Difetti più frequenti nel calcestruzzo posato in opera
Anche nel ventunesimo secolo il calcestruzzo resta un materiale di estrema attualitĆ , versatilitĆ ed affidabilitĆ . Nelle innumerevoli applicazioni che ogni giorno lo vedono protagonista, il calcestruzzo fornisce le prestazioni attese, sotto il profilo strutturale, in termini estetici e funzionali. Talvolta si possono però verificare inconvenienti, spesso riconducibili alla qualitĆ del componenti, al loro proporzionamento, alle condizioni ambientali durante il confezionamento e la messa in opera, alle procedure di costruzione utilizzate e cosƬ via. In questi casi si rende necessario identificare lāintervento di riparazione più adatto e conveniente, attraverso la puntuale individuazione della causa o delle cause che hanno determinato lāaccadimento. Le note che seguono rappresentano alcuni semplici appunti per orientare, āin prima approssimazioneā, lāidentificazione delle incorrettezze più ricorrenti.
I DIFETTI PIĆ FREQUENTI
Gli inconvenienti o ādifettiā più ricorrenti nella pratica di cantiere, di diversa natura e valenza, presi in esame, sono di seguito elencati, in ordine alfabetico, talvolta nellāaccezione anglosassone del termine, utilizzata in letteratura:
ABRASIONE/EROSIONE (logoramento per abrasione); BLISTERING (affioramento di bolle allāestradosso); BUGHOLES (inestetismi al disarmo); CRACKING (fessure, lesioni); CRAZING (microfessure, cavillature diffuse); CURLING (deformazione di lastre in calcestruzzo); DELAMINAZIONE (distacchi corticali nel calcestruzzo); DUSTING (generazione di polvere); HONEYCOMB (segregazione, nidi di ghiaia); POPOUTS (scagliature per reazione alcali/aggregati); SCALING (scagliature da gelo disgelo); SPALLING (espulsione del copriferro).
ABRASIONE / EROSIONE (logoramento per abrasione)
l termine abrasione definisce sia la sollecitazione che il degrado di una superficie sottoposta ad attrito. L'erosione può essere considerata una forma di abrasione di una superficie, mentre la cavitazione interviene quando si verifica una sollecitazione con flusso non lineare con velocità superiori a 12 metri/secondo.
A titolo di esempio le pavimentazioni in calcestruzzo sono soggette ad abrasione da attrito, rappresenta l'origine del logoramento per usura delle superfici mentre, nelle strutture idrauliche, l'azione dellāacqua e dei materiali abrasivi trasportati, porta a processi di erosione. Quando le opere idrauliche sono sottoposte alle bolle vorticanti, in grado di generare flussi non lineari, la sollecitazione che ne deriva ĆØ la cavitazione.
Origini dellāinconveniente
Il difetto/danno, riconducibile alle condizioni di servizio è reso possibile e/o amplificato, dall'eventuale qualità non adeguata del calcestruzzo nonché da eventuali sollecitazioni di entità non contemplata progettualmente.
Possibili conseguenze
Decadimento lento o rapido della qualitĆ funzionale e prestazionale della struttura interessata.
Misure di prevenzione
Adeguamento del mix-design, e delle caratteristiche prestazionali dei componenti alle sollecitazioni di abrasione ā erosione prevedibili (a). Eventuale predisposizione di sistemi indurenti per le superfici esposte (b).
(a) = calcestruzzi specificamente progettati ad elevata coesione intrinseca e ridotto rapporto A/C, addizionati con silica fume (MICROSIL 90), ove possibile e necessario, fibrorinforzati con fibre sintetiche e/o dāacciaio (READYMESH).
(b) = realizzazione di sistemi indurenti allāestradosso (vedere il commento nella tabella 1).
Metodi di bonifica
Condizioni significative di degrado rendono necessario il ripristino corticale (ricostruzione), previa asportazione del conglomerato comunque interessato dai processi degenerativi (FLOOR Q). Condizioni di degrado iniziale possono essere sanate con la pulizia delle superfici e lāapplicazione di prodotti indurenti, di tipo impregnante non pellicolare, quali QL NANO LITHIUM e QL FLUOSIL., nella versione trasparente, e QL NANO LITHIUM COLOR, nella versione pigmentata.
BLISTERING (formazione di bolle allāestradosso)
La comparsa di bolle sulla superficie del calcestruzzo fresco, o nella fase di primo indurimento ĆØ generalmente identificata con il termine āblisteringā. Le bolle possono avere dimensioni variabili, da pochi millimetri sino a decine di millimetri. Talvolta possono raggiungere dimensioni ancora maggiori. Sono rivestite da una pellicola di malta densa e possono contenere, inizialmente, sia aria accidentalmente inglobata (trapped air) che concentrazioni di acqua di affioramento. Mentre le bolle di dimensione maggiore sono facilmente individuabili e consentono una qualche forma di intervento, quelle di dimensione ridotta, specie in condizioni di scarsa illuminazione, possono passare inosservate. In ogni caso, se trascurate, le bolle da blistering, si manifesteranno con fratture e disgregazioni, non appena la superficie verrĆ sottoposta al traffico.
Origine dellāinconveniente
Il difetto/danno, spesso riconducibile ad incorrettezze del calcestruzzo (granulometria, contenuto di cemento, eccessivo rapporto acqua cemento ecc.) può derivare o accentuarsi anche in presenza di incorrettezze esecutive quali lāinglobamento accidentale dāaria, lāintempestiva lisciatura, ecc.
Possibili conseguenze
Con lāindurimento del calcestruzzo le bolle rappresentano elementi critici di fragilitĆ . Sottoposte a sollecitazioni (traffico), si fratturano rapidamente causando discontinuitĆ estetico/funzionali, generazione di polvere, nonchĆ© localizzazioni di ulteriore rapido degrado.
Misure di prevenzione
Adeguamento del mix-design, e delle caratteristiche prestazionali dei componenti, adeguamento delle modalità e dei tempi di lavorazione: posa in opera, applicazione degli indurenti (spolvero), lisciatura, ecc. Lo schiacciamento delle bolle in fase plastica può essere considerato una prevenzione impropria che, tempestivamente posto in essere, può ridurre significativamente le conseguenze sopra accennate.
Metodi di bonifica
Con il verificarsi della fatturazione delle bolle e del conseguente degrado i possibili metodi di bonifica contemplano il ripristino corticale (ricostruzione), previa asportazione del conglomerato comunque in-teressato dai processi degenerativi (per esempio FLOOR Q). LāomogeneitĆ cromatica e di tessitura delle superfici può essere ripristinata con lāapplicazione di soluzioni indurenti non pellicolari, pigmentate (del tipo QL NANO LITHIUM COLOR), in grado di conferire anche una significativa protezione antiabrasiva.
BUGHOLES (inestetismi al disarmo)
Rappresentano la conseguenza della formazione, causata da diverse incorrettezze esecutive, di vuoti (bolle), di dimensioni e quantitĆ variabile, a ridosso delle superfici continue, in genere le casseforme. La scoperta di queste bolle ĆØ in genere una sorpresa che si verifica allāatto del disarmo.
Origine dellāinconveniente
Migrazione, in adiacenza alle superfici interne delle casseforme, di aria ed acqua spinte dal calore di idratazione e/o dalle azioni connesse con la compattazione (vibrazione ecc.). Può inoltre derivare dal incorrettezze granulometriche, dallāinadeguata qualitĆ dei prodotti disarmanti, nonchĆ© dalla solubilizzazione delle cellulose e delle emicellulose delle cassaforme lignee.
Possibili conseguenze
I problemi derivanti dalla presenza di ābugholesā sono soprattutto di tipo estetico anche se, in qualche misura, possono inficiare la durabilitĆ dellāopera. Gli aspetti strutturali veri e propri non sono coinvolti.
Misure di prevenzione
Adeguamento del mix-design, in termini di granulometria e coesione, adeguamento dei tempi e delle modalitĆ di posa in opera e compattazione (vibrazione), utilizzo di casseforme idonee e di agenti disarmanti di tipo chimico, non oleoso.
Metodi di bonifica
Colmatura delle bolle, previa accurata preparazione, con lāutilizzo di miscele cementizie di diametro massimo adeguato alle dimensioni delle bolle, addizionate con leganti e promotori di adesione polimerici adeguati alla cromia delle superfici adiacenti (per esempio di tipo BOND HG, per superfici scure e BOND IDRO, per superfici tendenzialmente più chiare). In genere ĆØ consigliabile effettuare qualche prova preliminare per individuare le miscele con cromie, dopo indurimento, più omogenee rispetto al conglomerato adiacente.
CRACKING (manifestazioni fessurative, lesioni)
Il concetto di ācrackingā sottintende il fenomeno della generazione di fessure nelle strutture di calcestruzzo. Per il vocabolario Treccani āil termine fessura , dal latino fÄssura, indica una fenditura o spaccatura, stretta e più sviluppata nel senso della lunghezza. La Raccomandazione Normal 1/88, CNR ā ICR definisce la āfessurazione e/o fratturazioneā come la āDegradazione che si manifesta con la formazione di soluzioni di continuitĆ nel materiale che può implicare lo spostamento reciproco delle parti.
Origine dellāinconveniente
Il calcestruzzo ĆØ soggetto a contrazioni ed espansioni, con il variare del contenuto di umiditĆ e della temperatura. Ulteriori variazioni possono essere indotte dalle condizioni di carico, da quelle del supporto e cosƬ via. Se questi movimenti non sono adeguatamente previsti, nellāambito progettuale o nelle modalitĆ di costruzione, possono verificarsi lesioni (crepe), di varia natura ed aspetto. Alcune di queste lesioni sono di seguito schematizzate. Lāorigine delle fessure viene in genere classificata attraverso due categorie fondamentali: lāambito precedente lāindurimento del calcestruzzo (spesso designato come PRE-INDURIMENTO), ed il contesto successivo (POST-INDURIMENTO).
Appartengono alla prima categoria le fessure indotte dai MOVIMENTI accidentali del conglomerato, delle casserature e del sottofondo (A), le fessure indotte in fase plastica, dal RITIRO PLASTICO, dagli ASSESTAMENTI PLASTICI (B), nonchĆ© le fessure indotte da cause STAGIONALI, per esempio quelle determinate dal congelamento del calcestruzzo (C). Appartengono alla seconda categoria le fessure indotte da CAUSE FISICHE, quali il ritiro igrometrico, il crazing e la contrazione degli aggregati (D), le fessure indotte da CAUSE STRUTTURALI, quali i carichi progettuali, il creep ed i sovraccarichi accidentali (E), da CAUSE TERMICHE, quali le contrazioni termiche, lāincidenza di vincoli esterni e dei gradienti termici interni, nonchĆ© le fessure indotte da CAUSE CHIMICHE (o elettrochimiche), quali la carbonatazione, la reazione alcali aggregati (ASR) e la corrosione delle armature (F). A solo titolo di esempio si riportano le ulteriori rappresentazioni schematiche per lāidentificazione delle cause di fessurazione proposte nel documento A.C.I. (American Concrete Institute) 224.1R-07.
Possibili conseguenze
In linea generale la presenza di ācrackā, cosƬ come suggerisce il termine inglese, quasi onomatopeico, indica qualcosa che si rompe. Indubbiamente, a parte gli aspetto estetici che non ne traggono beneficio, i rischi di decadimenti della durabilitĆ sono da valutare attentamente. CosƬ come debbono essere considerati i possibili riflessi sullāintegritĆ strutturale, seppure piuttosto infrequenti. Nella pratica corrente, le fessure di apertura ridotta, inferiori a mm 3, non interessanti lāintero spessore, esenti da manifestazioni infiltrative (acqua) vengono generalmente trascurate sotto il profilo strutturale.
Misure di prevenzione
Premesso che ĆØ praticamente impossibile ottenere un calcestruzzo del tutto esente da fenomeni fessurativi, le fessurazioni possono essere ridotte e controllate attraverso procedure che coinvolgono il calcestruzzo inteso come materiale, il corretto dimensionamento del copriferro, le modalitĆ di finitura e stagionatura, lāaccurata predisposizione dei giunti, ove necessari.
Un calcestruzzo coerente con le normative vigenti (UNI EN 206-1), coesivo, confezionato e posto in opera con una consistenza massima di cm 13 (abbassamento al cono di Abrams slump test), ove possibile e/o necessario fibrorinforzato, per esempio con fibre polipropileniche READYMESH, rappresenta la prima misura di prevenzione antifessurativa.
La qualitĆ del calcestruzzo sopra accennata deve essere coniugata con la preventiva definizione e predisposizione dei giunti e con la sicura determinazione di spessori di copriferro tali da evitare lāinsorgere di processi di corrosione. Per quanto attiene le procedure di getto, compattazione, finitura e stagionatura umida, premesso che non debbono essere compiute operazioni di finitura in presenza di acqua di affioramento (bleeding), la cura e la stagionatura umida debbono essere protratte, continuativamente, per 7 giorni, con specifiche protezioni nei confronti degli eventi temici, dellāirraggiamento solare diretto e dellāesposizione al vento. Nel caso di lastre orizzontali (pavimenti in calcestruzzo) anche lāadeguata preparazione dei sottofondi riveste una importanza fondamentale.
Metodi di bonifica
La bonifica delle manifestazioni fessurative richiede una preventiva identificazione delle stesse in termini dimensionali (apertura) e di spessore relativo, rispetto allo spessore del manufatto (altezza relativa). In assenza di rilievi strutturali la bonifica deve prevedere la conveniente apertura della fessura ivi compresa lāasportazione del conglomerato comunque degradato e della polvere, la sigillatura o colmatura da effettuarsi con un materiale adeguato alle sezioni di riempimento e la successiva protezione delle superfici.
A titolo di esempio, la sigillatura (sino a mm 5) potrĆ essere effettuata con sistemi polimerici estrudibili (tipo EG91 o PROTECH SIGILFLEX MONO), con sistemi cementizi colabili (tipo GROUT MICROJ). La colmatura, nellāintervallo dimensionale mm 5/12 potrĆ essere effettuata con malte cementizie (tipo REPAR SM o REPAR TIX), la colmatura di ampiezze superiori a mm 12 potrĆ essere effettuata con malte cementizie colabili (tipo GROUT 2 o GROUT 6) o tixotropiche (tipo REPAR TIX). Per la protezione consolidante si potrĆ ricorrere a sistemi applicati a pennello o spruzzo (tipo QL FLUOSIL).
CRAZING (screpolature diffuse)
Il termine ācrazingā può essere tradotto come la comparsa di screpolature diffuse, con distribuzione casuale (random), in genere sottili e poco profonde (>/= mm 3). Le screpolature descritte disegnano aree esagonali di dimensione compresa fra 30 ā 40 millimetri. Più raramente possono definire aree comprese fra 8 e 12 millimetri. Il momento di āformazioneā delle screpolature ĆØ in genere riconducibile, anche in termini di causa, alla fase plastica, di primo indurimento. La āvisibilitĆ ā delle screpolature, talvolta non immediata diventa vistosa quando la superficie di calcestruzzo ĆØ bagnata.
Origine dellāinconveniente
La formazione delle cavillature ĆØ quasi sempre associata allāinosservanza di regole dāarte inerenti la tecnologia del calcestruzzo. Fra queste inadempienze si richiamano il rapporto acqua/cemento eccessivo, lāinsufficiente coesione di miscela ed il conseguente affioramento dāacqua (bleeding), lāapplicazione di āspolveri indurenti in presenza di acqua superficiale affiorata, le spatolature di finitura eccessivamente, protratte o intempestive, le incorrette e discontinue procedure di stagionatura (bagnature intermittenti), il mancato ācuringā in presenza di vento radente o irraggiamento solare diretto, ecc. In taluni casi, peraltro abbastanza rari, il fenomeno può essere ricondotto allāesasperazione di processi di carbonatazione.
Possibili conseguenze
In linea di massima le cavillature da ācrazingā hanno soltanto valenza estetica anche se i calcestruzzi screpolati superficialmente, esposti alle intemperie, possono subire riduzioni anche significative della durabilitĆ .
Misure di prevenzione
Per evitare il manifestarsi di screpolature, particolarmente frequenti nelle superfici āspatolateā, ĆØ necessario evitare impasti molto bagnati, utilizzando un superfluidificante adeguato (per esempio FLUID S), incrementare la coesione di miscela (per esempio con MICROSIL 90) evitare lāaria radente e lāirraggiamento solare diretto, non effettuare finiture in presenza di acqua affiorante (bleeding), non protrarre i tempi di spatolatura, evitare lāuso di spatole dāacciaio sul conglomerato fresco, non utilizzare metodi di asciugatura a ventilazione, evitare i cicli di stagionatura intermittenti assicurando una conveniente stagionatura umida, continua, delle superfici esposte.
Metodi di bonifica
Lāobiettivo di bonifica, generalmente rappresentato dalla riduzione dei decadimenti estetici e dalla messa in sicurezza delle superfici, specie se esterne ed esposte, nei confronti degli eventi atmosferici, ĆØ agevolmente conseguibile attraverso lāapplicazione di un protettivo indurente, non pellicolare, di tipo na-no-tecnologico (QL NANO LITHIUM), in grado di limitare drasticamente lāassorbimento dellāacqua, allāorigine dei vistosi inestetismi, assicurando, nel contempo, la migliore protezione delle superfici.
CURLING (deformazione lastre)
Viene comunemente definito ācurlingā lāimbarcamento (distorsione in forma curva verso lāalto o verso il basso) di lastre in calcestruzzo. Il curling, che può manifestarsi più o meno precocemente, determina il sollevamento dei bordi, spesso in corrispondenza degli angoli.
Origine dellāinconveniente
Generalmente la causa dellāinnalzamento e/o dellāinarcamento ai bordi, di una lastra in calcestruzzo, ĆØ riconducibile a contrazioni della parte superiore della lastra, rispetto alla parte sottostante, determinate da differenze di umiditĆ e/o di temperatura. In particolare, la cessione di umiditĆ concentrata allāestradosso comporta importanti differenze nellāentitĆ del ritiro igroscopico con conseguenti tensioni interne in grado di generare la deformazione.
Le cause più frequenti sono riconducibili alle conseguenze del bleeding, alle tensioni differenziali indotte dallo spolvero indurente, all'irraggiamento solare diretto, alla ventilazione radente, alle differenze significative di temperatura ambiente e fra l'estradosso e l'intradosso della lastra di calcestruzzo, nonchè all'inadeguata distanza adottatta fra i giunti di contrazione.
Possibili conseguenze
Il verificarsi del curling è soprattutto associato alle lastre di calcestruzzo quali le solette e le pavimentazioni in calcestruzzo. In queste ultime strutture, chiaramente di carattere operativo, il verificarsi dei fenomeni accennati si traduce spesso nella rapida comparsa di lesioni, in genere agli angoli della lastra, come conseguenza dei sollevamenti e delle fratture sotto carico. Il risultato finale può essere rappresentato dalla concreta inagibilità della pavimentazione.
Misure di prevenzione
Consistono nell'adozione di provvedimenti atti a ridurre drasticamente gli effetti dei principali fattori di rischio, riassunti in 8.1: ritiro igroscopico, bleeding, irraggiamento solare diretto (curling verso il basso), temperatura ambiente rigida, nella fase plastica e di primo indurimento (curling verso lāalto), ventilazione radente, eccessiva spaziatura fra i giunti di contrazione. Ne conseguono, come misure di prevenzione essenziali, lāadozione di miscele di calcestruzzo a basso ritiro e/o a ritiro controllato. In ogni caso i conglomerati dovranno essere caratterizzati da ridotti valori del rapporto acqua cemento e da unāelevata coesione intrinseca (per esempio con MICROSIL 90 + FLUID S). Lāassoluta inibizione delle aggiunte dāacqua in corso dāopera, la rigorosa attenzione per le procedure di curing e stagionatura umida prolungata, la predisposizione di giunti di contrazione opportunamente distanziati in funzione dello spessore del conglomerato, la valutazione critica in merito allāadozione o meno di barriere contro lāumiditĆ di risalita, la valutazione, altrettanto critica in ordine all'opportunitĆ di ricorrere a sistemi indurenti mediante spolvero e/o pastine, poste in opera con il metodo "fresco su fresco".
Metodi di bonifica
I metodi più utilizzati per ripristinare la fruibilitĆ allāestradosso della lastra di calcestruzzo (pavimentazione) contemplano il consolidamento della continuitĆ di appoggio al sottofondo, la ricostruzione della continuitĆ planare, preceduta dallāasportazione de calcestruzzo comunque degradato, il ripristino funzionale dei giunti e la finitura protettiva.
Il consolidamento allāappoggio viene in genere conseguito praticando perforazioni ed iniettando malte o boiacche colabili, moderatamente espansive (tipo GROUT MICROJ o GROUT CABLE). Per la ricostruzione della continuitĆ planare, preceduta dallāasportazione del conglomerato degradato, si utilizzano malte cementizie strutturali colabili (tipo GROUT 2 o GROUT 6, in funzione delle dimensioni di riempimento). Il ripristino funzionale dei giunti richiede sigillanti adeguati in termini di deformabilitĆ e durezza Shore. La finitura protettiva richiede prodotti in grado di assicurare le prestazioni richieste, in termini di resistenza allāabrasione e capacitĆ impermeabilizzante, protettiva (tipo QL NANO LITHIUM).
DELAMINAZIONE (distacchi corticali nel calcestruzzo)
Ć definibile come una separazione (scissione) di uno strato di calcestruzzo secondo un piano parallelo alla superficie. Piuttosto evidente nei casi di deterioramento avanzato risulta comunque riscontrabile con semplici sistemi di percussione o trascinamento e, per indagini più approfondite, con specifici strumenti di rilevamento. Il coinvolgimento o meno dellāarmatura rappresenta un elemento discriminante per qualificare i processi di delaminazione. Se lāarmatura ĆØ coinvolta le implicazioni sono di tipo strutturale ed anche le procedure di bonifica dovranno essere considerate come ripristini strutturale veri e propri. Se lāarmatura non ĆØ coinvolta le procedure di bonifica potranno essere limitate agli aspetti funzionali e/o estetici.
Origini dellāinconveniente
La genesi dei più comuni processi di delaminazione ĆØ individuabile nelle procedure inadeguate di posa in opera e consolidamento (segregazione e giunti freddi), nellāacqua di affioramento (bleeding) intrappolata, in incorrette riparazioni superficiali, nellāinadeguata qualitĆ e dimensione del copriferro, nella penetrazione dāacqua in condizioni di gelo/disgelo e nellāespansione per corrosione delle armature dāacciaio.
Nellāambito delle riparazioni inadeguate, come possibili cause di delaminazione, sono da considerare con attenzione anche le variazioni dimensionali, contrazioni e/o espansioni, che possono verificarsi fra il materiale di apporto ed il calcestruzzo esistente.
Possibili conseguenze
In assenza di implicazioni strutturali le conseguenze della delaminazione possono comunque rappresentare un elemento in grado di inficiare lāintegritĆ strutturale e, nel caso delle pavimentazioni di calcestruzzo, la fruibilitĆ delle opere. Le possibili conseguenze in termini di durabilitĆ sono sempre da valutare con attenzione.
Misure di prevenzione
Gli accorgimenti che possono contrastare lāinsorgere delle delaminazioni comprendono le predisposizioni costruttive in grado di assicurare il corretto spessore del copriferro, la progettazione di miscele di calcestruzzo coesive ed esenti da bleeding, lāadozione di modalitĆ di dimensionamento e posa del calcestruzzo tali da scongiurare la formazione di giunti impropri, la tempestivitĆ delle opere di finitura coerenti con la qualitĆ del conglomerato e con le condizioni ambientali, unitamente ai necessari provvedimenti di cura e stagionatura.
Metodi di bonifica
Gli aspetti più rilevanti negli interventi di bonifica delle delaminazioni possono essere condensati nella successione di fasi operative preliminari comprendenti lāindividuazione (diretta e/o strumentale) delle aree effettivamente compromesse, la delimitazione delle aree di intervento, ivi compresa la predisposizione delle stesse mediante tagli perimetrali (di profonditĆ non inferiore a mm 6), lāasportazione del calcestruzzo degradato o comunque compromesso e lāaccurata depolverizzazione delle superfici di risulta.
Le fasi di ricostruzione possono comprendere la costruzione di un ponte di aderenza (per esempio con miscele di cemento e BOND HG (o BOND PLUS) la ricostruzione delle geometrie mancanti e/o asportate con malte cementizie colabili o tixotropiche selezionate, in termini di consistenza e diametro massimo dellāaggregato, in funzione delle dimensioni di ricostruzione (GROUT MICROJ, GROUT 2, GROUT 6, REPAR TIX, REPAR TIX HG), le corrette procedure di cura e stagionatura umida. Risultano inoltre opportuni, in funzione delle condizioni di servizio e di esposizione, adeguati provvedimenti di protezione.
In conformitĆ a quanto giĆ accennato, le delaminazioni che coinvolgono significativamente lāarmatura dovranno essere considerate ed affrontate come riparazioni strutturali. In proposito possono essere consultati i documenti ((Memoflash M. 0021 e M0057 richiamati in bibliografia.
DUSTING (generazione di polvere)
In genere, il termine ādusting concrete surfaceā definisce lo sfarinamento e/o la formazione di polvere sulle superfici di calcestruzzo, Una caratteristica facilmente riscontrabile nelle superfici soggette a ādustingā ĆØ rappresentata dallāagevole ārigabilitĆ al chiodoā.
Origini dellāinconveniente
La formazione di polvere (ādustingā) nelle superfici di calcestruzzo sottoposte ad attrito ĆØ certamente conseguente alla ādebolezzaā del calcestruzzo come tale o alla debolezza sopravvenuta per cause differenti, spesso coagenti. Per il calcestruzzo nel suo insieme si ricordano il rapporto acqua/cemento, le possibili criticitĆ a carico dei processi di idratazione (presa ed indurimento del legante), nonchĆ© quelle intervenute per impropria esposizione ad eventi climatici: vento, sole, pioggia, temperatura, ecc.
Un fattore importante di criticitĆ ĆØ inoltre riconducibile allāaffioramento dāacqua libera ābleedingā, sia per insufficiente coesione delle miscele che per la presenza di supporti non assorbenti o di presidi orizzontali di impermeabilizzazione (barriere vapore), in grado di incrementare lāaffioramento dāacqua libera. Le lavorazioni intempestive, effettuate in presenza di bleeding, possono inoltre fornire il contributo decisivo per la āgenerazioneā della polvere.
Possibili conseguenze
La tendenza alla generazione della polvere delle superfici di calcestruzzo può portare, in tempi più o meno rapidi, al logoramento delle superfici stesse sino al verificarsi, nelle pavimentazioni di tipo industriale, di ācriticitĆ operativeā. La presenza della polvere, negli ambienti di lavoro, può inoltre determinare problemi di insalubritĆ , connessi con lāinalazione di particelle disperse di biossido di silicio (silicosi).
Misure di prevenzione
Utilizzare miscele di calcestruzzo accuratamente progettate; coesive, con rapporto ac-qua/cemento max.0,50 e consistenza non superiore a cm 15; Esaminare accuratamente la permeabilitĆ dei supporti valutando criticamente lƬ opportunitĆ di predisporre barriere contro lāumiditĆ di risalita; Non effettuare operazioni di finitura in presenza di acqua di affioramento; Curare la protezione e la stagionatura umida delle superfici di calcestruzzo fresco, comunque esposte.
Metodi di bonifica
Sono essenzialmente rappresentati dallāapplicazione, previa accurata preparazione e depolverizzazione, di specifici indurenti chimici impregnanti, non pellicolari, sia di tipo nano-tecnologico a base di silicati di litio (QL NANO LITHIUM) che a base di fluosilicati (QL FLUOSIL).
HONEYCOMB (nidi dāape e segregazioni)
Il termine honeycomb, letteralmente nidi dāape, definisce le incorrettezze, spesso vistose, rappresentate da localizzazioni segregative di aggregati non adeguatamente coperti e collegati dalla pasta di cemento.
Origini dellāinconveniente
Lāinsieme delle cause che concorrono alla formazione dei ānidi dāapeā ĆØ generalmente riconducibile ad inadeguatezze nel controllo di qualitĆ del calcestruzzo: progettazione, mix design, confezionamento, trasporto e messa in opera. Le carenze in ordine alla quantitĆ di pasta cementizia ed al corretto contenuto di āfiniā rappresentano lāelemento di āinnescoā dei processi segregativi, processi che possono acquisire ulteriore rilevanza in presenza di incorrettezze nella posa in opera e nelle operazioni di compattazione del conglomerato.
Anche le eventuali incorrettezze nella costruzione delle casserature di contenimento possono incrementare lāincidenza dei fenomeni segregativi e lāentitĆ quantitativa e dimensionale dei ānidi dāapeā.
Possibili conseguenze
Le āvistoseā manifestazioni segregative rappresentate dai ānidi dāapeā si ripercuotono soprattutto sullāaspetto delle strutture. Nei casi più accentuati possono inficiarne gli aspetti funzionali e di servizio. In ogni caso costituiscono pregiudizio per la durabilitĆ delle opere.
Misure di prevenzione
Sono riassumibili con interventi sul mix design, nonché sulle modalità di posa e compattazione. Per quanto attiene il mix design sono certamente consigliabili interventi volti ad in-crementare il contenuto di pasta cementizia e la coesione di miscela attraverso la proget-tazione di miscele, comunque coerenti con composizioni granulometriche di tipo continuo, a più elevato contenuto di cemento e di aggregati fini.
Lāaddizione di filler a base di silica fume (tipo MICROSIL 90) può inoltre fornire importanti contributi in ordine alla qualitĆ ed alla quantitĆ di pasta legante, Lāaddizione di fibre poli-propileniche (tipo READYMESH) consente significativi incrementi della coesione a fresco delle miscele.
Metodi di bonifica
I possibili metodi di bonifica, orientati a bonificare le conseguenze estetiche e le carenze protettive, contemplano il ripristino corticale (colmatura), previa adeguata preparazione, con malte cementizie tixotropiche, spatolabili, adesive, a ritiro compensato, (per esempio REPAR TIX e REPAR TIX HG). LāomogeneitĆ cromatica e di tessitura ed il ripristino delle necessarie prestazioni protettive, possono essere perseguite attraverso lāapplicazione di specifiche pitture (tipo PROTECH WAC e PROTECH WAC-T).
La reazione alcali-silice o alcali aggregati (ASR) può essere, nello stesso tempo, un ādifet-toā ed una causa di degrado quasi sempre di tipo congenito, derivante da incorrettezze sostanziali dei componenti il conglomerato: gli aggregati ed il cemento. Rappresenta, in alcuni paesi, un problema importante. In Italia si ĆØ manifestato più sporadicamente e in aree geografiche delimitate, soprattutto nelle provincie di Ravenna, Pesaro Urbino, Ancona, Pescara, e Foggia.
Si manifesta in vari modi: allāestradosso di pavimentazioni in calcestruzzo si presenta, in genere, in modo puntuale, con distacchi tronco-conici rovesci, di limitata dimensione, che si espandono, sino a formare scagliature con distacchi più o meno importanti, spesso accompagnati dalla presenza di gocce gelatinose (gel di silicio ricco in alcali). Nelle strutture determina la comparsa di fessurazioni diffuse, destinate a deteriorarsi ulteriormente nel tempo.
Origini dellāinconveniente
La reazione avviene quando si verificano le necessarie precondizioni: un calcestruzzo con cemento ad elevato tenore di alcali (1*) nel cemento, la contemporanea presenza di aggregati reattivi ed il sussistere di valori di umiditĆ relativa superiori allā85%, ed ĆØ spesso evidenziata dalla comparsa di āgelā attorno agli aggregati. il calcestruzzo deve quindi contenere, un contenuto āsensibileā di alcali, aggregati silicei criptocristallini ed amorfi ed essere esposto in atmosfere con valori dellāumiditĆ relativa (U.R.), superiori allā85%. Lāopale, il calcedonio, la tridimite, e la cristobalite sono le forme più comuni di aggregati contenenti silice reattiva.
(1*) In realtà la provenienza degli alcali può anche essere esterna, ad esempio quando il calcestruzzo entra in contatto con le soluzioni di cloruro di sodio, derivanti dai sali disgelanti impiegati nella viabilità .
Possibili conseguenze
La norma La norma UNI 8981-8: 1999 fornisce una descrizione schematica dei danni indotti dalla reazione alcali-aggregati: āI danni si presentano sia in forma di un reticolo diffuso di fessure (dette "a carta geografica") su elementi tozzi, come plinti, sia come fessure lineari parallele al lato lungo dei manufatti su elementi allungati (pilastri), sia infine come āconetti rovesciatiā che si distaccano prevalentemente dalla superficie di pavimentazioni, denominati "pop-outā.
In termini pratici le conseguenze della reazione ASR possono assumere le valenze funzionali che, nelle pavimentazioni in calcestruzzo, comprendono anche lāimpossibilitĆ di un corretto utilizzo dellāopera, mentre nelle strutture e nei casi più estremi, possono essere inficiati gli aspetti statici e prestazionali.
Misure di prevenzione
Il processo espansivo della reazione alcali/aggregati può essere controllato sino alla pratica inibizione, attraverso lāaddizione, al calcestruzzo, di composti (filler) in grado di āimpegnareā gli alcali, sottraendoli quantitativamente alla reazione stessa.
Fra le diverse opzioni i filler, a base di silica fume (microsilica), a reazione superpozzolanica, del tipo MICROSIL 90, rappresentano la soluzione più citata in letteratura per lāefficacia collaudata in decenni di sperimentazioni ed applicazioni pratiche, certificata anche nellāampia letteratura reperibile nel sito āsilica fume associationā.
Metodi di bonifica
Le possibilitĆ di intervento su strutture e pavimentazioni in calcestruzzo esistenti, interessate dalla reazione alcali aggregati sono sempre state scarsamente affidabili, talvolta persino perniciose nei loro effetti. I rivestimenti con resine sintetiche di varia natura, per esempio, hanno spesso accentuato e/o accelerato il fenomeno.
I più aggiornati progressi nella nano-tecnologia dei composti di litio hanno reso disponibili soluzioni che si stanno rivelando decisamente promettenti. Fra le soluzioni accennate, QL ā NANO LITHIUM, appare particolarmente interessante per la peculiare caratteristica di āimpregnante non pellicolareā, di agevole impiego, affidabile in termini funzionali, esente dai rischi di accentuazione e/o di accelerazione della reazione.
SCALING (scagliature superficiali da gelo disgelo)
Il documento ACI 201.1R: "Guida per lo svolgimento di ispezioni visive di calcestruzzo in servizio" definisce il fenomeno come āsfaldamento localizzato di porzioni superficiali di calcestruzzo (o di conglomerati cementizi in genere), di entitĆ variabile da particelle ridotte a scaglie di dimensioni significative, superiori ai 20 millimetri, spesso accompagnato dallāesposizione degli aggregati più grossi.
Origini dellāinconveniente
Possono essere elencate una serie di cause spesso coagenti quali: mix design inadeguato alle condizioni di esposizione (classe di esposizione), per carenza o incorrettezza dellāaria inclusa, rapporto acqua cemento eccessivo, lavorazioni effettuate in presenza di bleeding, effetti dei cicli gelo/disgelo, curing inadeguato, azione aggressiva di sali fondenti antigelo.
Le discontinuitĆ superficiali e lāesposizione degli strati interni del conglomerato, conseguenti allo scaling possono determinare criticitĆ estetiche, funzionali e, innescando ulteriori processi degenerativi, di durabilitĆ delle opere. LāentitĆ delle conseguenze accennate ĆØ correlata alla significativitĆ ed alla distribuzione delle manifestazioni.
Misure di prevenzione
La progettazione di mix design adeguati alla classe di esposizione, in termini di rapporto A/C, contenuto dāaria, ecc, unitamente alle corrette modalitĆ di posa in opera e curing, rappresentano i provvedimenti di prevenzione più consigliati. Lāaddizione di fibre polipropi-leniche tipo READYMESH fornisce ulteriori presidi di salvaguardia.
Sono essenzialmente rappresentati dalla ricostruzione delle aree interessate con malte cementizie adeguate alle condizioni di esposizione, previa accurata preparazione e depol-verizzazione dei supporti. Per il ripristino e/o lāincremento delle condizioni di protezione ĆØ possibile ricorrere allāapplicazione di specifici protettivi impregnanti, non pellicolari, nano-tecnologici, a base di silicati di litio (tipo QL NANO LITHIUM).
SPALLING (espulsione del copriferro)
Il fenomeno definito spalling ĆØ una conseguenza di processi corrosivi, ossidativi ed espansivi che possono verificarsi nelle strutture in conglomerato cementizio armato. Si evidenzia con la distruzione e lāespulsione, più o meno profonda dello strato di calcestruzzo posto a protezione delle armature.
Origini dellāinconveniente
La ādepassivazioneā dellāinterfaccia calcestruzzo/acciaio e la conseguente perdita di protezione dellāacciaio, che viene cosƬ esposto ai processi ossidativi e corrosivi, ĆØ la causa più generale dei fenomeni di spalling.
La ādepassivazioneā dellāinterfaccia calcestruzzo/acciaio ĆØ in genere conseguente ai pro-cessi di carbonatazione del calcestruzzo, attraverso la reazione:
Il prodotto della reazione, il calcio carbonato, ha un pH insufficiente per conservare la condizione di protezione per passivazione dellāacciaio che costituisce le armature. Ne conseguono i fenomeni ossidativi, corrosivi ed espansivi accennati. Ai fini di una migliore comprensione dellāimportanza dellāacqua, come umiditĆ , ĆØ opportuno considerare che la carbonatazione non ĆØ la reazione di un gas, lāanidride carbonica, con una sostanza solida, il calcestruzzo, ma la reazione di un gas, lāanidride carbonica, disciolto in un film umido, con gli alcali in soluzione, presenti nel calcestruzzo.
Nel contesto in esame lāossidazione e la corrosione, rivestono unāimportanza fondamentale. Ć quindi importante osservare che la corrosione ĆØ un processo elettrochimico che richiede, affinchĆ© possa verificarsi, la contemporanea presenza di un anodo (lāacciaio depassivato), un catodo (definito da ossigeno ed acqua) e un elettrolita umido (il calcestruzzo).
Possono altresƬ essere considerate ed investigate cause e concause di ordine più generale quali la qualitĆ del calcestruzzo, la qualitĆ e lo spessore del copriferro, lāincidenza e la profonditĆ della carbonatazione, lāeventuale presenza di cloruri e correnti vaganti.
Possibili conseguenze
Lo spalling ĆØ conseguente ad una condizione che ha valenza di estrema criticitĆ conservativa. In mancanza di adeguati e tempestivi provvedimenti di ripristino possono infatti determinarsi gravi danni strutturali e compromissioni statiche di difficile e costoso rimedio.
Misure di prevenzione
Le misure più efficaci sono le stesse generalmente adottate per la prevenzione del degrado del conglomerato cementizio armato, contemplate in UNI EN 206-1: il progetto di un calcestruzzo di qualità adeguata alle condizioni di esposizione e servizio, la predisposizione di adeguati spessori del copriferro, l'oculata messa in opera e compattazione, l'adozione di rigorosi magisteri di cura e stagionatura umida, l'eventuale ricorso, ove necessario, a misure di protezione con pitture coprenti o semicoprenti impermeabili all'acqua e permeabili al vapore (tipo PROTECH WAC o PROTECH WAC-T). Un contributo ulteriore può essere fornito dall'addizione di fibre polipropileniche tipo READYMESH in grado di costituire un presidio antifessurativo e di inibizione della motilità dell'acqua.
Metodi di bonifica
Lāespulsione del copriferro non ĆØ un fenomeno puntuale ma il sintomo di una condizione degenerativa profonda. Ne consegue la necessitĆ di interventi di ripristino di valenza strutturale lāasportazione del calcestruzzo comunque degradato (A), la depolverizzazione, la saturazione con acqua, lāeventuale applicazione di un inibitore di corrosione (B), la preparazione dei ferri dāarmatura sino allo stato di luciditĆ metallica, lāapplicazione di una micromalta cementizia passivante (C), la ricostruzione delle aree asportate e/o mancanti con malte cementizie adeguate (D) e lāeventuale finitura protettiva con pitture, coprenti o semicoprenti correttamente impermeabili allāacqua e permeabili al vapore (E).
Fra i prodotti sperimentati nelle applicazioni descritte si rammentano, a titolo di esempio, le micromalte cementizie passivanti bicomponenti, modificate con polimeri, tipo REPAR STEEL, le malte cementizie strutturali fibrorinforzate, specifiche per il ripristino del calce-struzzo mancante e/o asportato tipo REPAR TIX HG, Gli inibitori di corrosione migranti tipo CONSILEX NO-RUST, le pitture, impermeabili allāacqua e permeabili al vapore tipo PROTECH WAC o PROTECH WAC-T.
Riferimenti bibliografici
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