Durabilità delle pavimentazioni in calcestruzzo: controllo della capillarità in sezione

Il degrado delle pavimentazioni in calcestruzzo avviene quasi sempre a causa della presenza di acqua

La parte superficiale dei pavimenti in calcestruzzo è la porta di ingresso di quasi tutte le cause di degrado.
Queste ultime avvengono sempre, tranne rarissimi casi, in presenza di acqua.
L’attitudine della struttura a lasciarsi impregnare di acqua è direttamente proporzionale alla sua durabilità e viceversa.
Laddove la distribuzione dei vuoti corticali è capillare e non stabilizzata si stabilisce una loro struttura intercomunicante che favorisce l’ingresso dell’acqua anche in profondità.
La presenza di vuoti capillari e la loro struttura intercomunicante, dipende essenzialmente dai seguenti fattori:

• prestazione degli idrati;
• qualità degli idrati.

Le pavimentazioni in calcestruzzo sono particolari manufatti in calcestruzzo caratterizzati da:

• elevata lavorabilità del calcestruzzo alla posa;
• elevato rapporto superficie/volume.

Lo slump al getto non è mai inferiore a S4 e, in occasione di posa manuale, l’abbassamento al cono è difficilmente inferiore a 22-24cm.
Molto spesso le pavimentazioni sono realizzate a contatto con fogli di polietilene impermeabili che contrastano la suzione dell’acqua di impasto eventualmente provocata dal piano di posa. Per questo motivo tutta l’acqua libera risale in superficie durante la fase plastica (bleeding) creando capillarità orientate e, successivamente, per evaporazione favorita dal rapporto superficie/volume.
Durante la realizzazione della pavimentazione è possibile implementare alcuni accorgimenti per ridurre le capillarità corticali:

• impiego di pozzolane nel calcestruzzo;
• impiego di additivi cristallizzanti riduttori della permeabilità;
• applicazione di spolveri anidri ricchi di cemento;
• assistenza alla maturazione umida e protezione dei getti;
• applicazione di soluzioni acquose di silicati.

Tutte le attività qui elencate concorrono al miglioramento della durabilità per effetto della ottimizzazione degli idrati corticali e delle capillarità dello strato estradossale.

Per la valutazione della durabilità della pavimentazione, si potranno prescrivere prove per la verifica della resistenza alla penetrazione degli agenti aggressivi utili per la valutazione della prestazione corticale di durabilità, ad esempio si può tener conto del grado di impermeabilità del calcestruzzo; a tal fine può essere determinato il valore della profondità di penetrazione dell’acqua in pressione in mm oppure la determinazione della massa volumica in sezione.
Il metodo di indagine invasiva proposto propone due procedimenti normati per la determinazione della prestazione di durabilità correlata alla distribuzione dei vuoti capillari dipendenti dalla qualità degli idrati ed alla loro prestazione ottenuta in opera a maturazione avvenuta.

Profondità di penetrazione dell'acqua dalla superficie

Allo scopo di ottenere la prestazione richiesta in funzione delle condizioni ambientali, per la definizione della relativa classe di esposizione, si deve fare riferimento a quanto contenuto nelle norme UNI EN 206 ed UNI 11104.

Si determina la profondità di penetrazione dell’acqua su campioni di calcestruzzo prelevati a bocca di betoniera tramite applicazione della norma UNI EN 12390-8. Ai fini della resistenza ai cicli di gelo-disgelo ed applicazione di sali disgelanti tale prestazione dovrà essere la seguente:

• misura della profondità massima inferiore a 50mm;
• misura della profondità media inferiore a 20mm.

Successivamente si prelevano direttamente dall’opera, a maturazione avvenuta, carote di diametro non inferiore a 150mm e altezza non inferiore a 100mm. Dovrà essere sottoposta al medesimo test la faccia corticale del campione prelevato previa eventuale rettifica superficiale che non dovrà asportare più di 3mm.
Il confronto fra i risultati restituirà la percentuale effettiva di prestazione dell’opera in relazione a quanto emerso nei prelievi di accettazione. E’ consentito uno scostamento negativo massimo del 5% o a discrezione del Progettista

Capillarità corticali

Questa prova, proporzionale alla presenza e diffusione dei vuoti capillari, si ottiene dal confronto della massa volumica di campioni cilindrici estratti dall’opera confrontati con quella dei campioni di accettazione secondo questo schema:

• taglio dei primi 5cm estradossali di carota eventualmente penalizzati dall’acqua di essudazione e dalle procedure di maturazione;
• taglio degli ultimi 5cm intradossali della medesima carota indicativi del calcestruzzo al massimo della compattazione ricevuta durante la posa e non penalizzati dalla maturazione;
• La massa volumica del primo campione (estradossale) non può essere inferiore al 99% (o a discrezione del Progettista) della massa volumica del secondo campione (intradossale);
• La massa volumica del secondo campione (intradossale) della carota non può essere inferiore al 99% (o a discrezione del Progettista) della massa volumica del campione di accettazione.

Le carote dovranno avere un diametro non inferiore a 3 volte il diametro dell’aggregato massimo. Si suggerisce l’estrazione di carote di diametro 150mm. Le masse volumiche vanno determinate per pesata idrostatica. Per la effettuazione della prova vale quanto indicato nella norma UNI 12390-7

Conclusioni

I prelievi di accettazione maturi possono fornire indicazioni utili per il comportamento del calcestruzzo compattato e maturato a dovere. Naturalmente le condizioni di posa in opera non consentono di avere le prestazioni del medesimo calcestruzzo dopo che è stato posato, lavorato e maturato.
Confrontando la prestazione di penetrazione dell’acqua sotto pressione e la variazione in opera della massa volumica in sezione è possibile la verifica della effettiva prestazione di durabilità del pavimento.
Il metodo proposto indica dei valori di accettazione che dovranno essere, di volta in volta, definiti in sede di progetto.