Blocchi da solaio interposti: i plus dei laterizi e i minus dei materiali leggeri V. Bacco

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Viene schematicamente esplicitato il valore aggiunto dei blocchi di laterizio rispetto ai blocchi in materiale leggero con riferimento alle specifiche proprie-tà, configurazioni geometriche e funzioni caratterizzanti il sistema solaio nel suo complesso.

I “plus” dei laterizi

I blocchi di alleggerimento in laterizio (o in genere quelli dotati di resistenze meccaniche opportune, nonché di stabilità chimico-fisica) possono essere impiegati come componenti strutturali che partecipano alla definizione della sezione resistente, fino anche allo stato limite ultimo (art. 4.1.9.1, D.M. 14/01/2008).

Con blocchi di laterizio, lo spessore minimo della soletta può scendere a cm 4,0 (art. 7.2.6, D.M. 14/01/2008); ciò implica un risparmio in peso di un centimetro di calcestruzzo, ovvero 25 kg per m2.

Per tutti i tipi di blocchi di laterizio, gli spessori delle pareti laterali contribuiscono alla definizione della larghezza della sezione resistente a taglio della nervatura; quelli delle pareti orizzontali superiori collaborano con il calcestruzzo per momento positivo.Con blocchi di laterizio di tipo collaborante, poi, anche alcune zone rinforzate degli stessi(superiormente o inferiormente) possono essere tenute in conto nella definizione della sezione resistente.Il tutto con notevole evidente miglioramento delle condizioni di sicurezza a parità di altri fattori.Queste facilitazioni sono previste unicamente per i blocchi di laterizio (art. 4.1.9.1, D.M. 14/01/2008; punto C.4.1.9.1 della Circolare n. 617/09).

Comportamento strutturale

Peso complessivo del solaio

Sezione resistente

I “minus” dei materiali leggeri

Gli altri tipi di blocco sono da considerarsi soltanto come casseri a perdere (art. 4.1.9.1, D.M. 14/01/2008).

Con l’impiego di blocchi di materiale leggero, lo spessore minimo della soletta deve essere di cm 5,0.Quando la larghezza dei blocchileggeri è tale da creare una distanzaminima, tra le nervature, maggiore di cm 50,0, lo spessore della soletta deve essere maggioredi cm 5,0 (Eurocodice 2). Questo comporta un ulteriore maggior peso per la soletta.

I blocchi di materiale a bassa densità non danno alcun tipo di collaborazione.Inoltre, per tutte le tipologie di blocchi diversi dal laterizio non esiste alcun preciso e chiaro riferimento normativo. Il progettista, sotto la propria responsabilità, deve individuare quelle normative di provata esperienza a cui potersi riferire.Per essi, l’art. 4.1.9.2 del D.M. 14/01/2008 prevedeesclusivamente funzioni di alleggerimento.

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I “plus” dei laterizi

I blocchi di laterizio, essendo dotati di resistenze a compressione sia nel senso della foratura che in quello trasversale, sono in grado di garantire la trasmissione delle azioni nel piano del solaio.

I blocchi di laterizio devono garantire una resistenza a punzonamento opunzonamento-flessione (quando sono del tipo interposto) per carico concentrato non minore di 1,50 kN.Normalmente, per questi prodotti, tali valori sono molto più elevati.La Circolare n. 617/09 riportaanche i valori del modulo elastico del laterizio (< 25 kN/mm2), del coefficiente di dilatazione termicalineare del laterizio (αt > 6×10-6 °C-1) e della dilatazione per umidità(< 4×10-4) misurato secondo quanto stabilito nel cap.11 del D.M. 14/01/2008. Con questi parametri fisico-meccanici, il contributo dei blocchi di laterizio nel solaio risulta fondamentale anche per altri tipi di verifiche localizzate che si rendono necessarie ai fini della coerenza della struttura stessa, come:- verifica di instabilità locale della solettina per azioni orizzontali nel piano;- verifica locale ai carichi verticali concentrati;- larghezza efficace della

soletta ai fini della resistenza a compressione.

Per tutti i tre tipi di verifica, le resistenze meccaniche e la indeformabilità dei blocchi di alleggerimento in laterizio giocano un ruolo fondamentale.

La trasmissione degli sforzi, in un solaio con blocchi di alleggerimento in laterizio, è garantita dalle resistenze a compressione dei blocchi nelle due direzioni.

Secondo l’art. art. 7.2.6 del D.M. 14/01/2008, se si impiegano solai in latero-cemento con soletta in c.a., di spessore paria a 4,0 cm, questi possono essere considerati come “infinitamente rigidi nel loro piano”, direttamente, senza bisogno di alcun calcolo a sostegno.

Azioni nel piano

Resistenza meccanica

Trasmissione degli sforzi

Infinita rigidezza nel piano

I “minus” dei materiali leggeri

In presenza di blocchi privi di resistenze, è necessario prevedere delle nervature trasversali di calcestruzzo a distanza almeno pari a dieci volte lo spessore totale del solaio. Ad esempio, per altezza di solaio cm 25 si devono predisporre(Eurocodice 2) nervature trasversali a distanza di almeno cm 250. Questo significa maggiore peso.

I blocchi a basso peso specifico hanno, invece, bisogno di irrigidimenti se devono rimanere indeformati sotto carico.Le prove ufficiali di compressione su tali blocchi misurano, infatti, il caricocorrispondente a una deformazione del 10%.Esistono anche (secondo UNI EN12089) delle modalità di prova a flessione. Esse, però, sono riferite a un metodo non idoneo a valutare il comportamento di un blocco da solaio sotto carico flettente e servono soltanto per determinare la resistenza dei prodotti di polistirene alle sollecitazioni a flessione durante il trasporto e l’applicazione.In presenza di blocchi a basso pesospecifico, deformabili, tenendo anche presente la tendenza a realizzare blocchi di maggiore larghezza (maggiore interasse), per evitare pericoli sia di punzonamento che di instabilità locale, si rende necessario sicuramente uno spessore di soletta maggiore di quello normale. Ciò naturalmente a discapito del peso proprio del solaio e, naturalmente, dei suoi costi.

In un solaio con blocchi leggeri, invece, la trasmissione degli sforzi è garantita solo dalla soletta di calcestruzzo e dalle prescritte nervature trasversali di ripartizione, poiché i blocchi non sono in grado di garantire resistenza alcuna.

Nel caso di altre soluzioni costruttive, l’ipotesi di infinita rigidezza dovrà essere valutata e giustificata dal progettista e, comunque, lo spessore della soletta dovrà essere almeno 5,0 cm.

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I “plus” dei laterizi

Il solaio di copertura in laterizio, qualeelemento di involucro, garantisce, con la sua massa, il grado di isolamento acustico dai rumori aerei richiesto dalle leggi vigenti.Ulteriore miglioramento, in tal senso,proviene dagli strati di completamento per l’isolamento e la impermeabilizzazione.

Un solaio intermedio, quale elemento di separazione tra unità diverse, deve, invece, garantire l’isolamento dai rumori aerei e dai rumori da percussione.Per i primi è sempre molto importante la presenza di una massa.Per i secondi occorre sempre l’aiuto di un materiale resiliente che è più opportuno sia posizionato nella parte dove avviene la percussione, cioè all’estradosso.

Per l’isolamento termico, il solaio dicopertura in laterizio, quale elemento di involucro, viene comunque isolato grazie agli strati necessari all’estradosso per creare le pendenze per lo smaltimento delle acque.Tale soluzione di isolamento, che prevede lo strato coibente all’esterno, è senza dubbio migliore rispetto a quella che prevede lo stesso strato all’interno. In ogni caso, volendo uno strato coibente all’intradosso, sipuò sempre applicare successivamente, in fase di rifinitura, un pannello di placcaggio.

Un solaio intermedio, quale elemento di separazione tra unità diverse, deve, invece, garantire una trasmittanza pari a 0,80 W/m2K. Tale valore viene soddisfatto, tenendo conto anche di tutti gli strati di completamento del solaio, incluso l’isolamento dai rumori da percussione.

Dal punto di vista igrometrico, il laterizio da solaio ha una efficace azione di regolamentazione del flusso ascendente di vapore: lo assorbe in condizioni di saturazione dell’ambiente e lo ricede in condizione di aria “secca”. Tale comportamento, naturalmente, contribuisce ad assicurare condizioni di benessere specialmente per gli ambienti di ultimo piano.

Per la reazione al fuoco il laterizio risulta incombustibile e stabile dal punto di vista fisico-chimico.

Isolamento acustico per copertura

Isolamento acustico per separazioni interne

Isolamento termico per copertura

Isolamento termico per separazioni interne

Proprietà igrometriche

Sicurezza al fuoco

I “minus” dei materiali leggeri

In presenza delle stesse condizioni di isolamento, sono assicuratirisultati confrontabili per i solai di copertura.

Le stesse considerazioni si possono fare per i solai con blocchi a bassa densità, poiché è sempre la parte di calcestruzzo (nervature e soletta, comunque presenti) che è responsabile della trasmissione deirumori da percussione. L’eventualepresenza di uno strato di materiale leggero all’intradosso, propria di alcuni di questi sistemi, non offre un efficace isolamento dai rumori di percussione.

Solai con elementi leggeri prevedono, in molti casi, forme di blocchi che sono già comprensive di uno spessore coibente all’intradosso. Tale soluzione è complicata per diversi motivi:- non garantisce appoggi

indeformabili nella fase di preparazione del solaio e del getto del calcestruzzo;

- non permette un sicuro e corretto mantenimento dell’intonaco all’intradosso;

- crea una barriera impermeabile immediatamente a contatto con l’ambiente interno.

In presenza delle stesse condizioni, sono garantiti i medesimi risultati per i solai di copertura.

Un materiale a bassissima permeabilità (come il polistirene) può favorire condizioni di saturazione dell’aria interna, provocando gocciolamento.

La decomposizione del materiale leggero, in caso di incendio, genera gas velenosi per la salute.

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Fig. 1 - Confronto dei pesi di alcune tipologie di solaio.

Fig. 2 - Confronto tra le soluzioni 20+4 e 26+4 cm (da catalogo) di un solaio con blocchidi polistirolo con analoghe soluzioni in latero-cemento, a parità di classe di resistenza del calcestruzzo e dell’acciaio.

Altezza Carico totale Armatura totale compreso il Luce M = 1/8 q l2 totale H 20+4 peso proprio inferiore (cm) (kg/m2) (m) (kg x m) (cm2)

Laterizio 700 5,00 2187 5,30

Polistirolo 600 5,00 1875 5,75

Tipo Altezza (cm) Peso a piè d’opera 1. lastre (predalle) con alleggerimento in laterizio H = 5+12+4 185 kg/m2 H = 5+16+4 190 kg/m2

H = 5+20+4 190 kg/m2

2. latero-cemento H = 12+4 90 kg/m2 H = 20+4 106 kg/m2

H = 24+4 118 kg/m2

3. polistirolo irrigidito con nervatura in cls H = 18+4 25 kg/m2 H = 22+4 25 kg/m2

H = 26+4 25 kg/m2

4. polistirolo irrigidito con lamierini H = 16/3+4 6,2 kg/m2 H = 20/3+4 6,8 kg/m2

H = 24/3+4 7,5 kg/m2

Altezza Carico totale Armatura totale compreso il Luce M = 1/8 q l2 totale H 26+4 peso proprio inferiore (cm) (kg/m2) (m) (kg x m) (cm2)

Laterizio 800 6,00 3600 6,94

Polistirolo 700 6,00 3150 7,54Bloc

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