E’ la capacità di una “costruzione” o di un elemento costruttivo di mantenere, in caso d’incendio, la Resistenza meccanica, l’Ermeticità e l’ Isolamento termico.
R = resistenza. L’elemento deve garantire il mantenimento della propria capacità portante sotto l’effetto combinato dei carichi di esercizio e delle temperature elevate.
I = isolamento termico. l’elemento deve limitare la trasmissione di calore, dal lato esposto all’incendio al lato non esposto, al fine di evitare il propagarsi della combustione.
FIBROmalta e HR15 sono le malte da intonaco e muratura di VAGA collaudate e certificate come elementi compatibili in un “sistema” costruttivo resistente al fuoco REI180.
All’interno di una muratura, la malta ha il compito di tenere legati i mattoni e, successivamente, di rivestire anche come intonaco la muratura stessa. E’ per questi motivi che, in caso d’incendio, è fondamentale conoscere le prestazioni alle alte temperature della malta impiegata perché, insieme a tutti gli altri elementi che compongono la muratura, la malta non deve perdere le sue caratteristiche con il rischio di compromettere la stabilità della struttura.
Recenti proposte normative in merito alle pareti tagliafuoco a blocchi cementizi o di laterizio hanno riproposto il tema del comportamento all’alta temperatura delle malte cementizie, che non devono essere l’anello più debole della muratura, né per la trasmissione del calore, ne per la resistenza meccanica e neppure per l’ermeticità. FIBROmalta e HR15 risultano malte compatibili con applicazioni in muri tagliafuoco con blocchi in calcestruzzo o con forati in laterizio, aventi resistenza al fuoco almeno 180 minuti. Questo importante obiettivo è stato raggiunto grazie alla preziosa collaborazione con il DIPARTIMENTO di INGEGNERIA STRUTTURALE del POLITECNICO di MILANO e con il laboratorio prove materiali RINASERVICE dell’istituto RINAdi Genova.
Lo studio, condotto in accordo al DM 14/01/2008 “nuove norme tecniche per le costruzioni” per quanto concerne le analisi numeriche, alla norma UNI EN 1364-1 per le caratterizzazioni di laboratorio, al DM 16/02/2007 per le classificazioni di resistenza al fuoco, è stato un primo passo nel campo della ricerca sul comportamento e sulla caratterizzazione delle malte sia all’alta temperatura che in condizioni residuali, ovvero dopo il raffreddamento.
Le prove sperimentali dimostrano come FIBROmalta e HR15 abbiano, dopo un ciclo termico di 200, 400 e 600 °C un decadimento meccanico molto simile a quello del calcestruzzo ordinario chiamato EC 2 (fig. 1), sia per la compressione che per la trazione indiretta per flessione, mentre la diffusività termica è sensibilmente minore, fino al 40% in meno, che corrisponde ad un maggior potere isolante (fig. 2).
Il programma di studio avviato presso il POLITECNICO di MILANO ha previsto una caratterizzazione termo-meccanica delle malte con l’obiettivo di valutarne la resistenza (R) e la capacità isolante (I). Successivamente è stata eseguita una prova di integrità termica impiegando un forno che potesse far raggiungere temperature superiori ai 1100 °C su di un muro 3 x 3 metri, allettato ed intonacato con FIBROmalta e HR15, proprio per la valutazione dell’ermeticità (E). Presso i laboratori di ricerca del DIPARTIMENTO di INGEGNERIA STRUTTURALE del POLITECNICO di MILANO, la resistenza meccanica (R) è stata calcolata sottoponendo a rottura a compressione, dopo l’esposizione a cicli termici di 200, 400 e 600 °C, i cilindri campione realizzati con FIBROmalta e HR15. Sono così state valutate le resistenze meccaniche residue dei provini sottoposti alle diverse temperature (fig. 3 e 4). L’isolamento (I), invece, è stato determinato riempiendo un cilindro attrezzato con apposite termocoppie. Le letture registrate durante le fasi di riscaldamento del cilindro hanno permesso di conoscere la capacità delle malte indurite alla trasmissione del calore (diffusività termica) identificandone così il loro potere di isolamento termico (fig. 5). Per la valutazione dell’ermeticità (E), insieme ai ricercatori del Politecnico, ci siamo recati a Genova presso il laboratorio prove materiali RINASERVICE. Qui è stata allestita una parete 3 x 3 metri ed è stata eseguita la prova di resistenza al fuoco in conformità alla norma UNI EN 1364-1 (fig. 6). Al termine di quest’ultima prova sperimentale è stata verificata l’ermeticità e la tenuta al fuoco degli elementi realizzati con FIBROmalta e HR15.
Figura 1 – Diagrammi normalizzati della resistenza a compressione cilindrica in funzione della temperatura. Il comportamento delle resistenze meccaniche delle malte testate è in linea con quello del calcestruzzo (banda grigia)
Figura 2 – Diagrammi della diffusività termica in funzione della temperatura. La banda grigia rappresenta il calcestruzzo ordinario, secondo le formulazioni introdotte in EC2 per massa volumica, calore specifico e conducibilità termica in funzione della temperatura. Il grafico dimostra come FIBROmalta (FM) e HR15 (HR) abbiano una diffusività termica inferiore al calcestruzzo, e quindi un isolamento termico maggiore.
Figura 3 – Vista di due provini collocati nel forno prima di un ciclo termico presso i laboratorio del POLITECNICO di MILANO.
Figura 4 – Apparato sperimentale in dotazione al Dipartimento di Ingegneria Strutturale del Politecnico di Milano: pressa elettro-meccanica INSTRON da 100 kN capace di eseguire prove in trazione/compressione in controllo di spostamento, deformazione o carico (si osservino i 3 DD1 resistivi con base 50 mm per la misura della deformazione assiale e per la determinazione del modulo elastico);
Figura 5 – Provino cilindrico strumentato con due termocoppie (TC1 e TC2), posto nel forno elettrico per riscaldamento fino a 900°C finalizzato alla valutazione della diffusività termica. Il tubo metallico (“steel tube”) ha il compito di rendere più omogeneo il campo termico attorno al provino.
Descrizioni immagini Figura 6 – prova di Ermeticità (E) e di integrità (I) eseguite su di un muro 3 x 3 metri secondo la norma UNI EN 1364-1, presso RINASERVICE di Genova.
Il vantaggio per il progettista è immediato. FIBROmalta e HR15possono essere impiegate con qualsiasi tipologia di muratura in blocchi cementizi o in laterizio, purché anch’essi compatibili almeno REI180. Le prestazioni termo-meccaniche alle alte temperature di FIBROmalta e HR15 non sono legate, come spesso avviene, ad una singola prova di laboratorio, al di fuori della quale, al variare anche di un solo parametro, non è possibile garantire la prestazione della malta e quindi dell’intera struttura. FIBROmalta e HR15 sono state testate con numerose prove di laboratorio così da garantire le prestazioni termo-meccaniche necessarie per resistere al fuoco per almeno 180 minuti, indipendentemente dal tipo di supporto impiegato.
Il progettista ha, così, la libera scelta costruttiva, senza essere vincolato all’impiego di un manufatto “standard”.
