Materiali compositi, i vantaggi in edilizia

I materiali compositi trovano applicazione in diversi ambiti e settori, offrendo spesso caratteristiche e prestazioni che si adattano in modo ottimale a variegate esigenze. Anche in edilizia non mancano gli esempi di come un materiale composito possa essere più indicato di un altro tradizionale, grazie a performance migliori. Ma di cosa si tratta esattamente? Quali sono effettivamente gli ambiti di applicazione più diffusi e i vantaggi che spingono a scegliere queste soluzioni?

Che cosa sono i materiali compositi

I materiali compositi, come suggerisce il nome, sono ottenuti dalla combinazione di più materiali differenti. In questo modo, partendo da materiali tradizionali, si ottiene qualcosa di completamente nuovo, con proprie caratteristiche e peculiarità, generalmente migliori rispetto a quelle dei singoli componenti. Nello specifico, si parla di differenti fasi, ciascuna delle quali concorre a definire le prestazioni del materiale finale. A seconda della tipologia e della funzione assolta, si può fare una distinzione tra la fase di “rinforzo” e quella “matrice”.

Per entrare più nel dettaglio, la matrice è una fase continua ed omogenea e spesso è di natura polimerica, così da garantire leggerezza. All’interno della matrice è racchiuso il rinforzo, che, invece, ha il compito di definire la rigidezza e la resistenza del materiale. Il rinforzo può avere distribuzione, geometria e orientamento differenti, influenzando così le caratteristiche del materiale composito.

Per fare alcuni esempi, si può utilizzare una matrice in resina termoindurente, con rinforzi in fibra di carbonio o in fibra di vetro, così come sono materiali compositi i cosiddetti pannelli “sandwich”. Tra le soluzioni più diffuse e nuove, comunque, si trovano i compositi a matrice organica, a matrice minerale o a matrice metallica.

Riferimenti normativi

Per quanto riguarda i materiali compositi in edilizia non esiste uno specifico ed esplicito riferimento all’interno delle Norme Tecniche di Costruzione.

Ci sono comunque dei riferimenti utili, tra cui principalmente le Linee Guida per la certificazione di Materiali compositi FRP – FRCM – CRM, con indicazioni di interesse per i produttori e per chi si occupa dell’accettazione dei materiali in cantiere.

La sigla FRP sta per Fibre Reinforced Polymer, in cui il rinforzo è costituito da fibre di vetro, carbonio o arammide, con matrice polimerica. La sigla FRCM, invece, sta per Fiber Reinforced Cementitious Matrix, in cui si accoppiano reti realizzate con le fibre sopracitate o altre anche più innovative ad una matrice cementizia. CRM, infine, è l’acronimo di Composite Reinforced Mortars, con matrice inorganica a base di malte cementizie o calce e rinforzi in materiali compositi FRP.

Di interesse, poi, le “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati a matrice inorganica” (DT 215) e le “Istruzioni per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Controllo di Interventi di Consolidamento Statico mediante l’utilizzo di Compositi Fibrorinforzati. Materiali, strutture di c.a. e di c.a.p., strutture murarie” (DT 200), in cui si riportano le informazioni utili per il corretto dimensionamento e per il calcolo degli elementi in calcestruzzo armato e muratura rinforzati con questi materiali. I documenti nascono con l’obiettivo di definire in modo unitario dei riferimenti comuni, considerati sia l’elevato impiego di questi materiali che l’ampia gamma di prodotti disponibili.

Perché utilizzare i materiali compositi: quali sono vantaggi

I materiali compositi trovano ampia applicazione in quanto sono in grado di garantire prestazioni superiori rispetto a quelle dei materiali tradizionali. I loro punti di forza possono essere generalmente ricondotti a caratteristiche quali la leggerezza, la resistenza meccanica e la stabilità dimensionale.

Quando si parla di leggerezza, si intende che un elemento realizzato con questi materiali può essere anche fino al 70% più leggero, ad esempio, di un altro in acciaio, pur assicurando elevatissime prestazioni meccaniche. Un peso ridotto può significare anche trasporti, movimentazioni e installazioni più semplici, con vantaggi che riguardano anche la gestione stessa del cantiere, con un’importante semplificazione e maggior velocità, anche in luoghi di complessa raggiungibilità.

Un altro importante aspetto dei materiali compositi è che si possono ottenere elementi resistenti anche agli agenti chimici, alla corrosione e agli sbalzi di temperatura, assicurando flessibilità e durabilità nel tempo. Da non sottovalutare, infine, il fatto che è possibile utilizzare i materiali compositi per realizzare elementi in ogni forma, dimensione e finitura, garantendo massima libertà anche alla progettazione. 

Ambiti di applicazione dei materiali compositi

I materiali compositi trovano applicazione in diversi ambiti proprio grazie agli innumerevoli vantaggi visti nel paragrafo precedente.

Dal mondo medicale, al mondo dell’automotive, infatti, non mancano gli esempi di utilizzo di questi materiali. Anche nel design e nel settore dell’arredo le applicazioni sono molte, da mobili su misura a elementi come i piatti doccia.

Concentrandosi sul settore edile, però, si possono individuare applicazioni quali il rinforzo strutturale e le opere di antisismica. Leggerezza, resistenza e flessibilità, infatti, permettono di non gravare sul peso delle strutture esistente, con maggior resistenza a carico ridotto. Questo rende i materiali compositi perfetti anche per gli interventi sugli edifici storici oppure in luoghi che non si raggiungono facilmente, per i quali il trasporto di materiali tradizionali sarebbe eccessivamente impegnativo o costoso.

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