Calcestruzzo rapido per l'aeroporto di Bologna

Il chiaro trend di aumento del traffico aeroportuale registrato nell’ultimo periodo in Italia, apre ai tecnici del settore numerose opportunità legate a tecniche e materiali innovativi che possono dare risposte nuove a necessità ‘tradizionali’, quali ad esempio la rapidità di intervento, la durabilità e la sicurezza per gli utenti finali. In questo contesto si colloca la soluzione sviluppata nei laboratori Italcementi  dalla direzione Innovazione di Prodotto Globale e da Calcestruzzi per il rifacimento di alcune lastre in calcestruzzo ammalorate localizzate nell’area Apron in prossimità del raccordo breve TQ dell’aeroporto Guglielmo Marconi di Bologna, avendo come obiettivo principale il ripristino delle caratteristiche funzionali e strutturali della sovrastruttura di tipo rigido in funzione e  coerentemente al traffico aereo presente e futuro.

Il cantiere si è aperto alle 00:01 di venerdì 14 Settembre 2018 e l’area è stata riconsegnata per le ore 05:59 di martedì 18 settembre 2018 come da schedula, sebbene la stessa risultasse grazie alla rapidità del materiale agibile già dal giorno precedente. Le fasi dell’intervento sono consistite nella demolizione della pavimentazione, rimozione degli strati sottostanti, stabilizzazione, rispristino della stratigrafia di supporto e getto in opera della piastra di calcestruzzo.

A seguito della mappatura degli ammaloramenti presenti sulle lastre interessate dall’intervento, si è potuto constatare che i dissesti presenti erano di carattere prettamente fessurativo e che gli stessi erano caratterizzati da elevata estensione. Le fessure erano caratterizzate da un andamento di carattere sia longitudinale/trasversale sia d’angolo; tale aspetto ha portato a pensare che il fenomeno fessurativo potesse essere esteso non solo a tutto lo spessore del lastronato esistente ma anche probabilmente alla fondazione della sovrastruttura in misto cementato implicando la necessità di una maggiore profondità dell’intervento.  Si è quindi reso necessario omogeneizzare il pacchetto della sovrastruttura di tipo rigido cercando di garantire uniformità anche in termini di caratteristiche strutturali. La riqualifica di tipo profondo ha consentito sia di eliminare l'attuale permeabilità della pavimentazione agli agenti meteorici (presenza di fessure diffuse ed "aperte") sia di ripristinare le caratteristiche funzionali della pavimentazione eliminando gli ammaloramenti presenti (es. dislivelli tra lastre contigue). Si è inoltre proceduto all’ottimizzazione dell’orditura dei giunti: in particolare il giunto in direzione parallela al movimento degli aeromobili risultava essere in corrispondenza delle traiettorie maggiormente interessate dal passaggio di pneumatici del nose gear. Il nuovo layout sviluppato ha portato a vantaggi tangibili, tra i quali il fatto che i giunti della pavimentazione non fossero più posti (in rettilineo) lungo traiettorie con maggiori ricoprimenti dei pneumatici aeromobili, (né nose gear né main gear), e che il posizionamento dei fuochi per gli Aiuti Visivi Luminosi (AVL) non si trovasse più in prossimità (< 50-100 cm) dei giunti strutturali della pavimentazione a meno di situazioni puntuali.
 

Considerato lo stato di fatto e tenendo conto della necessità di effettuare l’intervento in tempi rapidissimi, Italcementi e Calcestruzzi, hanno valutato la possibilità di mettere in campo una soluzione innovativa, in grado di garantire in meno di 36 ore le resistenze che un normale calcestruzzo sviluppa in 28 giorni: tale possibilità è stata da subito condivisa e sposata dall’area manutenzione infrastrutture dell’aeroporto stesso, consci della sfida che l’utilizzo di un materiale innovativo avrebbe portato in un ambito come quello descritto.
Nel dettaglio, la zona interessata era costituita da un rettangolo di geometria 15 m x 21 m posto a ridosso di parte del fognolo di scolo delle acque piovane, a sua volta ammalorato e sostituito quindi in occasione dell’intervento sulla piastra; allo stesso tempo, gli impianti ed i cavidotti per i fuochi AVL sono stati demoliti e ripristinati ex-novo.
L’intervento è stato attentamente analizzato da parte di tutti gli attori coinvolti valutando le problematiche attese, in particolar modo tenendo conto della necessità di lavorare in una zona posta a -1 m dal piano campagna, che di fatto limitava le opzioni tecnologiche per la stesa e la compattazione dei rilevati per problematiche di accessibilità e di integrità del sottofondo stesso, considerati gli stretti parametri di regolarità richiesti da capitolato.

Le operazioni di demolizione della piastra esistente sono iniziate immediatamente dopo l’accantieramento e la dismissione delle monovie di alimentazione dei singoli fuochi AVL, procedendo senza interruzione sino al completamento. Si è poi proceduto alla rimozione e al conferimento, andando a sostituire anche parte del sottofondo che risultava in alcune zone compromesso dalla presenza di materiale argilloso di tipo comprimibile e soggetto a variazioni di portanza legate ai cicli secco-umido e caldo-freddo, una delle probabili cause dell’ammaloramento della piastra in calcestruzzo esistente.
Nello specifico, il sottofondo è stato ricostruito andando a disporre uno strato di 0,3 m in misto granulare stabilizzato e rullato in modo da ottenere una portanza dello stesso idonea per lo scopo, e successivamente ricoperto da 0,4 m di conglomerato cementizio per sottofondazioni appositamente studiato per la rapidità di intervento e le modalità disagiate di posa in opera e compattazione. A seguire sono stati interposti uno strato in tessuto non tessuto e un doppio strato di polietilene per ridurre al minimo l’attrito tra la piastra in calcestruzzo ed il supporto, il giunto di isolamento lato fognolo e gli elementi in materiale comprimibile per ripristinare i giunti perimetrali in adiacenza alla piastra esistente.
All’interno della zona di getto, i fustelli per i fuochi AVL sono stati disposti preventivamente ed isolati mediante gommapiuma per garantire la possibilità di movimento reciproco tra l’inserto metallico ed il calcestruzzo circostante, con lo scopo di ridurre sensibilmente il rischio di fessurazione derivante dalla presenza di tali elementi all’interno della matrice.
Una volta ultimate le operazioni di preparazione dell’area, si è proceduto al getto di completamento della fondazione e delle spalle laterali del nuovo fognolo prefabbricato, alla disposizione delle armature di progetto in corrispondenza del fognolo stesso e dei giunti. Tale operazione ha richiesto particolare cautela per il corretto posizionamento come indicato negli elaborati progettuali, avendo cura di svincolare i barrotti delle file adiacenti per garantire la collaborazione tra le diverse zone della piastra solo nelle modalità prestabilite. Nella zona adiacente al fognolo è invece stata disposta un’orditura tale da poter ammettere il transito degli aeromobili direttamente sopra la sezione, caratteristica del progetto che ha comportato una densità di rinforzo notevole nelle sezioni interessate.

Le operazioni di getto sono iniziate alle 22.00 del 15/09 e si sono concluse in circa 3 ore. Il materiale è stato messo in opera mediante pompa carrata, piazzata a margine dell’area e successivamente steso e finito con staggia vibrante a mano. Il calcestruzzo è stato prodotto da Calcestruzzi nell’impianto di San Lazzaro di Savena (Bo) e consegnato direttamente in aeroporto dopo aver accreditato il fornitore, i mezzi ed i relativi conducenti: tra le caratteristiche non comuni della realizzazione vi è stata infatti la necessità di provvedere per tutto il personale coinvolto alla formazione specifica relativa all’operatività in ambito aeroportuale. L’utilizzo della pompa carrata si è reso necessario data la geometria e dislocazione dell’intervento: non era infatti possibile raggiungere tutte le zone interessate mediante laser screed o meccanismi di stesa meccanizzata, sia per le dimensioni (21 m x 15 m) che per la quota del piano di imposta del getto (- 0,4 m) che escludeva di fatto l’accessibilità ai mezzi.
 

La posa in opera del materiale è stata effettuata dagli operatori e tecnici della ditta Lineacem S.r.l. in subappalto all’impresa Baraldini Quirino S.p.A., garantendo una corretta finitura mediante elicottero e scopatura manuale a meno di 5 ore dopo l’inizio delle operazioni di getto, a cui è subito seguito un trattamento superficiale con soluzione a base di silicati: le specifiche previste da capitolato annoveravano infatti dettagli relativi alla macrotessitura (UNI EN 13038-1) e aderenza (UNI EN 1338-4) della superficie stessa.
Le successive operazioni di taglio e sigillatura dei giunti sono iniziate dopo circa 7 ore dall’inizio della stesa del calcestruzzo, andando a tagliare secondo le specifiche per giunti aeroportuali per 20 mm di spessore e 140 mm di profondità. Il calcestruzzo consegnato è stato progettato dai laboratori di Innovazione di Italcementi e da Calcestruzzi utilizzando un particolare compound di materiali cementizi opportunamente miscelati e gradati, unitamente ad additivi specifici per l’applicazione dosati direttamente in impianto.

Le specifiche tecniche previste da capitolato erano le seguenti:
Classe di resistenza caratteristica a compressione: C45/55 (UNI EN 206:2016 e UNI 11104);
-    Resistenza alla flessione su prisma: > 5,5 MPa (UNI EN 12390-5:2009)
-    Classi di esposizione: XC4 – XD3 – XF4 (UNI EN 206:2016 e UNI 11104);
-    Abbassamento al cono: 20 ± 3 cm (UNI EN 12350-2:2009).

Per la scelta della classe di consistenza si è reso necessario tenere conto delle particolari condizioni di cantiere sopra descritte per cui l’unica metodologia di getto possibile è risultata essere quella manuale con l’utilizzo di “staggia manuale” e “staggia vibrante” e la scelta di una classe di consistenza adeguata. Per quanto concerne le resistenze a compressione e flessione, considerato il lasso di tempo disponibile, si è deciso di progettare la miscela affinché fossero sviluppate entro 36 ore dal getto le caratteristiche prestazionali minime, in termini di compressione e trazione per flessione del calcestruzzo, che permettessero il passaggio degli aeromobili. Tuttavia, già dopo 24 ore il materiale aveva sviluppato una resistenza a compressione superiore a 50 MPa, ed una resistenza a trazione per flessione maggiore di 5,8 MPa: considerati i risultati ottenuti, la Direzione Lavori ha dichiarato il materiale conforme con 12 ore di anticipo, certificando così un ulteriore diminuzione dei tempi di maturazione già decisamente contenuti.  Dopo 72 ore dall’inizio lavori, la pavimentazione risultava di fatto già agibile per il traffico aeroportuale di progetto.

Il materiale utilizzato nell’ambito della realizzazione sin qui descritta, è parte di una famiglia di calcestruzzi altamente prestazionali progettati nei laboratori Italcementi, in grado di garantire la carrabilità della pavimentazione aeroportuale a seconda delle condizioni e richieste della committenza sino a 4 ore dopo la stesa. Grazie alle conoscenze sviluppate dalla ricerca di soluzioni innovative e durante questo intervento, si è oggi in grado di consegnare ai gestori aeroportuali un range di performance e di possibilità manutentive, in particolare su porzioni di lastronati in calcestruzzo (Apron/Apron Taxilane), fino a poco tempo fa non raggiungibili.

Autori: 

A.Damasceni, Dottore in Chimica, Direzione Tecnologia e Qualità Calcestruzzi SpA;
L. Marchi, Ingegnere, Responsabile-Post Holder Manutenzione Infrastrutture Aeroporto di Bologna e Direttore Lavori;
G. Pagazzi, Ingegnere, Direttore Operativo – Ufficio Direzione Lavori;
S. Tortelli, Ingegnere, Direzione Innovazione di Prodotto Globale, Italcementi - HeidelbergCement.