Il degrado del
CALCESTRUZZO
Il calcestruzzo
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Fattori che influiscono sulla durabilità del calcestruzzo
Per molti anni si è pensato che il calcestruzzo potesse
avere vita eterna; purtroppo questo non è vero, poiché
si tratta di un materiale soggetto a problematiche che
ne compromettono la resistenza nel tempo. Infatti,
se non adeguatamente protetto, il calcestruzzo può
essere attaccato dai sali presenti nell’acqua di mare
e nell’aria in prossimità delle coste, dagli acidi dei
fumi industriali, dal fenomeno della carbonatazione;
risente inoltre delle variazioni di temperatura ed, in
particolare, è vulnerabile al gelo. Inoltre, nel caso del
calcestruzzo armato, l’acciaio, se non ben protetto
da un adeguato strato di calcestruzzo (copriferro),
è soggetto ad ossidazione e tende ad arrugginirsi;
questo fa aumentare il volume dell’acciaio che può
così rompere il calcestruzzo che lo ricopre.
Determinante per la resistenza del calcestruzzo è il
rapporto acqua/cemento nella miscela, che deve
essere basso: infatti a parità di contenuto di cemento
risulta maggiormente resistente una miscela con un
minore contenuto di acqua.
Il rapporto acqua/cemento più utilizzato per garantire buone resistenze varia da 0,45 a 0,65: in questo
intervallo di valori, al diminuire del rapporto acqua/cemento si ha un aumento della durabilità dei manufatti,
a discapito però della lavorabilità in fase di posa in opera. Per tale ragione, nelle miscele reali, operando
con rapporti acqua/cemento più bassi possibili, si ricorre all’uso di additivi chimici finalizzati ad indurre
una maggiore fluidità della miscela a parità di contenuto di acqua in modo da non compromettere le
caratteristiche di resistenza e quindi di durabilità del calcestruzzo.
In genere la durabilità del calcestruzzo si può
misurare con la sua capacità di resistere alle azioni
aggressive dell’ambiente; questa è strettamente
legata alle modalità di preparazione e di messa in
opera del calcestruzzo stesso. Per ottenere un ottimo
conglomerato, infatti, è necessario rispettare alcuni
parametri fondamentali:
• adeguato dosaggio di cemento;
• basso rapporto acqua/cemento;
• massima compattezza;
• corretta stagionatura.
Espulsione del copriferro per arrugginimento dei ferri
d’armatura.
Esempio di segregazione degli aggregati nel calcestruzzo.
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Meccanismi di degrado del
CALCESTRUZZO
La sempre maggiore competenza in materia, il dosaggio sempre più efficace dei diversi elementi che
compongono il calcestruzzo e l’impiego di particolari additivi chimici assicurano ormai livelli di durabilità
molto elevati.
Tuttavia, il mancato rispetto di uno solo dei parametri necessari per ottenere un prodotto ottimale, in presenza
di aggressioni ambientali, fa sì che si inneschino dei meccanismi di degrado tali da comprometterne la
durabilità; questi meccanismi possono essere classificati in chimici, fisici e meccanici.
• DEGRADO CHIMICO
ll principale attacco chimico è rappresentato
dall’anidride carbonica contenuta nell’aria e
disciolta nell’acqua, che trasforma la calce
liberata dalla pasta di cemento in carbonato di
calcio (fenomeno della carbonatazione); questa
reazione riduce l’alcalinità e, di conseguenza,
aggredisce il leggero strato passivante dei ferri
d’armatura (stabile in ambiente alcalino): iniziano
quindi a formarsi degli ossidi che occupano un
volume maggiore rispetto al metallo, innescando
delle azioni espansive in una struttura rigida, che
portano inizialmente ad una fessurazione del
calcestruzzo e, successivamente, al distacco
del copriferro.
In questo meccanismo i cloruri, reagendo con
lo strato passivante e dunque consumandolo,
contribuiscono alla formazione della ruggine.
Altri attacchi di natura chimica sono determinati
dai solfati che reagiscono con i prodotti di
idratazione dell’alluminato tricalcico portando
alla formazione di “ettringite”, con un notevole
aumento di volume rispetto alla fase solida
originaria; anche in questo caso, quindi,
all’aumento di volume, corrisponde un’azione
rigonfiante e disgregante.
Particolarmente dannosi sono anche i solfuri
presenti in terreni argillosi ricchi di pirite, che
causano attacchi acidi, e gli alcali aggregati,
soprattutto per calcestruzzi realizzati con
aggregati silicei contenenti alte percentuali di
silice amorfa o forme criptocristalline. Esempio di corrosione dovuta all’attacco da cloruri.
Esempio di degrado del calcestruzzo per arrugginimento dei
ferri d’armatura.
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Degrado del copriferro in un pilastro in
calcestruzzo.
Calcestruzzo con messa a nudo dei ferri
d’armatura a seguito del degrado.
Ettringite cristallina. La forma colloidale,
per assorbimento d’acqua, rigonfia con
azione disgregante per la matrice rigida.
• DEGRADO FISICO
Gli effetti fisici del degrado sono legati a variazioni dimensionali originate dai cicli di gelo e disgelo dell’acqua
liquida presente all’interno della porosità del calcestruzzo; le variazioni termiche, specialmente se cicliche,
causano infatti stati di tensione tra gli inerti e la pasta cementizia che compongono il calcestruzzo poiché
i coefficienti di dilatazione termica dei due materiali, pur essendo tra di loro confrontabili, non sono
perfettamente uguali.
Inoltre l’acqua esterna, quella corrente e quindi prevalentemente di origine meteorica, esplica la sua
azione corrosiva provocando la solubilizzazione della calce libera; tale azione di dilavamento aumenta gli
spazi vuoti nella matrice cementizia, favorendo l’ulteriore infiltrazione d’acqua e aumentando il fenomeno
corrosivo e di indebolimento della massa.
Un’altra importante causa di degrado fisico è il ritiro, ossia la rapida perdita per evaporazione dell’acqua
interstiziale durante la presa del calcestruzzo, con la conseguente formazione di fessure e/o vere e proprie
crepe.
• DEGRADO MECCANICO
Fra le cause di degrado del calcestruzzo vanno considerati anche gli urti e le abrasioni, i cui effetti sono
tanto maggiori quanto minori sono la durezza superficiale del conglomerato, l’aderenza tra cemento e
inerti e la resistenza degli inerti stessi.
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