Anni fa mi è capitato di visitare la Ville Savoye di Le Corbusier mentre era in corso il cantiere di restauro. Ricordo che rimasi colpito dalla cattiva qualità dei materiali e dal precario stato di conservazione del manufatto. Ero cresciuto con l’idea che nel calcestruzzo di cemento armato si concretasse una tecnologia straordinariamente affidabile, ancorché relativamente recente; ero convinto che le opere costruite in c.a. (in fondo una vera pietra artificiale ma in più duttile, con la capacità di resistere a sforzi di flessione e taglio: una invenzione geniale), grazie anche al sistema intelaiato che ne costituiva la declinazione strutturale più diffusa, fossero così durabili da potere essere considerate virtualmente eterne. Cosa c’è di più resistente della pietra e del ferro, in fondo? Scoprire che queste opere spesso degradavano molto più rapidamente di una banale casa in mattoni ha incrinato più di una mia giovane certezza. Certo, oggi conosciamo molto meglio che in passato questa tecnologia, ne abbiamo studiato a fondo i meccanismi di degrado e le possibilità di porvi rimedio o, meglio, di prevenirne l’innesco. Ma viene da pensare: perché non armare le murature tradizionali in laterizio, rendendole duttili e in grado di assorbire sforzi di trazione e taglio, come viene prescritto in zona sismica? Perché non unire la durabilità, la bellezza e i vantaggi termoigrometrici e di comfort ambientale propri delle strutture in mattoni con l’efficienza statica delle strutture in cemento armato, inserendo opportunamente delle armature nel corpo della muratura? Detto, fatto.
L’esigenza, sempre più sentita, di un uso razionale delle risorse nella gestione e nel progetto del territorio ha reso la muratura cosiddetta “armata” una realtà, divenuta oggetto di curiosità e di interesse da parte di numerosi operatori pubblici e privati.
Parlare di murature armate, del resto, vuol dire parlare di una tecnologia che ha radici antichissime, che permea di sé gran parte della storia dell’architettura come della tecnica dell’edilizia, e che, giova ricordarlo, negli Stati Uniti e nel resto d’Europa fa parte della pratica quotidiana del mestiere degli operatori specializzati coinvolti con il settore delle costruzioni. Eppure, per quanto possa sembrare strano, l’introduzione della muratura armata in Italia è relativamente recente.
Come purtroppo accade spesso nel nostro paese, è stato un evento calamitoso e catastrofico, il terremoto del Friuli del 1976, a segnare l’inizio di campagne di ricerca e di sperimentazione estensive — condotte sostanzialmente da alcuni istituti universitari e da certi produttori di materiali — sulle caratteristiche e sui livelli prestazionali delle strutture a muratura portante. Il D.M. “Norme tecniche relative alle costruzioni sismiche” promulgato il 19/6/1984 dal Ministero dei Lavori Pubblici nello stesso anno di un altro sisma catastrofico, quello dell’Irpinia, segna il primo sbocco normativo di questi studi e, allo stesso tempo, la nascita ufficiale della muratura armata in Italia. In seguito verranno altri contributi legislativi, come il D.M. “Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici in muratura e per il loro consolidamento” del 20/11/1987. Vale comunque la pena, per il momento, di soffermarci brevemente proprio sul D.M. del 1984 e sulla sua definizione di “sistemi a muratura armata omologati” per comprendere meglio i termini tecnici e “politici” del problema e tentare di fugare una serie di equivoci e di inesattezze che ancora gravano su questa tecnologia, penalizzandola anche in sede di penetrazione sul mercato. Senza entrare nel dettaglio, è interessante notare come, al punto C1 (“Sistemi costruttivi”) il decreto ministeriale reciti: “…Gli edifici possono essere costruiti in: a) struttura a muratura; b) struttura intelaiata in cemento armato normale o precompresso, acciaio o sistemi combinati dei predetti materiali; c) struttura a pannelli portanti, intendendosi per tale quella realizzata in tutto o in parte con pannelli avente funzione portante, prefabbricati o costruiti in opera. I pannelli possono essere costituiti da conglomerato cementizio armato o parzialmente armato o da muratura armata”.
Perché i sistemi denominati “muratura armata” non sono stati inseriti, nella loro prima formalizzazione normativa, nel paragrafo dedicato alle strutture in muratura, ma piuttosto in quello riguardante i pannelli portanti? La spiegazione è semplice: innanzitutto, definire la muratura armata un sistema costruttivo nuovo e diverso avrebbe comportato la modifica dell’art.5 della legge n. 64 del 2/2/1974, con tempi di elaborazione e approvazione prevedibilmente non quantificabili. Inoltre, la scelta è giustificata dalle peculiari caratteristiche della muratura armata, che la rendono a un tempo ben diversa dalla “semplice” muratura e molto adatta a essere strutturata in pannelli prefabbricati portanti. Questo perché i sistemi a muratura armata, essendo sostanzialmente duttili (capaci di sostenere cicli alterni di trazione e di compressione senza perdite significative di resistenza) e in grado di assorbire sforzi di flessione e taglio, sono in realtà più simili al calcestruzzo armato che alla muratura. Va sottolineato peraltro come proprio per questo motivo la muratura armata non debba essere considerata semplicisticamente una tecnologia da utilizzare in zona sismica, ma adatta alla ben più vasta casistica delle murature genericamente inflesse, o dove ad esempio si temano cedimenti differenziali delle fondazioni.
Vediamole più da vicino, allora, le murature armate. Come sono fatte, e in cosa si differenziano dalle murature ordinarie, al di là del meccanismo statico? Possiamo individuarne tre tipi distinti, con funzionamento statico leggermente diverso: a) muratura armata mista, caratterizzata da pareti doppie, con funzione statica secondaria, che formano cassero per l’alloggiamento delle armature e il getto del calcestruzzo; b) muratura armata ad armatura diffusa, caratterizzata da blocchi aventi uno o più fori sufficienti a ricevere armatura e getto; c) muratura armata ad armatura concentrata, dove l’armatura e il getto di calcestruzzo sono concentrati in pilastrini ricavati in blocchi-cassero o fori più ampi e in travi o cordoli in corrispondenza dei solai.
Il tipo oggi più diffuso a livello internazionale, soprattutto negli Stati Uniti, è quello costituito da doppie pareti a cassero. Ve ne sono esempi ormai classici, come il Johnson Wax Building progettato da F.Ll. Wright nel 1936 a Racine (Wisconsin), che figura in ogni testo di storia dell’architettura. La tecnologia di posa è relativamente semplice. Realizzate le pareti-cassero con mattoni pieni o semipieni (aventi una percentuale di foratura non superiore al 25%), a comenti interni di malta incavati per aumentare la scabrosità delle pareti dell’intercapedine, e collegatele con staffe — che possono servire anche a fissare nella giusta posizione le barre verticali e orizzontali — almeno ogni 60 cm di altezza in numero di 4/mq, si realizza l’armatura, avendo cura di distanziarne le barre in modo opportuno, sia dalle pareti che reciprocamente, per non ostacolare la discesa del getto di calcestruzzo, e di collegarle correttamente — la normativa prevede, per le barre ad aderenza migliorata ormai d’uso comune, una sovrapposizione compresa fra i 30 e 60 diametri. Dopo circa tre giorni (in caso di getto “alto”), a muratura assestata, si getta un calcestruzzo molto fluido, con resistenza caratteristica di almeno 13 Mpa (130 kg/cmq), inerti relativamente piccoli e un rapporto cemento/sabbia compreso fra 1:3 e 1:4.5: il getto si realizza ogni 40-50 cm di muratura, per intercapedini piccole, o a fasi di 100-150 cm, più raramente da tutta altezza, avendo comunque cura, ogni volta, di vibrarlo accuratamente con apparecchi ad ago o a bulbo. La qualità del calcestruzzo costituisce un parametro critico delle murature armate di ogni tipo, non solo in relazione alle resistenze meccaniche esprimibili, ma anche perché all’impermeabilità del calcestruzzo e delle malte di allettamento è spesso devoluta in gran parte la durabilità delle armature metalliche inglobate. Anche il getto va effettuato con cura particolare: una scarsa aderenza fra getto, laterizio e armatura può compromettere facilmente gran parte dei vantaggi di questa tecnologia. Questo tipo di muratura armata, essendo intrinsecamente disomogenea, impone una certa attenzione in sede di calcolo ma costituisce ormai una tecnologia ampiamente collaudata, soprattutto all’estero.
La muratura armata ad armatura diffusa è il tipo più diffuso in Italia; anzi, attualmente è l’unico, commercializzato con il marchio del consorzio Poroton. Questa tecnologia è più simile della precedente alla muratura tradizionale, in quanto la funzione portante dei blocchi laterizi, a tutta larghezza di muro e con una percentuale di foratura non superiore al 55%, rimane fondamentale: i ferri di armatura rimangono infatti “diffusi” nella muratura, costituita in genere da blocchi di grandi dimensioni che contengono al loro interno gli alloggiamenti per le barre. Sono i meccanismi di aderenza fra l’insieme blocco-malta, le armature e i getti di calcestruzzo a fornire alla struttura, nel suo complesso, buona duttilità e resistenza a flessione e taglio in regime elastico, e una “tenuta” sicura anche oltre il limite di rottura. Nella muratura armata ad armatura diffusa è particolarmente importante stendere la malta di allettamento in due strisce parallele ai bordi esterni dei blocchi, anche per limitare al massimo i ponti termici. In Germania questo sistema è disciplinato sin dal 1974 dalla DIN 4159.
La muratura armata ad armatura concentrata consente la formazione di alloggiamenti più larghi, sia verticali che orizzontali; si rende così possibile il getto di veri e propri pilastri e travi nel corpo della muratura, che configurano nell’insieme una struttura a setti intelaiati. Questo tipo di muratura armata è quindi il più simile, per tecnologia costruttiva e meccanismo statico, alle normali strutture intelaiate in calcestruzzo di cemento armato. L’ovvio maggior costo degli elementi costituisce un onere aggiuntivo specifico di questa tecnica: la RDB, ad esempio, ha recentemente lasciato decadere il brevetto relativo al suo sistema Gotico, interrompendone la produzione.
La crescente domanda di qualità ambientale e tecnologica, unitamente all’evoluzione della normativa di riferimento e alle esigenze di mercato, richiedono risposte in termini non soltanto di progettualità specifica, ma anche di prodotti e di tecnologie, che sembrano tracciare itinerari di penetrazione sul mercato particolarmente favorevoli per la muratura armata. L’intrinseca economicità di questa tecnologia — che in termini di lire pur svalutate può consentire risparmi fino al 20% sul costo di costruzione — unita sia al comfort caratteristico delle murature e al buon contenimento dei consumi energetici, in linea con la legge 10/91, che alla durabilità del materiale, dovrebbe essere di stimolo per progettisti, produttori e rivenditori alla sua promozione e sperimentazione. Servono ricerche per la definizione di blocchi d’uso flessibile e di sistemi adattabili ed efficienti per una rinnovata qualità del progetto. Vengono in mente certe realizzazioni di qualche anno fa, come la Ennis House di Wright, costruita a Los Angeles nel 1923. Il cinquantaseienne Wright utilizzò un sistema ad armatura diffusa e a doppia parete di blocchi di cemento: blocchi di 40 × 40 × 9 cm, spesso decorati sulla faccia esterna e con un profondo incavo lungo i bordi per accogliere malta e barre di armatura, a costituire un articolato “guscio” di pareti doppie, con camera d’aria interna. Non vi viene voglia di provare?