Calcestruzzi e ambienti aggressivi
ne parliamo con Mauro Mele e Nicola Vigorito, membri delle Commissioni Ambiente e Sicurezza e Tecnologica ATECAP
1. Tra i vari ambienti aggressivi (per la presenza di cloruri, o di sali disgelanti o soggetti a cicli di gelo e disgelo o a sostanze chimiche, ecc.) quale ritiene sia il più pericoloso e perché?
MELE :Ogni classe di esposizione ambientale ha i propri rischi, le più pericolose riguardano l’attacco chimico e l’attacco da cloruri.
VIGORITO: A mio avviso gli ambienti aggressivi più pericolosi sono due: quello marino e quello caratterizzato dalla presenza di sostanze solfatiche.
Nel caso di un ambiente marino, l'azione aggressiva è correlata alla la presenza di tre agenti chimici : il cloruro che corrode i ferri, il solfato che distrugge la consistenza della matrice cementizia e il sodio che provoca la reazione alcali-silice. All’azione degli agenti va considerata anche l'azione fisica delle onde o delle maree o dei cicli di asciutto-bagnato, che provocano dilavamenti superficiali favorendo l'azione aggressiva degli agenti chimici presenti. Va ricordato infine che in ambiente marino, può avvenire la cristallizzazione dei sali presenti nei pori del calcestruzzo la quale genera rigonfiamenti e tensioni interne che degradano la massa del calcestruzzo.
L’altro ambiente aggressivo molto pericoloso per il calcestruzzo è quello fortemente solfatico dove la pasta cementizia, quindi ciò che tiene insieme il calcestruzzo, viene disgregata.
2. Nella sua esperienza di produttore di calcestruzzo ritiene che tra i prescrittori, ci sia sufficiente informazione sulle varie modalità di attacco da cloruri o da altre sostanze chimiche ? Hanno buona conoscenza delle classi di esposizione specifiche per queste tipologie di aggressione del calcestruzzo?
MELE: Ritengo che i prescrittori conoscano le varie classi di esposizione ambientale, ma in fase di realizzazione del progetto, non sempre ne tengano conto.
VIGORITO: No. Ritengo che pochi conoscano i concetti fondamentali del degrado del calcestruzzo, e di conseguenza le relative classi di esposizione.
3. In caso di presenza di cloruri quali sono i cementi più adatti per dare una maggiore garanzia di durabilità? Perchè?
MELE: In presenza di cloruri sia naturali (acqua di mare), sia artificiali (sali disgelanti), è opportuno utilizzare cementi di tipo I Portland 100%, cementi pozzolanici tipo IV e cementi d’altoforno tipo III (non facili da reperire), in quanto resistono meglio alla penetrazione dello ione cloruro.
VIGORITO: In caso di presenza di cloruri il cemento più indicato e il tipo CEM III B che, avendo un basso contenuto di clinker, si caratterizza per una’ottima resistenza ai sali disgelanti e all’acqua di mare.
4. Quali possono essere le azioni di prevenzione standard e quali le protezioni aggiuntive tali da impedire il raggiungimento del tenore critico di cloruri alla profondità delle armature in un tempo pari alla vita di servizio di progetto?
MELE: Per le azioni da porre in essere: copriferro adeguato, calcestruzzo con basso rapporto A/C, scrupolosa posa in opera e stagionatura.
VIGORITO: Le azioni preventive standard sono:
- adeguato copriferro a seconda dell'ambiente di esposizione,
- ridotto rapporto acqua/cemento, quindi bassa porosità e minore possibilità di penetrazione da parte degli agenti nocivi,
- uso di cementi resistenti ai cloruri.
Tra le azioni aggiuntive possono si possono prendere in considerazione: l’uso di fumi di silice (diminuzione della porosità), l’utilizzo di armature in acciaio inox o di materiali compositi frp.
5: Tralasciando i casi degli ambienti industriali che presentano specificità proprie, è risaputo che anche ambienti più comuni possono presentare rischi di aggressione chimica, legati alla presenza di terreni e/o acque contenenti alte concentrazioni di solfati o di anidride carbonica. Cosa si deve fare per valutare l’entità dell’azione aggressiva? e quali azioni preventive prendere?
MELE: Una relazione geologica puntuale, fornisce al progettista tutti gli elementi per realizzare correttamente le prescrizioni.
Le azioni da porre in essere sono:
o per il calcestruzzo: basso rapporto A/C, corretta posa in opera e stagionatura.
o per la scelta del cemento è opportuno orientarsi su cementi resistenti ai solfati tipo I e IV.
VIGORITO: Per valutare l’aggressività dell’ambiente, ritengo sia necessario semplicemente conoscere la concentrazione degli agenti aggressivi attraverso analisi chimiche del terreno e dell’acqua.
Le azioni preventive da attuare possono essere invece l’utilizzo di cementi resistenti ai solfati, la riduzione del rapporto a/c, la protezione del calcestruzzo dagli agenti aggressivi per evitarne il contatto diretto. Per quanto riguarda l'azione dell'anidride carbonica, un metodo per verificarne l’entità, è la valutazione della profondità di carbonatazione mediante la misura del pH del calcestruzzo.
6: Il mercato ha proposto delle innovazioni tecniche utili alla preparazione di calcestruzzi più durevoli?
MELE: La maggior parte dei produttori di calcestruzzo conosce ed applica i principi delle resistenze minime riferite alla durabilità, tuttavia i prescrittori possono orientarsi ad esempio su calcestruzzi autocompattanti, studiati appositamente per l’impiego, che oltre a fornire garanzie di resistenza caratteristica e di classe di esposizione ambientale, minimizzano le azioni negative di una non corretta posa in opera.
VIGORITO: Ritengo di si. Soprattutto il comparto degli additivi propone molte soluzioni, alcune innovative (ad esempio gli additivi idrofobizzanti).
C'è da dire però che spesso le soluzioni proposte non fanno altro che agire su meccanismi ormai consolidati ovvero sulla riduzione del rapporto a/c, sulla riduzione della porosità, ecc..