Progetti / 09/01/2025

Royal Victoria College: restauro e rinforzo strutturale con il sistema FRCM

Sistemi compositi e connettori a fiocco allo Strathcona Music Building, un palazzo in muratura appartenente alla Mcgill University

Lo Strathcona Music Building della McGill University è stato sottoposto a un intervento di consolidamento strutturale con sistemi avanzati FRCM (matrice cementizia fibrorinforzata). Questo progetto di rinforzo strutturale ha preservato l'iconico punto di riferimento di epoca vittoriana, migliorandone al contempo la durata per le generazioni future.

Inaugurato nel 1896 a Montreal su commissione di Lord Strathcona, il Royal Victoria College è un antico edificio rivestito in pietra calcarea grigia. Ristrutturato l'ultima volta nel 1971 quando fu ceduto alla McGill University e ribattezzato Strathcona Music Building, è sede della Schulich School of Music e della Pollack Hall, uno dei luoghi culturali più frequentati della città. Nel 2021 una serie di sopralluoghi tecnici ha messo in evidenza i danni causati dagli eventi atmosferici e dalle scosse sismiche, oltre che dai lavori di scavo necessari per realizzare il Mount Royal Tunnel, effettuati all’inizio del secolo scorso. I progettisti cercavano una soluzione in fiber reinforced polymers FRP da applicare sulla muratura in mattoni di terracotta risalenti al XIX secolo e hanno considerato con interesse l’opzione proposta dall’Assistenza Tecnica Mapei di utilizzare invece il sistema FRCM progettato proprio per questo tipo la muratura. I sistemi FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix) permettono di realizzare un rinforzo esterno a basso spessore su strutture esistenti in muratura e non solo. Sono composti da una matrice inorganica rinforzata con una rete in fibra di vetro e da connettori a fiocco per il collegamento all’elemento strutturale da rinforzare.

Il sistema di rinforzo strutturale basato su FRCM utilizzato in questo progetto è incentrato sulla rete in fibra di vetro MAPEGRID G 220, resistente agli alcali, applicata con la malta fibrorinforzata PLANITOP HDM MAXI.

L’intervento strutturale

L’intervento strutturale Il sistema FRCM per il rinforzo strutturale si basa sulla rete in fibra di vetro resistente agli alcali MAPEGRID G 220 posata con la malta fibrorinforzata ad alta duttilità PLANITOP HDM MAXI. La rete applicata sulla struttura in muratura compensa la mancanza di resistenza alla trazione e ne aumenta la duttilità complessiva in modo che le sollecitazioni siano distribuite in maniera più uniforme. Il sistema aderisce perfettamente al substrato; le sue caratteristiche meccaniche fanno sì che le sollecitazioni localizzate non abbiano ripercussioni sull’interfaccia tra il substrato e il sistema di rinforzo. Hamza Ouziame, sale manager di Mapei Inc., spiega: “MAPEGRID G 220 è il prodotto principale del sistema ma richiede anche una matrice, costituita dalla malta PLANITOP HDM MAXI, un prodotto compatibile con i manufatti in muratura. A differenza di altre malte modificate con polimeri, PLANITOP HDM MAXI è permeabile al vapore. Grazie al suo modulo di elasticità non troppo basso e alla sua moderata resistenza alla compressione, è più adatto per gli elementi in muratura rispetto a un sistema FRP. Il connettore in fibre di carbonio MAPEWRAP C FIOCCO è aggiunto come presidio all’adesione del sistema a lungo termine negli interni".

Al sistema FRCM scelto è stato aggiunto il cordone in fibra di carbonio MAPEWRAP C FIOCCO per favorire l'adesione a lungo termine del sistema per gli interni.

Preparazione del substrato

L’intervento è iniziato pulendo i mattoni da efflorescenze e sporcizia e identificando quelli ammalorati e da sostituire. Sono state poi inserite le barre elicoidali in acciaio inossidabile MAPEI STEEL DRY 316 per il rinforzo locale. Su aree specifiche, la superficie è stata rasata con la malta cementizia fibrorinforzata PLANITOP 23. È stato poi applicato il primer acrilico a base d'acqua ELASTOCOLOR PRIMER WB, seguito da un primo strato (da 5 a 6 mm) di PLANITOP HDM MAXI sul quale è stata stesa la rete MAPEGRID G 220 con una sovrapposizione di 15 cm tra i teli, seguita da un secondo strato di malta. È stato poi aggiunto un secondo strato di rete con la stessa sovrapposizione, seguito da un terzo e ultimo strato di PLANITOP HDM MAXI. Dove necessario, per riparare e livellare il sottofondo dei pavimenti, sono state utilizzate le malte MAPECEM 100, MAPECEM QUICKPATCH, PLANITOP 25. Sulle travi metalliche, come legante per i massetti e le malte da ripristino, è stato applicato l’adesivo epossidico bicomponente PLANIBOND EBA. Per migliorarne l’adesione sul supporto è stata sparsa la sabbia silicea calibrata MAPESAND COARSE.

Il sistema di rinforzo prevedeva l'applicazione di cordoni in fibra di carbonio MAPEWRAP C FIOCCO distribuiti a stella a 360 gradi.

Applicazione del sistema FRCM

Usando lo stesso sistema FRCM, le pareti rinforzate sono state connesse ai solai per dare continuità strutturale all’insieme degli elementi. Per terminare la fase di rinforzo è stata effettuata la marcatura dei fori (posti a un metro di distanza uno dall’altro) per l’inserimento della corda in fibra di carbonio MAPEWRAP C FIOCCO come fune di ancoraggio. Prima di inserire la corda i fori sono stati riempiti con lo stucco epossidico MAPEWRAP 12. Nel frattempo, le corde sono state impregnate con la resina epossidica MAPEWRAP 21 e spolverate con sabbia MAPESAND COARSE. Inserito il fiocco di connessione nei fori, MAPEWRAP 12 è stato applicato anche alla testa di MAPEWRAP C FIOCCO disposto a ventaglio, facendo attenzione a impregnare completamente le fibre. MAPEWRAP 21 è stato infine utilizzato per impregnare e saturare meccanicamente i tessuti in modo da ottenere una laminazione dalle elevate prestazioni, che fornisce un rinforzo supplementare agli elementi strutturali, completando il recupero dell’edificio.