IL SISTEMA BOSSONG
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1) Foro per l'ancoraggio solitamente di dimensioni doppie del diametro dell'ancoraggio |
2) Elemento principale dell'armatura disponibile con sezione quadra o circolare cava |
3) Tessuto che avvolge l'ancoraggio |
4) Iniezione di malta liquida. L'ancoraggio si adatta e riempie la cavità interne alla parete |
5) Substrato interno della parete |
FUNZIONAMENTO
• la barra in acciaio viene posizionata all'interno di un foro realizzato nella muratura da consolidare;
• viene effettuata una iniezione di materiale consolidante, a bassa pressione, coassialmente al tirante stesso, per mezzo di un apposito sistema di tubicini di iniezione o, più semplicemente, all'interno di apposite barre cave;
• la speciale calza in tessuto poliestere, posizionata intorno alla barra, viene riempita gradualmente durante l'iniezione, fino a completa saturazione, adattandosi alla forma della sede e garantendo così una efficace connessione alla muratura da consolidare;
• oltre a permettere la buona riuscita delle operazioni di iniezione, evitando imprevedibili e spesso dannose dispersioni in vuoti e cavità che possono essere sempre presenti nelle strutture murarie esistenti, la calza assicura l'aderenza del materiale iniettato al supporto per tutta la lunghezza e quindi una omogenea distribuzione degli sforzi nella muratura con la conseguente possibilità di non dover applicare piastre di ancoraggio e quindi fornire un rinforzo "invisibile".
Le caratteristiche delle ancore e della malta sono definite in base ai parametri del progetto, così come le dimensioni del foro in cui devono essere posizionate, che dipende dal tipo di materiale costituente il substrato.
La resistenza del legame tra malta e muratura può essere verificata con tests di pull-out effettuati sia in cantiere che in laboratorio.
1-REALIZZAZIONE FORO |
2-POSIZIONAMENTO BARRA IN ACCIAIO |
3-INIEZIONE MATERIALE CONSOLIDANTE |
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VANTAGGI
- Non si ha dispersione di malta durante l’iniezione, in quanto la malta resta contenuta nella calza che si espande adattandosi al diametro del foro ed alla conformazione del substrato; con i sistemi tradizionali, senza calza, la dispersione di malta è molto alta e spesso è causa di notevoli sprechi e danni ai manufatti.
- Grazie al totale controllo del materiale iniettato, garantito dalla calza, si ha sicurezza della totale e completa iniezione di malta per tutta la lunghezza dell’ancora.
- Le caratteristiche della calza e la sua capacità di espansione nelle irregolarità delle murature sono tali da garantire un efficace legame meccanico con il substrato; la stessa calza permette inoltre alla malta di esercitare una funzione di collante a diretto contatto con la muratura, sia a livello superficiale che in profondità, grazie alle caratteristiche di porosità del substrato.
- Grazie all’azione esercitata dall’ancora su tutta la lunghezza della perforazione ed alla conseguente uniforme distribuzione delle sollecitazioni sulla superficie della muratura da consolidare, le piastre di ancoraggio non sono necessarie, se non per esigenze specifiche legate al progetto.
- Ai vantaggi di tipo tecnico, studiati per soddisfare le esigenze dei progettisti nell’ambito della conservazione del patrimonio edilizio ed architettonico esistente, si aggiungono i vantaggi legati alla messa in opera del sistema Cintec:
- Le ancore vengono fornite complete di calza, dispositivi di iniezione, manicotti di giunzione o altri accessori eventualmente necessari e della relativa malta
- semplicità e rapidità delle operazioni di assemblaggio, posa e iniezione;
- non sono più necessarie lavorazioni aggiuntive quali opere murarie per la formazione di tasche o ripristino delle superfici murarie.
CALZA PRIMA DELL'INIEZIONE |
INIEZIONE |
CALZA DOPO L'INIEZIONE |
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CARATTERISTICHE DELLE COMPONENTI DEL SISTEMA
LE
ANCORE IN ACCIAIO
La tipologia dell'ancora dipende dal tipo di applicazione: nel caso di interventi
di ancoraggio o di inserimento di barre di cucitura possono essere utilizzate
ancore cave, a sezione circolare o quadrata, che semplificano l'operazione di
iniezione, effettuata attraverso la barra stessa. Per interventi di rinforzo
strutturale, in cui è fondamentale la resistenza della sezione in acciaio,
si opera con barre a sezione piena e relativi tubicini di iniezione.
Tipi di acciaio |
Tipi di barre con relativi elementi accessori |
acciaio dolce
acciaio ad alta resistenza
acciaio inossidabile AISI 304 - AISI 316 |
barre lisce
barre deformate
barre ad aderenza migliorata
barre interamente filettate (filettatura metrica o con passo maggiore) |
LA
CALZA
L'involucro è costituito da una speciale calza tubolare in tessuto poliestere
con capacità di espansione, in grado di adattarsi al diametro del foro
ed alla conformazione del substrato.
La maglia della calza è stata progettata per contenere gli aggregati
costituenti la miscela, permettendo il filtraggio del latte di cemento che ne
garantisce l'adesione al supporto.
La calza è prodotta in diametri che variano da 20mm a 300mm.
LA
MALTA
La malta liquida "Presstec" è una miscela che può essere
costituita da un legante con caratteristiche simili al cemento Portland, "Presstec
standard", oppure a base di calce, studiata appositamente per garantire
la compatibilità con il materiale originario e la resistenza richiesta.
Il legante unito ad aggregati di differente granulometria e miscelato con acqua,
produce una malta iniettabile, a ritiro controllato. La malta "Presstec"
è prodotta secondo le normative standard tedesche DIN 1045, DIN 18156,
DIN 18200, DIN18555.
La malta viene controllata, sia durante la produzione che prima della spedizione,
dall'Istituto per Prove Materiali dello Stato Federale del Reno-Westfalia del
Nord, PA NRW. Ogni sacco è contrassegnato con la lettera "U"
per indicare il controllo effettuato da "Uberwatch". La malta contiene
additivi inorganici fluidificanti e antiritiro che incontrano gli standard tedeschi
DIN richiesti. La malta è stata sottoposta a prove di invecchiamento
accelerato presso il BRE (Building Research Establishment-UK) : i test hanno
simulato un ciclo di invecchiamento di 40 anni ed hanno dimostrato che la prestazione
delle ancore è permanente.
I valori caratteristici della malta "Presstec standard" sono i seguenti:
Resistenza a compressione [N/mm²] |
Resistenza a trazione [N/mm²] |
a 3 giorni = 21,2
a 7 giorni = 37,2
a 28 giorni = 51,5 |
a 3 giorni = 2,5
a 7 giorni = 3,5
a 28 giorni = 4,5 |
I TEST EFFETTUATI
TEST DI RESISTENZA AL FUOCO
Condotti presso il Building Research Establishment (BRE) in Gran Bretagna hanno
mostrato che le ancore Cintec, sottoposte ad una temperatura di 1200°C,
hanno garantito un normale funzionamento per 2 ore.
Risultati analoghi sono stati ottenuti con tests di pull- out effettuati su
ancore installate nelle strutture della Fabbrica di birra Fullers a Londra,
in seguito ad un incendio che le ha sottoposte ad elevate temperature.
TEST DI INVECCHIAMENTO ACCELERATO
presso il Building Research Establishment (BRE): con la prova è stato
simulato un ciclo di invecchiamento di 40 anni ed è stato dimostrato
che la prestazione delle ancore è permanente.
TEST DI RESISTENZA ALLE AZIONI SISMICHE
effettuati al Joint Research Centre JRC di Ispra in Italia, su un modello in
scala reale di parte del chiostro del monastero di Sao Vincente de Fora a Lisbona.
La presenza di ancore Cintec ha migliorato il comportamento della struttura
in termini di capacità di deformazione e di resistenza ad azioni orizzontali
dinamiche (lesioni meglio distribuite nella struttura).
TEST DI CARICO A ROTTURA
Test Archtec effettuato al Laboratorio TRL (Transport Research Laboratories)
di Londra sull'applicazione della tecnologia Cintec per il rinforzo di ponti
ad arco in muratura. La verifica del carico ultimo di collasso, precedentemente
calcolato con una modellazione ad elementi finiti, è stata effettuata
su un modello in scala reale: il ponte rinforzato con le ancore Cintec ha raggiunto
il collasso ad un carico di 41 t, raddoppiando il carico ultimo del modello
non rinforzato.
Arco non rinforzato |
ARCHTEC Arco rinforzato |
Carico di rottura (tonnellate): 20 t
Massimo scostamento a massimo carico: 27,4 mm
Massimo scostamento dopo la rimozione del carico: 23,4 mm |
Carico di rottura (tonnellate): 41 t
Massimo scostamento a massimo carico: 16,5 mm
Massimo scostamento dopo la rimozione del carico: 11,4 mm |
CAMPI DI APPLICAZIONE
Le applicazioni della tecnologia Bossong sono molteplici, dai semplici sistemi di ancoraggio ai grandi interventi di rinforzo statico e consolidamento strutturale:
- Cedimento Fondazioni
- Movimenti laterali e rotazioni di pareti
- Consolidamento di strutture ad arco
- Cucitura di lesioni verticali e cerchiature
- Spanciamenti e rotazioni parapetti
- Ancoraggi nel terreno
Attraverso la cooperazione tra diverse società di ricerca sono stati sviluppati sistemi specifici per il rinforzo di ponti e di strutture ad arco (ARCHTEC) e per il miglioramento sismico delle strutture (SEISTEC) supportati da avanzate tecniche di modellazione numerica e software di calcolo.
POSA IN OPERA
Le ancore e la malta Presstec vengono solitamente fatte arrivare direttamente in cantiere, accuratamente imballate e protette e richiedono un adeguato stoccaggio in luogo riparato e asciutto.
Per l'installazione delle ancore è necessaria la seguente attrezzatura:
- pompa per iniezioni con relativi tubi e lance
- compressore
- trapano miscelatore
- secchi, setacci e dosatori
- acqua e corrente elettrica
- facilmente maneggiabile, adatta anche per essere movimentata su ponteggi.
ASSEMBLAGGIO E INSERIMENTO DELLE ANCORE
Le ancore dotate di specifica calza in tessuto e dei dispositivi di iniezione, vengono assemblate, se le lunghezze sono superiori ai limiti consentiti per il trasporto, e successivamente posizionate all'interno delle apposite sedi.
Per l'assemblaggio vengono utilizzati appositi manicotti di giunzione o manicotti tenditori, per la realizzazione di tiranti posti a contenimento di azioni esercitate da elementi spingenti quali archi e volte.
La fase di inserimento delle ancore è piuttosto delicata e si consiglia di predisporre tubi di protezione, successivamente all'estrazione della sonda della carotatrice, in modo da evitare l'ostruzione del foro causata dalla ricaduta di materiale incoerente e detriti e facilitare la posa delle ancore.
PREPARAZIONE E INIEZIONE DELLA MALTA
La malta Presstec, opportunamente miscelata con acqua, viene inserita nell'apposita pompa e portata ad una pressione di circa 3-4 bar.
La malta viene così iniettata gradualmente, a bassa pressione, attraverso appositi tubicini di iniezione o, nel caso di ancore cave, direttamente all'interno dell'ancora stessa, fino a completa saturazione.
