione: una leggera pressione di costipamento della matrice nell’armatura tessile per ottenere maggior  livello di resistenza  rispetto al getto normale del cemento. Un altro modo per ottimizzare la capacità di carico è il pre-trattamento del rinforzo con la resina epossidica o altri polimeri simili, con maggiori omogeneizzazione e consolidamento di filamenti della sezione dei cavi. Tuttavia questo tipo di trattamento è relativamente costoso e inoltre aumenta il rischio di fessurazione del calcestruzzo, una volta indurito.

Nel calcolo del dimensionamento della scocca a rombo si è tenuto conto anche del peso di una eventuale copertura in vetro. Il prototipo è stato sottoposto a tutte le prove di resistenza tipiche di una struttura, dimostrando risultati decisamente accettabili.

Per un risultato di estrema accuratezza dimensionale e di qualità della superficie degli elementi, è stato utilizzato un cassero in lastre plastica di PVC e PE. Consiste in un doppio cassero, una parte interna e una esterna smontabili in ulteriori altri pezzi. La produzione avviene in tre fasi: la prima consiste nella predisposizione dentro al cassero dei giunti e rinforzi in acciaio, fissandoli negli angoli; i rinforzi servono per collaborare agli sforzi a cui è sottoposto il tessuto; segue il posizionamento di un doppio strato di armatura tessile nel mezzo del cassero. Dopo aver chiuso il cassero, avviene il getto del calcestruzzo, che richiede una leggera vibrazione per un miglior costipamento. Dopo 24 ore la scocca può essere scasserata e viene immersa per sette giorni in acqua.