Chiesa dei SS. Quattro Coronati in Roma

Indagini statiche e verifica strutturale Rome / Italy / 2000

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Quello dei Santi Quattro Coronati è un complesso di edilizia cristiana situato nel rione romano del Celio, sull'omonimo colle.
Il sito si presenta ancora come un complesso monastico fortificato, di modesta apparenza esterna ma di massiccia consistenza muraria, ed è costituito da una basilica e da una serie di altri spazi sacri e residenziali (cripta, cortili, convento, antico palazzo cardinalizio). Esso occupa, dal IV secolo, i luoghi di una ricca residenza aristocratica di età tardoantica che era collocata lungo l'antica via Tuscolana (nel percorso corrispondente all'attuale via dei Santi Quattro) e nei secoli fu ripetutamentemente e radicalmente modificato.
La primitiva aula absidata fu convertita in luogo di culto cristiano prima del 499, data a cui risale la prima attestazione del "titulus Aemilianae", più volte identificato, dalle fonti altomedioevali, con la chiesa dei Santi Quattro. La posizione della chiesa era rilevante, per essere in alto e per la sua vicinanza al Laterano, sede allora del papato.
La fortificazione del complesso (cripta, torre d'ingresso all'epoca decorata all'interno e all'esterno, primo cortile con i primi edifici destinati al clero) è di epoca carolingia, attribuita al papa Leone IV (fine VIII secolo).
Dopo l'incendio di Roberto il Guiscardo nel 1084, papa Pasquale II provvide alla ricostruzione, riducendo però la basilica alla sola metà ovest della ex navata centrale e trasformando il precedente spazio nell'attuale secondo cortile, mentre quelle che erano state le navate laterali furono inglobate, la destra nel palazzo del cardinale titolare, la sinistra nel monastero fondato dallo stesso Pasquale II, che dal 1138 divenne un priorato dell'abbazia benedettina di S. Croce di Sassovivo presso Foligno.
Importanti restauri (testimoniati dall'iscrizione con lo stemma del cardinale murata nel primo cortile, sotto la torre) furono fatti eseguire nel XV secolo dal cardinale Carillo dopo la cattività avignonese, quando il complesso fu dichiarato sede pontificia da papa Martino V. Con lo spostamento della sede papale in Vaticano, tuttavia, l'importanza del complesso decadde. Dal XVI secolo l'insieme fu affidato alle monache di clausura Agostiniane e adibito ad orfanotrofio, trasformando tutti gli ambienti che affacciano sul cortile in dormitori per le orfane. È ancora oggi un convento delle Agostiniane.
Il complesso monumentale dei SS. Quattro Coronati è da tempo oggetto di studi e ricerche a carattere storico pubblicate in riviste del settore o in corso di pubblicazione. La descrizione delle fasi e delle trasformazioni attraverso le quali si è giunti alla attuale configurazione del complesso monumentale è descritta in dettaglio in dette pubblicazioni.
Trattandosi di indagini ed accertamenti di carattere statico sono state riportate quelle considerazioni di carattere geometrico strettamente legate al funzionamento dell’apparecchiatura costruttiva.
La porzione di fabbrica interessata dalle indagini è una parte dell’intero complesso in corrispondenza della corte interna.
Il corpo di fabbrica ha dimensioni in pianta di circa 12x6 ml ed è composto di tre parti che, almeno da un punto di vista statico costituiscono corpi autonomi. Le tre porzioni della fabbrica sono state indicate con le lettere A, B e C.
La porzione principale è costituita da un colonnato realizzato con volte a crociera impostate su dieci pilastri in muratura cruciformi. Le volte a crociera sono si spessore esiguo e tutta la fabbrica doveva essere impostata ad una certa “leggerezza” dal punto di vista statico poiché non sono visibili provvedimenti finalizzati a contrastare le spinte laterali delle volte che nella tipologia suddetta assumono valori ragguardevoli.
La parte B della fabbrica sembra, dal punto di vista statico e costruttivo successiva o comunque presenta modalità realizzative diverse dal primo nucleo. Le due volte a crociera sono diverse tra di loro e comunque diverse da quelle della parte A. Sono infatti impostate su di un doppio pilastro che ne differenzia quindi il passo da quelle contrapposte sfalsando le generatrici ed instaurando un comportamento statico complesso di cui si dirà nel seguito.
La terza porzione della fabbrica è rappresentata da due volte a botte con le generatrici perpendicolari alla parte corta della fabbrica.

DESCRIZIONE DEI DISSESTI
La porzione di fabbrica in oggetto è interessata da notevoli dissesti di natura statica che hanno richiesto in periodi precedenti un puntellamento dell’arcata centrale della porzione B-C.
Sono state individuate un elevato numero di lesioni che rappresentano un quadro fessurativo organico.
Nella porzione A sono era è visibile una lesione parallela alla dimensione maggiore del colonnato che è stata stuccata ma che si sta ripresentando. La lesione suddetta collega tutte le chiavi degli archi delle volte a crociera.
Su ciascuna delle volte a crociera è presente una lesione perpendicolare alla prima della natura e tipologia. In corrispondenza dei pilastri in muratura si sono instaurate delle lesioni che lungo una curva generatrice collegano i due pilastri.
La parte B-C della fabbrica è interessata da altre lesioni con andamento diverso. Nella prima delle due volte a crociera è presente una lesione perpendicolare all’asse maggiore della fabbrica ed una che collega due pilastri contrapposti analoga a quella riscontrata per la parte A. In corrispondenza dell’attacco tra le volte a crociera e la facciata sono state rilevate delle lesioni di distacco tra questa e la volta. Nelle volte a botte le lesioni seguono le direttrici in chiave e nel caso della volta a botte di dimensioni maggiori la lesioni in prossimità delle pareti si ramifica verso gli angoli.
Al fine di accertare se il quadro fessurativo rilevato si sia esaurito, sono state collocate in opera delle basi per la misurazione dell’ampiezza delle lesioni.
In tutte le lesioni poste sotto osservazione non si sono rilevati fenomeni evolutivi di entità tali da fa ritenere in atto un cedimento fondale.
Le piccole variazioni riscontrate dipendono in buona misura dalle variazioni termiche che sempre interessano strutture quali quella in oggetto.
Sono state effettuate delle verifiche statiche effettuate che consentono di individuare con ragionevole certezza le cause dei dissesti riscontrati e descritti nelle pagine precedenti.
Come già detto in precedenza, la tipologia delle lesioni ed il fatto che non sia riscontrabile un fenomeno evolutivo fa ritenere che le cause dei dissesti debbano essere fatte risalire alla assenza quasi totale di un contrasto alle spinte laterali che le volte esercitano sulle murature di imposta e sui pilastri in muratura.
Nella situazione reale un’angolata è contrastata dall’edificio esistente mentre in corrispondenza della seconda è stato realizzato un vistoso contrafforte.
Tale situazione risulta confermata dalle elaborazioni effettuate. Se infatti si osserva la struttura deformata sotto i carichi agenti si nota come i pilastri in muratura siano in uno stato di forte pressoflessione verso l’esterno.
La verifica precedentemente indicata è stata effettuata non tenendo conto delle catene attualmente presenti poiché queste non sono state poste in opera per tutte le volte e quindi la loro presenza è quasi ininfluente ai fini del comportamento statico dell’intera fabbrica.
Nell’immagine del modello sono diagrammate con tonalità di colore tendenti al rosso in funzione del valore di un indicatore dell’impegno del materiale denominato tensione di Von Mises.
Come risulta dal diagramma la tensione massima rilevata assume un valore paria circa 17 Kgf/cm2 che è certamente al di fuori dei coefficienti di sicurezza abituali per murature del tipo di quelle considerate.
Dai due diagrammi si evince anche che il pilastro tra le due crociere è fortemente inflesso verso l’esterno il che spiega le forti lesioni riscontrate sull’arco in facciata e la necessità del suo puntellamento inoltre nella carpenteria deformata sono visibili alcuni importanti fatti. Come appare evidente le angolate della fabbrica vengono espulse verso l’esterno.
Una evidente conferma della corrispondenza del comportamento statico simulato e del quadro fessurativo rilevato si ha sovrapponendo su di una carpenteria le massime tensioni di trazione e le lesioni rilevate.
Come si evince, la lesione longitudinale sulle volte a crociera corrisponde esattamente alla zona di massime trazioni e tutte le altre in generale corrispondono a zone dove le trazioni sono comunque estremamente elevate.

INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO SULLE VOLTE
Per il consolidamento delle volte sono stati previsti i seguenti tipi d’intervento:
· un rinforzo estradossale della volta finalizzato ad aumentarne le capacità portanti;
· la posa in opera di nuove catene metalliche con lo scopo di ridurre la spinta orizzontale sulle strutture portanti;
· controllo e bonifica delle catene esistenti.
Il rinforzo estradossale consiste nel realizzare e solidarizzare, attraverso perforazioni armate alla struttura esistente, una soletta in cemento armato dello spessore pari a 10 cm. L’intervento di consolidamento si articola in due fasi:
FASE 1
Rimozione del pavimento e del massetto sottostante;
Rimozione del rinfianco e messa a nudo della muratura della volta;
Messa in opera di connettori metallici F12 in numero di 4 ogni mq;
Pulizia accurata dell’estradosso della volta ;
Trattamento estradossale della volta con primer epossidico tipo epojet o epotec primer;
Perforazioni F32 armate con barre ad aderenza migliorata F16 iniettate a pressione con miscele antiritiro tipo Macflow o Betonfix ;
Posa in opera di doppia rete elettrosaldata F8 passo 10x10 ;
Getto di completamento costituito da calcestruzzo antiritiro.
FASE 2
Riempimento in calcestruzzo alleggerito;
Getto della malta di allettamento;
Ripristino della pavimentazione.
INSERIMENTO DI NUOVE CATENE METALLICHE
Oltre al rinforzo estradossale, per le volte, visto il quadro fessurativo e i risultati dell’analisi condotta sullo stato tensionale delle strutture portanti, è stato previsto l’inserimento di nuove catene metalliche e il consolidamento, o eventualmente la sostituzione di tutte quelle esistenti.
Come catene si sono utilizzate delle barre d’acciaio del tipo DYWIT del diametro pari 30 mm, tesante con tenditori sempre del tipo DYWIT. Per l’ancoraggio delle catene alla struttura portante esistente sono previste modalità diverse in funzione della possibilità di inserire o meno la doppia piastra.
Ancoraggio con doppia piastra: in questo caso essendo possibile posizionare la doppia piastra (vedi elaborati grafici) l’ancoraggio verrà eseguito collegando tra di loro le piastre attraverso delle barre d’acciaio. L’intervento consiste nel realizzare due cavità opposte, per l’inserimento delle piastre d’ancoraggio delle catene; nell’eseguire delle perforazioni armate, con barre DYWIT ed iniettate con malte antiritiro; nel bullonare le piastre alle barre uscenti; nell’inserire nei fori filettati le catene da tesare ed infine nel ripristino delle cavità con malte antiritiro ed intonaco.
Ancoraggio con singola piastra: in questo caso l’ancoraggio verrà eseguito realizzando un ancoraggio “morto” collegando la piastra alla muratura attraverso delle perforazioni armate. L’intervento consiste nel realizzare una cavità, per l’inserimento della piastra d’ancoraggio della catena; nell’eseguire delle perforazioni armate, con barre DYWIT ed iniettate con malte antiritiro; nel bullonare la piastra alle barre uscenti; nell’inserire nel foro filettato la catena da tesare ed infine nel ripristino delle cavità con malte antiritiro ed intonaco. Per le barre da iniettare è prevista un lunghezza di 70 cm.

INTERVENTI DI CONSOLIDAMENTO SULLE MURATURE
Per la muratura gli interventi riguardano il ripristino di alcune zone in cui sono state ricavate delle aperture e del rifacimento di alcuni vani chiusi con murature non adeguate. Gli interventi consistono nella ricostruzione delle parti di muratura non adeguata con muratura di mattoni e malta di cemento attraverso la tecnica del cuci e scuci come previsto nelle prescrizioni esecutive. Lo spessore della muratura sarà lo stesso della muratura portante esistente.

MURATURA CUCI E SCUCI
L'obiettivo di questa lavorazione è quello di ripristinare l'originaria continuità strutturale degli elementi murari, degradati, mediante una graduale sostituzione che non interrompa, nel corso dei lavori, la funzionalità statica della muratura.
Pertanto bisogna provvedere a delimitare la parte di muratura da sostituire e ad individuare le zone dei successivi interventi in modo da potere sempre disporre di quantità sufficiente di muratura resistente. Gli interventi devono sempre essere alternati e iniziano con l’apertura di una breccia. Il vano creato si richiude con muratura di mattoni pieni e malta magra di cemento ponendo, nella ricostruzione, molta attenzione ai collegamenti che dovranno essere realizzati. La nuova muratura dovrà da una parte collegarsi alla vecchia struttura resistente e dall'altra parte dovrà essere predisposta per lasciare le ammorsature da ricevere per la successiva muratura di sostituzione. Si dovrà, in seguito, inserire a forza fra la nuova muratura e la sovrastante dei cunei di legno da sostituire, solo a ritiro avvenuto, con mattoni e malta fluida fino a rifiuto. Queste operazioni andranno ripetute per tutte le zone d'intervento.
PERFORAZIONI
Nelle murature in pietrame le perforazioni dovranno essere eseguite in corrispondenza dei punti di giunzione delle malte e ad una distanza che è in relazione alla compattezza del muro e alle dimensioni e disposizioni dei conci che compongono le pareti da trattare; si sceglierà un traliccio ideale nei cui nodi andranno ad essere praticati i fori di iniezione. I suddetti fori verranno distanziati di 40-60 cm lungo le linee orizzontali e di 50-70 cm lungo quelle verticali.
Tali distanze possono crescere in funzione delle fessure e porosità del muro, in ogni caso deve essere sempre garantita la sovrapposizione delle aree d’iniezione per almeno la metà del raggio R di diffusione. Ciò può essere controllato dalla fuoriuscita della miscela dalle aperture adiacenti a quelle di iniezione. Le perforazioni andranno eseguite distribuendole in modo che le aree delle singole iniezioni vadano a sovrapporsi; ciò si otterrà lasciando fuoriuscire, durante l'iniezione, la miscela dai tubicini "testimoni".
Durante questa lavorazione sarà necessario evitare che le sbavature vadano a rovinare in modo irreversibile l'integrità degli adiacenti strati di rivestimento. Per agevolare la diffusione della miscela, si dovrà praticare dei fori profondi quanto la metà dello spessore del muro.
Se lo spessore risulterà inferiore a 60-70 cm., le iniezioni verranno effettuate su una sola faccia della struttura; se, invece, supererà i 70 cm. si dovrà lavorare su ambedue le facce; se lo spessore dovesse essere ancora maggiore (1,5-2,0 ml.), o se risultasse impossibile iniettare su entrambi i lati, si dovrà perforare la muratura da un solo lato fino a raggiungere i 2/3 della profondità del muro.
Nel caso in cui la muratura sia in mattoni pieni, per distribuire meglio la miscela e per interessare i diversi tratti orizzontali di malta, andranno praticate perforazioni inclinate di almeno 45 gradi verso il basso fino a raggiungere una profondità di 30-40 cm..
Gli ugelli d’iniezione ed i tubicini "testimone" andranno cementati con la stessa miscela d'iniezione resa più densa.
Tutte le lesioni e le eventuali sconnessure fra i conci saranno stuccate in modo da non permettere la fuoriuscita della miscela legante.
Prima di iniettare la miscela dovrà essere effettuato un prelavaggio delle sezioni filtranti sia al fine di saturare la massa muraria sia al fine di mantenere la densità della miscela che di visualizzare, mediante, l'umidità risorgente dagli intonaci, l'estensione delle zone da trattare e l'esistenza di eventuali lesioni non visibili.
Il lavaggio dovrà essere eseguito con acqua pura e priva di materie terrose, durante la fase del lavaggio andranno effettuate le operazioni supplementari di rinzaffo, stilatura dei giunti e sigillatura delle lesioni.
La trasfusione delle miscele leganti all'interno dei fori sarà eseguita a pressione controllata; con ricorso ad un'idonea pompa a mano o automatica provvista di un manometro di facile lettura. La miscela, d'idonea consistenza e composizione, dovrà essere omogenea, ben amalgamata ed esente da grumi ed impurità.
Se il dissesto sarà limitato ed una zona ristretta, dovranno essere risanate, con una pressione non troppo elevata, prima le parti più danneggiate ed in seguito, utilizzando una pressione maggiore, le rimanenti zone.
Dopo un preconsolidamento, che sarà eseguito colando mediante un imbuto una boiacca molto fluida, andranno effettuate le iniezioni procedendo con simmetria dal basso verso l'alto al fine di evitare pericolosi squilibri di peso e conseguenti alterazioni nella statica della struttura.
La miscela andrà iniettata, in relazione alla consistenza della muratura, mediante una pressione di circa 0,5-1,0 Kg/cmq. che servirà ad agevolare il drenaggio e ad otturare, con il ritorno elastico, i fori.
Occorrerà, inoltre, in relazione alla quota del piano di posa delle attrezzature, aumentare la pressione d'immissione di 1/2 atmosfera ogni 3 ml di dislivello in modo da bilanciare la pressione idrostatica. La pressione dovrà essere mantenuta costante fino a quando la miscela non sarà fuori uscita dai fori adiacenti o dai tubicini "testimoni".
Dopo l'indurimento della miscela, gli ugelli saranno dismessi ed i fori sigillati con la malta appropriata. Qualora non sia previsto l'inserimento di barre metalliche i fori verranno praticati per una profondità uguale a circa due terzi dello spessore del muro, con sonde (in genere 35-40 mm) o con trapano (punte del diametro di 18-30 mm) introducendo poi dei tronchetti di tubo metallico (in genere da 3/4") o dei tubetti in plastica di lunghezza paria a circa cm 15.
Nel caso debbano inserirsi nelle murature barre metalliche, ferme restando le caratteristiche relative alle barre riportate nella sezione specifica del capitolato speciale di appalto le perforazioni verranno realizzate fino ad impegnare tutto lo spessore della muratura ovvero verranno lasciati gli untimi 5-10 cm di paramento quando la situazione lo richieda.
Nel caso di muratura formata da elementi resistenti naturali ogni foro va eseguito in corrispondenza dei giunti di malta (in una muratura con giunti sottili si deve ridurre il diametro dei fori) tutte le fessure debbono essere accuratamente stuccate con malta di cemento e sabbia nel rapporto di 1/2,5, al fine di evitare la fuoruscita della malta.
Nelle murature di mattoni i fori dovranno essere realizzati inclinati al fine di impegnare il maggior numero di ricorsi di malta possibile.
Gli intonaci ammalorati o parzialmente distaccati dal supporto vanno rimossi totalmente, al fine di evitare la formazione di sacche di miscela, fra l'intonaco distaccato e la muratura retrostante, che possono provocare il crollo dell'intonaco medesimo.
Una volta eseguiti i fori e stuccati giunti e fessure, dovrà essere immessa acqua per lavare e inumidire le cavità, quindi la miscela ad una pressione costante che, generalmente, è di 1 o 2 atmosfere (se i muri sono molto vetusti e dissestati si deve scendere fino ad una atmosfera). Quando la miscela non penetra più si aumenta la pressione a 4 atmosfere (per soli 10 minuti circa come massimo) ciò rende la miscela stessa più densa e facilita il drenaggio dell'acqua in eccesso.

VELOCITÀ DI FLUSSO E RAGGIO DI INIEZIONE
La velocità di flusso della miscela segue la legge di Darcy, V = KI in cui V è la velocità di flusso, K la permeabilità del materiale ed I il gradiente idraulico.
La velocità d’iniezione è quindi direttamente proporzionale alla permeabilità del materiale ed al gradiente idraulico (e quindi alla pressione d’iniezione).
Il Raggio d’iniezione rappresenta invece l'estensione, rispetto al foro d’iniezione, della miscela in ogni direzione. Tale raggio risulta essere funzione della pressione, della permeabilità del materiale e delle proprietà reologiche (di scorrimento) della miscela.
Al fine di determinare il raggio d’iniezione e la velocità di flusso, nel corso dei lavori, verrà determinato periodicamente il tempo necessario alla miscela, iniettata con pressione nota in un foro, per fuoriuscire da un foro vicino a distanza nota. In base al tempo determinato verranno definite la permeabilità del paramento interessato ed il raggio di iniezione.
Se le fessure nella muratura sono piccole, una volta iniettata, la miscela tende a sedimentarsi in primo luogo nelle zone più lontane dal foro d’iniezione e la velocità di diffusione rimane pressoché costante.
Quando la muratura è molto porosa e ricca di vuoti la miscela riempie prima i vuoti più grandi nelle vicinanze del foro di iniezione, creando un impedimento all'infiltrazione nelle fessure più piccole, per cui la velocità di diffusione diminuisce rapidamente bisogna prestare molta attenzione alla fase si riempimento

MISCELE D’INIEZIONE
La proporzione miscela solida/acqua è la seguente:
nei muri di pietra = 0,8/1*1/1
nei muri di mattoni = 1*1,2
Il materiale consumato per metro cubo di muro dipende dalle condizioni più o meno dissestate della muratura e verrà misurato in funzione delle quantità di materiale effettivamente approvvigionato in cantiere ed in base alle permeabilità rilevata per la muratura oggetto delle iniezioni.
Tali miscele speciali sono poste in commercio, allo stato secco, in confezioni sul cui involucro è indicata l’esatta percentuale di acqua onde ottenere la malta "reoplastica" adatta ad essere iniettata.
Le miscele secche dovranno essere composte da cemento selezionato rispondente a standard molto rigorosi, un additivo fluidificante che consente l'impiego di una bassa percentuale d'acqua d'impasto (inferiore al 35%) in modo da eliminare i fenomeni di bleeding e ritiro precedentemente descritti e dovranno essere raggiunte elevate resistenze meccaniche.
Dovranno contenere altresì un agente espansivo (che deve essere non metallico e non basato sullo sviluppo di gas) che produce una leggera espansione nella prima fase di indurimento dell'impasto in maniera da compensare il successivo ritiro igrometrico.
Per le miscele dovranno essere impiegati, insieme al cemento, materiali o prodotti che riducono il contenuto d'acqua a parità di scorrimento e che dovranno consentire di iniettare fessure dello spessore di almeno 0,1 mm. In tali condizioni il coefficiente di permeabilità dovrà essere almeno K= 10?1 cm/sec o, nella peggiore delle ipotesi, K=10?2 cm/sec. In quest'ultima ipotesi dovrà essere usato un cemento colloidale fine con una "Superficie Specifica" di circa 9000 cm2 /gr. (la superficie specifica di un cemento ordinario si aggira sui 4200 cm2/gr).
A tal fine si aggiungerà, al cemento, della sabbia silicea finissima la quale, legandosi con il CaO del cemento, darà luogo ad un composto solido (silicato-alluminato di calcio). Con l'aggiunta della sabbia silicea si dovranno ottenere resistenze a compressione della miscela solida comprese tra i 300 Kg/cm2 ed i 400 Kg/cm2 e densità intorno ai 2000 Kg/m3.
Per ridurre il contenuto d'acqua, a parità di fluidità, si dovranno aggiungere prodotti chimici "plasticizzanti" nelle proporzioni, in peso, variabili dallo 0.5 all’uno per mille.
Dovranno essere adottate tutte le cautele finalizzate alla eliminazione degli inconvenienti dovuti al ritiro. Gli impasti cementizi infatti subiscono normalmente una contrazione durante la presa e l'indurimento.
Tale contrazione è il risultato di vari fenomeni fra cui è prevalente la perdita di acqua. Per quanto riguarda l'impiego degli impasti per iniezioni risultano particolarmente importanti il ritiro da "bleeding", il ritiro plastico ed il ritiro igrometrico.
Al fine di controllare che le iniezioni siano state effettuate con i dovuti accorgimenti e valutare l'innescarsi dei fenomeni suddetti, dovranno essere realizzati dei carotaggi in modo da porre in evidenza l'assenza di ritiro ed il perfetto riempimento dei vuoti e delle porosità.

RITIRO DA SEDIMENTAZIONE E "BLEEDING"
Poiché le paste di cemento, subito dopo la miscelazione, tendono a sedimentare le loro parti solide con conseguente risalita dell'acqua alla superficie superiore.
Il bleeding si manifesta immediatamente dopo la posa e dura alcuni minuti fino a due ore circa a seconda della maggiore o minore quantità di acqua contenuta nella pasta. Il ritiro conseguente può raggiungere e superare valori intorno allo 1% . Le conseguenze del fenomeno di cui sopra portano alla formazione di vuoti negli spazi inizialmente riempiti entro la muratura, cosa che avviene all'inizio dell'indurimento e si protrae, in seguito ed in maniera molto meno accentuata, a causa del ritiro plastico e di quello igrometrico.

RITIRO PLASTICO E RITIRO IGROMETRICO
Quando le paste (o boiacche) di cemento iniziano la prima fase dell'indurimento e quindi sono ancora relativamente plastiche, vi si manifesta il noto ritiro plastico, dovuto in parte alla sedimentazione ed in parte alle reazioni chimiche fra i componenti dell'acqua e del cemento.
A differenza del ritiro da bleeding, che si manifesta in senso verticale, creando principalmente vuoti e distacchi nelle zone superiori delle cavità murarie in cui sono state iniettate le boiacche, il ritiro plastico si manifesta in tutte le direzioni.
Il ritiro igrometrico si prolunga nel tempo per qualche anno ed è caratteristico degli impasti già induriti. E' dovuto essenzialmente alla perdita d'acqua contenuta nei pori del cemento idratato. Questo tipo di ritiro avviene molto lentamente ma, alla lunga, risulta non trascurabile raggiungendo valori percentuali intorno al 60-80% nei confronti del ritiro plastico e da bleeding.
Al fine di eliminare gli inconvenienti suddetti la miscela di iniezione dovrà essere realizzata secondo le composizioni specificate nel seguito.

PROVE SULLE MISCELE DA INIEZIONI
Prove di aderenza (di aderenza fra malta e acciaio se in riferimento alle iniezioni armate o "cuciture");
Prova water retentivity (ritenuta dell'acqua d'impasto sotto forte pressione);
Prova d’espansione;

CONTROLLO PERDITA DI LAVORABILITÀ.
Le prove meccaniche (di compressione) verranno eseguite su provini di cm 4x4x16 confezionati e conservati in casseforme contrastate, sino alla data di prova, alla temperatura di 20 * 1°C e con umidità relativa del 65%.
La determinazione del modulo elastico E verrà effettuata su provini delle dimensioni di cm 7x7x21, conservati in casseforme contrastate alle stesse condizioni ambientali di cui sopra. Le prove dovranno essere effettuate a 28 giorni dalla data di confezione dei provini.
Le prove di aderenza verranno effettuate su provini, delle dimensioni di cm 7x7x7, in cui sono stati annegati tondini di acciaio liscio ad alta resistenza per una lunghezza di aderenza pari a circa 40*42 mm. Queste prove servono a rilevare l'aderenza fra acciaio e malta per quanto riguarda le cosiddette iniezioni armate o "cuciture" da eseguire nelle murature da consolidare.
I provini verranno confezionati in casseforme metalliche non contrastate e stagionati in ambiente a 20 °C con umidità relativa del 100%. Con le prove di aderenza si determinano i valori delle tensioni , tra acciaio e malta, ricavati dall’espressione:

t = F/(p*D*Lv

Nella quale:
F= forza applicata per l'estrazione del ferro dal cubetto di malta
D= diametro del tondino
Lv= lunghezza d’aderenza
Per le prove di bleeding si usano contenitori in plastica graduati generalmente fino a 1000 cc. si riempiono con la malta da esaminare e quindi si chiudono con un foglio di materia plastica. La prova consiste nel controllo volumetrico del liquido che essuda nella superficie superiore dopo 15, 30, 60, 90, 120 minuti dalla confezione dei provini.
Per la prova di water retentivity si sottoporranno i campioni di boiacca ad una forte depressione determinando la quantità di acqua estratta dal provino. Attraverso questa prova verrà determinata l'attitudine della boiacca a trattenere l'acqua di impasto. Le depressioni a cui vengono sottoposti i provini dovranno oscillare intorno ai 700 750 mm Hg.
Le prove di espansione verranno eseguite (secondo norme ASTM) prelevando un campione di materiale dopo 20 minuti dall'inizio dell'impasto con il quale verranno riempiti dei cilindri di diametro cm 5 ed altezza cm 10 che verranno poi ricoperti con un coperchietto metallico nel cui centro si pone il comparatore per le letture di espansione.
Le prove di perdita di lavorabilità verranno effettuate sulla miscela fluida pochi minuti dopo la preparazione, ed ad intervalli, verranno ripetute, sempre distanziate l'una dall'altra di alcuni minuti, fino all'ultima prova che, verrà effettuata dopo 30 o 60 minuti dalla preparazione dell'impasto. I valori della lavorabilità dovranno essere misurati secondo la cosiddetta "Viscosità di Marsh".

VALORI ORIENTATIVI
Di seguito si riportano dei valori orientativi delle prove suddette ottenuti con delle malte confezionate in cantiere:

Cemento 4259 1.00%
Sabbia silicea finissima 9.00%
Plasticizzante 1.00%
Rapporto acqua/cemento 0.80%

I dati ricavati con questo tipo di malta sono:

Resistenza alla compressione a 28 giorni 390 Kg/cm2
Modulo elastico (valore medio) 136,000 Kg/cm2
Perdita di lavorabilità dopo 10 minuti 34 sec
Perdita di lavorabilità dopo 30 minuti 36 sec
Perdita di lavorabilità dopo 60 minuti 44 sec

INIEZIONI ARMATE
Le modalità operative, simili a quelle previste per le iniezioni di malte leganti, avranno la finalità di assicurare alla muratura un consistente aumento della resistenza agli sforzi di trazione. Durante l’esecuzione dei lavori si dovrà inserire nei fori delle barre metalliche opportunamente distanziate il cui schema distributivo, l'inclinazione ed il calibro saranno scelti in funzione dei dissesti riscontrati dall'esame del quadro fessurativo dell'edificio o delle variazioni, apportate nel corso dei lavori di risanamento agli equilibri dei carichi.
I lavori dovranno essere condotti in modo da realizzare, all'interno della muratura, una struttura solidamente interconnessa.
Le armature saranno costituite da tondini in acciaio inossidabile, normali o ad aderenza migliorata.
Questo tipo di consolidamento, particolarmente efficace per strutture molto degradate, verrà eseguito facendo aderire su ambedue i lati della superficie muraria delle lastre cementizie gettate in opera su dei reticoli elettrosaldati da collegare tramite tondini d'acciaio.
Si dovranno demolire i vecchi intonaci, i rivestimenti parietali, le parti incoerenti ed in fase di distacco fino a raggiungere la parte sana della struttura.
Le lesioni andranno ripulite, allargate e spolverate con l'aiuto di un forte getto d'aria compressa.
Saranno eseguite delle perforazioni in senso obliquo (almeno 6 per m.) e passanti al cui interno verranno collocati i tondini di acciaio, del tipo e del diametro richiesto dagli elaborati di progetto (minimo 4-6 mm.), lasciandoli sporgere dalla struttura per almeno 10 cm. da ogni lato. Si dovranno stuccare, quindi, le lesioni, fessure o parti di struttura situate sotto i fori con la malta prescritta e posizionare, su ambedue i lati del muro, reti elettrosaldate con diametro e maglia richiesti dagli elaborati di progetto, avendo cura di rivoltarle per almeno 50 cm. in corrispondenza degli spigoli laterali. Le reti, inoltre, andranno saldamente collegate alle barre.
Sulla struttura preventivamente bagnata sarà applicato uno strato di malta la cui natura, preparazione e formulazione dovranno essere quelle prescritte dal progetto.
In fase di esecuzione si dovrà tenere conto che:
per ottenere spessori intorno ai 5-10 cm. dovrà ricorrere al getto in casseforme;
per ottenere spessori intorno ai 3-5 cm. dovrà applicare la malta manualmente;
per ottenere spessori inferiori ai 3 cm. dovrà metterla in opera a spruzzo. La scelta dello spessore e del conseguente sistema di posa in opera dovrà essere rapportata al degrado della struttura ed al tipo di sollecitazioni cui è sottoposta.
Per la sarcitura di lesioni isolate, anche di consistente spessore, in corrispondenza degli angoli fra strutture ortogonali di cantonali, d'incroci e martelli di muratura oppure in corrispondenza di aperture, la rete elettrosaldata potrà essere usata in strisce di 60-80 cm. e, una volta posizionata su ambedue i lati del muro, collegata con tondini passanti attraverso le lesioni precedentemente scarnite e pulite da parti incoerenti. La malta da utilizzare per sarcire le lesioni, dovrà essere di tipo antiritiro o espansivo.

CATENE METALLICHE
I tiranti metallici, necessari per l’eliminazione della spinta, dovranno essere applicati all'interno della muratura e fissati all'estremità con piastre atte alla distribuzione dei carichi.
Una volta segnati i livelli e gli assi dei tiranti, si dovrà preparare la sede di posa dei tiranti mediante l'utilizzo di sonde esclusivamente rotative del diametro prescritto al fine di evitare ogni possibile disturbo all'equilibrio della struttura dissestata.
Nel caso si dovesse preparare la sede di posa dei tiranti in aderenza ai paramenti esterni, si dovrà realizzare nella muratura delle sedi le cui sezioni, prescritte dagli elaborati di progetto, siano atte a contenere i piani di posa dei tiranti e delle piastre di ripartizione le cui aree d'appoggio dovranno essere spianate con un getto di malta antiritiro.
I tiranti, una volta tagliati e filettati per circa 10 cm. da ogni lato, andranno posti in opera e fissati alle piastre ( dalle dimensioni e spessori prescritti) mediante dadi filettati avendo cura di predisporre, se richiesto, delle guaine protettive.
Dopo l'indurimento delle malte usate per i piani di posa delle piastre, si metteranno in tensione i tiranti mediante chiavi dinamometriche in modo che la tensione applicata sia pari a quella prescritta dagli elaborati di progetto. La tensione applicata non dovrà comunque sin assenza di specificazioni superare il 50% di quella ammissibile determinata in funzione della caratteristiche del tirante.
I dadi filettati dovranno essere saldati alle piastre salvo quanto riportato nel seguito.
Quando la sede di posa dei tiranti, è interna alla struttura, potrà essere riempita, ricorrendo ad iniezioni di malte reoplastiche o di prodotti sintetici mentre le scanalature andranno sigillate con malta e rifiniti in modo da non compromettere l'aspetto del paramento murario.
A presa avvenuta potranno essere tagliate le teste dei tiranti e le piastre potranno essere rimosse.
Per garantire alla struttura le migliori prestazioni statiche, i tiranti orizzontali dovranno essere posizionati in corrispondenza dei solai o di altre strutture orizzontali mentre lo spazio fra due tiranti contigui dovrà essere ridotto al minimo.
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    Project details
    • Year 2000
    • Work started in 2000
    • Client Comune di Roma - Grande Giubileo del 2000
    • Status Completed works
    • Type Churches
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