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Gli High Performance Fiber-Reinforced Cement Composites (HPFRCC. Composti cementizi fibro-rinforzati ad alte prestazioni) fanno parte dei materiali cementizi avanzati e sono dotati di alte resistenze a trazione e comportamento incrudente in tensione. La loro bassa permeabilità li rende inoltre estremamente resistenti agli attacchi di sostanze degradanti e la struttura costruita con questo materiale può beneficiare di un lento degrado nel tempo, e quindi di una maggior vita utile.
Questa tesi si inserisce in un progetto più ampio sostenuto dall’ HEIG-VD (Yverdon – Svizzera) che mira al confezionamento di una malta cementizia per rinforzo e riparazioni strutturali di elementi in calcestruzzo (per lo più ponti). I costi del materiale stesso e delle operazioni di messa in opera non possono essere trascurati e le performance richieste devono essere raggiunte ad un costo competitivo.
Una prima caratterizzazione del materiale è tuttavia necessaria e l’obbiettivo della presente tesi è di predisporre una campagna di test preliminari finalizzati alla miglior comprensione del comportamento meccanico dei differenti materiali. A questo scopo viene utilizzata una malta commerciale e due diversi tipi di fibre in differenti quantità per confezionare quattro tipi di miscele che verranno studiate con particolare riguardo a:
- Differente comportamento meccanico e macro-strutturale di fibre con forme differenti.
- Influenza della procedura di getto sull’orientazione delle fibre e influenza di quest’ultima sulle proprietà meccaniche del composto indurito.
- Variazioni che si riscontrano nell’adottare differenti standard normativi e/o differenti provini suggeriti da una stessa normativa.
- Revisione critica delle differenti normative italiane.
La parte sperimentale è stata sviluppata in accordo alla UNI 11039 e al CNR-DT 204 col fine di caratterizzare le proprietà meccaniche delle differenti miscele adottate. È stato studiato il comportamento a 7 e a 28 giorni di travetti in flessione, cubi in compressione, ossi di cane e cilindri in trazione diretta. Infine è stata derivata la curva bilineare in accordo alle due citate normative largamente utilizzate nel mercato dei calcestruzzi fibro-rinforzati in Italia.

High Performance Fibre-Reinforced Cement Composites (HPFRCC) are advanced cementitious materials that have high mechanical strengths and exhibit a strain hardening behaviour in tension. Their low permeability prevents the ingress of detrimental substances and the material can have a long life with a very low degradation rate. This thesis describes the first steps of a long study carried out by the HEIG-VD (Yverdon les Bains – Switzerland) that aims to obtain a fiber cementitious mortar for structural reparations and reinforcements of existing concrete bridges. The cost of the material itself and the cost of the implementation in situ are taken into account and the required mechanical performance has to be obtained with a competitive cost. Nevertheless a first characterization is necessary and the objective of this thesis is to set the preparatory tests to have a better comprehension on the mechanical behaviour of the different elements. A commercial mortar is adopted and two different types of fibers in different quantities are used to cast different mixture. The following general aspects have been studied: - The different mechanical and macro-structural behaviour of fibers with different shapes. - The influence of casting procedures on fibers orientation and then on mechanical behaviour. - The variance that occurs adopting different test standards, and different specimen among one standard. - A critical review of Italian norms. The experimental program is performed according to UNI 11039 and CNR-DT 204 in order to characterize the mechanical properties of the different mixtures adopted. Beam elements have been tested in flexion, cubes in compression and dog-bones and cylinders in traction. The tests on the hardened material focus on the mechanical properties at early age (7 days) and maturation age (28 days). Finally is derived the bilinear curved according to two different standards widely adopted in the Italian Fiber Reinforced Concrete market.