Il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio (SFRC) viene sempre più utilizzato in applicazioni come pavimentazioni industriali ed elementi prefabbricati. Ciò è dovuto ai numerosi vantaggi che offre, tra cui una maggiore resistenza a trazione e a flessione, nonché una migliorata resistenza all'abrasione meccanica.

Tuttavia, esiste una contraddizione quando si tratta di fissaggio nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio. Secondo l'Eurocodice 2, è possibile realizzare strutture in calcestruzzo con fibre in conformità alla norma EN 14889 (Figura 1).


Figura 1-La norma EN 206 consente l'uso di fibre per le strutture in calcestruzzo secondo la norma EN 14889.

Il fissaggio nel calcestruzzo è regolato anche nella parte 4 della norma EN 1992. Nella pubblicazione del 2019, si può trovare il seguente passaggio al punto 1.5: "Questa norma europea si applica agli elementi di fissaggio installati in componenti realizzati in calcestruzzo di peso normale senza fibre, appartenenti alle classi di resistenza da C12/15 a C90/105 secondo la norma EN 206..." [1]

Nei documenti di valutazione (ETA) dei sistemi di fissaggio, il substrato di ancoraggio è quindi specificato come "calcestruzzo di peso normale compattato, armato e non armato, senza fibre...".

Cosa posso fare se devo ancorare in calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio? Affronteremo questa domanda e forniremo delle raccomandazioni in questo articolo.

Per far fronte alla crescente domanda di applicazioni sempre più diversificate, il Gruppo Esperti EOTA Fixings (EGF) ha recentemente concentrato la sua attenzione sull'uso del calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio e sull'intera gamma di prodotti definiti nella norma EN 1992-4:2018 [1] da integrare nei Documenti di Valutazione Europea (EAD). Gli ultimi aggiornamenti alla qualificazione dei dispositivi di fissaggio, come l'EAD 330499-02-0601 [2] e la variante EAD 330232-01-0601-v05 [3], introducono programmi di prova per la qualificazione dei dispositivi di fissaggio sia nel calcestruzzo di peso normale (C12/15 - C90/105, secondo EN 1992-4:2018) che nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio (SFRC; classi di resistenza C20/25 a C50/60).

I due EAD sopra menzionati sono stati recentemente approvati dalla Commissione Europea. Questi programmi seguono la logica dei test nel calcestruzzo di peso normale, ma includono una serie di prove aggiuntive per il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio (SFRC) per dimostrarne l'equivalenza.

Per scopi progettuali, nelle relative ETA viene fornita una dichiarazione che consente di seguire la EN 1992-4 per i dispositivi di fissaggio adeguatamente qualificati nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio (SFRC). Il carico statico/quasi-statico e sismico, nonché la prestazione in caso di incendio, sono già presi in considerazione nell'EAD 330232-01-0601-v05, mentre le azioni da carico ciclico a fatica non sono attualmente trattate dall'EOTA per il SFRC.

Per le condizioni non regolamentate, come il carico ciclico da fatica, esiste ancora la possibilità di qualificazione a livello nazionale, ad esempio tramite un aBG ("Allgemeine Bauartgenehmigung") in Germania.

Come mostrato, la qualificazione dei dispositivi di fissaggio nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio (SFRC) è ora regolamentata. Dal punto di vista progettuale, questo deve essere ora integrato negli Eurocodici. La revisione degli Eurocodici includerà la progettazione anche in caso di calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio in un nuovo allegato.

CALCESTRUZZI FIBRORINFORZATI

Esistono diversi tipi di calcestruzzo fibrorinforzato che differiscono in base al tipo di fibre utilizzate e alle loro proprietà specifiche. I tipi più comuni sono:

Calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio
Calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di vetro
Calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di carbonio
Calcestruzzo fibrorinforzato con fibre sintetiche

Ognuno di questi calcestruzzi fibrorinforzati ha proprietà specifiche e aree di applicazione in base ai punti di forza e alle debolezze delle fibre utilizzate. La scelta del tipo giusto di fibra dipende dalle esigenze del singolo progetto. Solo le fibre di acciaio (parte 1) e le fibre polimeriche (parte 2) sono regolate dalla norma EN 14889.

Le fibre di acciaio sono suddivise in cinque gruppi nella norma EN 14889-1:

• Gruppo I: filo trafilato a freddo  
• Gruppo II: lamina tagliata  
• Gruppo III: estratta per fusione  
• Gruppo IV: filo trafilato a freddo sminuzzato  
• Gruppo V: fresato da blocchi

Le fibre del Gruppo I sono le fibre di acciaio più utilizzate e, per questo motivo, Hilti si è concentrata sulla qualificazione dei fissaggi nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio (SFRC) utilizzando fibre del Gruppo I. Nel documento ETA pertinente, si trova il seguente passaggio nell'Allegato B, nella sezione "Motivazione dell'ancoraggio":

• L'ancoraggio può essere utilizzato nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio (SFRC) secondo la norma EN 206:2013 + A2:2021. Le fibre di acciaio devono essere conformi alla norma EN 14889-1:2006, Gruppo I. Il contenuto di fibre non deve superare gli 80 kg/m³. [4], [5]

Vi potreste chiedere: cosa fare se il calcestruzzo contiene altri tipi di fibre o un diverso gruppo di fibre di acciaio? Questi ancoraggi devono essere valutati caso per caso in base al progetto. In tal caso, il nostro Servizio Tecnico può supportarvi nel trovare una soluzione adatta.

LE SOLUZIONI HILTI PER I FISSAGGI NEL CALCESTRUZZO FIBRORINFORZATO CON FIBRE DI ACCIAIO

Nel novembre 2023, Hilti ha emesso il primo ETA-18/0972, "Sistema di iniezione Hilti HIT-HY 200-A, HIT-HY 200-R, HIT-HY 200-A V3 e HIT-HY 200-R V3 con HAS-D" [4], per i fissaggi nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio. L'ETA è relativa a casi di carico statici e quasi-statici. Come già accennato, il carico ciclico non è ancora regolamentato nell'EAD. Per questo motivo, è stata ottenuta una "approvazione generale di progetto" a livello nazionale (tedesco) specificamente per il carico ciclico. Questa approvazione è stata rilasciata a marzo 2024. Successivamente, ad aprile 2024, è stato emesso l'ETA-20/0867 [5] per la vite da calcestruzzo Hilti HUS4.


Figura 2-ETA 18/0972 per Hilti HIT-HY 200-A, -R, -A V3 e -R V3 con HAS-D [4]


Figura 3-aBG Z-21.3-2155 Sistema di iniezione Hilti HIT-HY 200 con HAS-D per l'uso in calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio sotto carico ciclico rilevante per la fatica [6]


Figura 4-ETA-20/0867 Vite da calcestruzzo Hilti HUS4 [5]

PROGETTAZIONE IN PROFIS ENGINEERING

A seguito degli aggiornamenti delle ETA menzionate nella sezione precedente, Hilti ha aggiornato anche il software PROFIS Engineering per includere il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio come nuovo materiale di base.
Questo aggiornamento consente agli ingegneri di progettare e verificare facilmente soluzioni di fissaggio specifiche per il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio, utilizzando le normative più recenti e le soluzioni di fissaggio Hilti. Con questa funzionalità, PROFIS Engineering offre un supporto completo per la progettazione di fissaggi in SFRC, semplificando l'intero processo di progettazione e assicurando la conformità alle normative europee e nazionali aggiornate.


Figura 5-PROFIS Engineering con opzione per calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio

Questo tipo di calcestruzzo può ora essere selezionato tramite un menu a discesa (vedi Figura 5 sopra). Il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio copre sia il calcestruzzo fessurato che non fessurato e ha le stesse classi di resistenza del calcestruzzo normale. Una volta selezionato il SFRC come materiale di base, nella finestra di selezione verranno visualizzati solo i dispositivi di fissaggio qualificati per il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio.
Il report mostrerà anche il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio come materiale di base, come mostrato nella Figura 6.


Figura 6-PROFIS Engineering identifica il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio come materiale di base nel report

CONCLUSIONI

In passato, l'EC2 non era particolarmente rigoroso quando si trattava di calcestruzzo fibrorinforzato. In generale, l'uso delle fibre nei componenti in calcestruzzo è consentito. Tuttavia, i fissaggi secondo l' EC2-4 non era possibile progettarli in conformità ad una ETA specifica per calcestruzzo fibrorinforzato. I nuovi EAD (Documenti di Valutazione Europea) hanno iniziato a colmare questa lacuna. I criteri di prova sono stati regolati e i sistemi di fissaggio possono ora essere qualificati per i calcestruzzi con fibre di acciaio secondo EN 14889-1 Gruppo I.

Hilti ha lanciato le prime ETA per il sistema ad iniezione "Hilti HIT-HY 200-A, -R, -A V3 e -R V3 con HAS-D" e per l'ancorante a vite Hilti HUS4. Inoltre, il carico ciclico rilevante per la fatica nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio è stato valutato con una aBG (approvazione generale di progetto) nazionale per il sistema di iniezione "Hilti HIT-HY 200-A, -R, -A V3 e -R V3 con HAS-D".

Il Whitepaper relativo alle soluzioni su calcestruzzo fibrorinforzato può essere scaricato gratuitamente al seguente LINK

Inoltre il nostro programma Hilti PROFIS Engineering ora include il calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio come materiale di base, permettendoti di identificare e progettare in modo efficiente i sistemi di fissaggio appropriati.



Per i calcestruzzi fibrorinforzati che non sono regolamentati nell'ETA, ti offriamo il nostro supporto come di consueto tramite il nostro Servizio Tecnico Hilti.
Il cammino verso i fissaggi regolamentati per calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio è iniziato e noi di Hilti saremo felici di accompagnarti in questo processo.

Riferimenti

[1] **EN 1992-4:2018**, Eurocodice 2: Progettazione delle strutture in calcestruzzo - Parte 4: Progettazione dei fissaggi per l'uso nel calcestruzzo, 2018.  

[2] **EAD 330499-02-0601**, Fissaggi incollati per l'uso nel calcestruzzo, Bruxelles: EOTA, 2022.  

[3] **EAD 330232-01-0601**, Fissaggi meccanici per l'uso nel calcestruzzo, Bruxelles: EOTA, 2019.  

[4] **ETA-18/0972**, Sistema di iniezione Hilti HIT-HY 200-A, HIT-HY 200-R, HIT-HY 200-A V3 e HIT-HY 200-R V3 con HAS-D, Berlino: DIBt, 2023.  

[5] **ETA-20/0867**, Ancoraggio a vite Hilti HUS4, Fissaggi meccanici per l'uso nel calcestruzzo, Berlino: DIBt, 2024.  

[6] **aBG - Z-31.3-2155**, Sistema di iniezione Hilti HIT-HY 200 con HAS-D per l'applicazione nel calcestruzzo fibrorinforzato con fibre di acciaio sotto carico ciclico rilevante per la fatica, Berlino: DIBt, 2024.