Sviluppo e caratterizzazione di sistemi di rinforzo in fibra naturale per il miglioramento e l’adeguamento sismico delle strutture in muratura. = Development and characterization of natural fiber reinforcement systems for the improvement and seismic adaptation of masonry structures.

La recente situazione italiana caratterizzata da numerosi eventi sismici e conseguenti crolli di edifici, ha determinato la perdita di gran parte del patrimonio monumentale di numerose cittadine del centro Italia. Nello specifico le costruzioni in muratura costruite negli ultimi decenni, trovandosi in zone soggette a terremoti, sono caratterizzate da livelli importanti di vulnerabilità sismica. Il rafforzamento e l’adeguamento delle strutture diventano una priorità assoluta nella sfida sociale che risulta essere il denominatore comune per numerose iniziative di cambiamento, destinate al miglioramento della qualità della vita umana in termini di ecosostenibilità, tutela ambientale e difesa dalle calamità. Sono numerose oggi le tecniche atte a migliorare la sicurezza sismica delle strutture in muratura già esistenti, molte delle quali però fanno affidamento sull’utilizzo di materiali difficili da reperire, di complesse lavorazioni e per i quali si ha la necessità di spendere numerose risorse. I sistemi compositi sono una tipologia di intervento ampiamente accreditato, il quale rappresenta una delle opzioni più adatte per il miglioramento e l’adeguamento degli elementi strutturali. Diverse generazioni di materiali compositi si sono susseguite negli anni, tra i quali ad esempio, quelli costituiti da matrice polimerica, caratterizzati però da problemi di bassa resistenza alle alte temperature e scarsa compatibilità con i supporti. Un nuovo tipo di materiale, che adopera una matrice inorganica, sta guadagnando un importante interesse da parte degli studiosi, uno di essi è il tipo TRM (Textile Reinforced Mortar). Inoltre, le caratteristiche di basso costo, bassa densità, riciclabilità e biodegradabilità delle fibre vegetali, le rendono un’alternativa sostenibile alle fibre sintetiche non indifferente. Questa tesi raccoglie i risultati relativi alla caratterizzazione e a una serie di prove effettuate sui materiali costituenti un composito in matrice di malta e rinforzo in fibra vegetale, con lo scopo di indagare sul funzionamento di questo nuovo composito del tipo TRM, affinché possa migliorare la capacità di taglio in piano delle pareti in muratura. Il sistema TRM in esame è costituito da una malta a base cementizia progettata ex novo con l’aggiunta di tessuto in fibra vegetale rispettivamente di iuta e di lino come rinforzo interno. Il composito è caratterizzato pertanto da elevate proprietà di sostenibilità e simultaneamente da un comportamento meccanico che, come verrà dimostrato dall’elaborato, migliora le caratteristiche di duttilità e tenacità del sistema murario. L’attività sperimentale conferma il potenziale dell’uso di sistemi compositi a base di fibre vegetali come rinforzo per le murature. Le prove mostrano come il comportamento duttile e le tensioni residue siano aumentati con l’impiego del composito rispetto ai pannelli murari privi di rinforzo caratterizzati da un comportamento prettamente fragile. Il confronto tra le fibre, inoltre, ha mostrato come il lino abbia una resistenza e una tenacità nettamente maggiori rispetto a quella della iuta. Questo studio di ricerca, infine, vuole aprire la strada a ulteriori indagini volte a valutare le prestazioni del composito in fibra vegetale anche in altre configurazioni di carico o altre conformazioni di prova che possano suggerire maggiori informazioni relative al miglioramento dell’interazione tra fibra e matrice e migliorare la risposta del materiale composito stesso.