Il cemento tessile
      2003
Scoperte invenzioni innovazioni

Il panorama delle variazioni nella produzione di materiali per l'architettura si fa ricco, non univoco, aperto a molteplici indirizzi e talvolta combinazioni di proprietà contraddittorie.

Se si pensa alla scoperta della tecnica del calcestruzzio e all’evoluzione tecnologica del cls. armato, per opere gettate in opera o architetture frutto dell’accostamento di parti prefabbricate, non si può far a meno di ricordare gli infiniti sforzi fatti da grandi maestri dell’architettura nello sfruttare in modo esasperato le potenzialità formali e strutturali di due materiali che, combinati, collaborano e si completano reciprocamente. L’evoluzione e la ricerca sulle proprietà del calcestruzzo armato continuano: l’impiego di ferri corti non orientati come armatura del conglomerato cementizio, in alternativa alle gabbie di ferro o alle reti elettrosaldate; la mescola di fibre corte sintetiche non orientate come rinforzo, con la peculiarità di ridurre gli spessori degli elementi realizzati; fino alle più recenti sperimentazioni che hanno definito il calcestruzzo tessile, in cui l’armatura è costituita da una rete di fibre orientate su assi bidimensionali o tridimensionali.

Il dipartimento di costruzione edilizia 2 della Technische Hochschule di Aquisgrana ha presentato agli inizi del 2003 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.

L’estremo vantaggio offerto da questo materiale è la limitazione del peso e la snellezza degli elementi, aspetti estremamente evidenti quando l’impiego è di tipo strutturale.

Tale tecnologia risulta essere un stadio avanzato, per non dire una grande innovazione, dell’evoluzione del calcestruzzo rinforzato con fibre: da un lato l’uso di tessuti avanzati in fibre di vetro, carbonio o aramidiche, dall’altro la ricerca di un cemento molto fine.

Il cemento utilizzato, infatti, ha una granulometria estremamente fine, per facilitare la sua penetrazione tra i filamenti dell’armatura in tessuto. Come materiale di rinforzo in alcuni dei prototipi i ricercatori hanno 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 un 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.


CREDITS
Testi a cura di: Carol Monticelli

Il cemento tessile
Una grande innovazione per la tecnologia del calcestruzzo: il rinforzo con tessuti avanzati in fibre di vetro, carbonio o aramidiche e la ricerca di un cemento molto fine.
FONTI DELLE ILLUSTRAZIONI
Schneider H. N., Schaetzche C., 2007, Textilbeton – Ergebnisse aus Forschung and Entwicklung, RWTH Aachen
 
FONTI BIBLIOGRAFICHE
Schneider H. N., Bergmann I., Schaetzche C., 2004, Leichte Betontragwerke, in Detail, n. 7/8, pp. 844-854
Schneider H. N., Schaetzche C., 2007, Textilbeton – Ergebnisse aus Forschung and Entwicklung, RWTH Aachen
Hegger J., Will N., 2003, Textilbewehrter Beton. Interdisziplinäre Entwicklung einer neuen Technologie, in RWTHTHEMEN, n. 1, pp. 18-20