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Domanda 
Nella nota del M.I. VV.-F. in merito al comportamento al fuoco di elementi strutturali in c.a. contenenti polistirene di alleggerimento, si fa presente che le prove di laboratorio condotte su solai di tipo predalle (solai a lastra) con alleggerimento di polistirene non sempre garantiscono il requisito E, a causa dello scoppio del calcestruzzo. Alcuni suggeriscono di realizzare dei fori nella soletta. Sapreste indicarmi quanti realizzarne e con quali dimensioni.

Risposta

L’impiego di polistirene a bassa densità (o polistirolo) per alleggerire i solai realizzati con lastre tralicciate (predelle) e pannelli di tamponamento (pareti tagliafuoco), a discapito di materiali storici quali le pignatte in cotto, argilla e i calcestruzzi con inerti leggeri, è prassi quotidiana per i prefabbricatori.
Un blocco di polistirene è costituito prevalentemente da aria e da una piccola frazione di materiale plastico (10-12 kg/m³). In caso di incendio, dopo 20-30 minuti la temperatura dell’alleggerimento raggiunge circa 110°C (temperatura di transizione vetrosa) ed è ipotizzabile che sia già iniziata la fusione del blocco di polistirene (Tf=270°C) che si trasforma in un materiale semifluido. Il volume occupato dai blocchi è ora occupato da aria semplice, in quanto il polistirene non ha prodotto ancora alcuna formazione gassosa (il 98% del materiale è aria e il restante 2% è idrocarburo sinterizzato).
Per la l’equazione di stato PV=nRT, essendo n, R, V valori costanti, la pressione p aumenta proporzionalmente alla T provocando in tal modo l’esplosione della lastra di calcestruzzo del solaio o del pannello.
Ipotizzando una temperatura iniziale del blocco di polistirene di 20°C (pari a circa 293°Kelvin in termini di temperatura assoluta T), quando la temperatura del blocco raggiunge i 100°C (»373°Kelvin), l’aumento di pressione raggiunge circa il 27% (373/293=1,27). Sulla lastra prefabbricata si esercita quindi una pressione dall’interno verso l’esterno pari a 27 kN/m², valore insostenibile che comporta alla fessurazione della lastra stessa.
Per evitare che si formi questa sovrappressione, si deve consentire all’aria di fuoriuscire (così come richiesto dalla UNI 9502/01 art.7.2.2. e successivamente nell'allegato del D.M. del 16/02/2007), e gli sfiati di sicurezza assolvono a questa funzione.
Tali sfiati si realizzano prevedendo dei fori circolari di diametro pari a circa 2,5cm e di altezza h~2/3s (s= spessore della lastra) realizzati con “tappi” di polistirolo o inserendo dei tubicini. Esistono anche dei dispositivi (ad es. lo sfiato di sicurezza “Jet” della Ruredil S.p.A.) realizzati con materiale plastico con punto di fusione prefissato che collega l’interno con l’esterno solo quando utile attraverso una valvola che si apre solo in caso di incendio. 
E’ corretto prevedere almeno uno sfiato per blocco e comunque almeno uno ogni m².


Ing. Roberta Mallardo
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