Materiali da costruzione: il calcestruzzo degrado

Il calcestruzzo è un materiale per le costruzioni costituito da malta cementizia e leganti come ghiaia, pietrisco o sabbia; e’ un materiale molto diffuso nelle costruzioni per la sua lavorabilità e resistenza (solitamente in accoppiata con l’acciaio).

In particolare il calcestruzzo ha buone caratteristiche di resistenza a compressione, all’azione dell’acqua, può essere facilmente prodotto e messo in opera nelle forme più svariate.

Come molti materiali da costruzione il calcestruzzo può subire processi di degrado fisico legati all’azione degli agenti atmosferici(azioni di gelo e disgelo cicliche), di degrado meccanico (come abrasioni, erosioni, fessurazioni), di natura chimica (attacchi di acidi, solfuri, acqua), di natura biologica e strutturale(sovraccarichi, assestamenti, azioni di vento e sismiche).

Nel caso in cui il calcestruzzo sia armato, ovvero realizzato con apposite armature di metallo per migliorare la resistenza, possono agire, ad esempio in seguito a fessurazioni, azioni di tipo corrosivo.

Vediamo di capire in maniera più approfondita quali siano queste azioni e in che modo possano essere contrastate.

Per quanto riguarda le azioni di tipo ambientale legate alle condizioni atmosferiche sicuramente la principale è legata a fenomeni di gelo-disgelo delle componenti liquide presenti nei pori del calcestruzzo.

Solitamente l’acqua passando dallo stato liquido allo stato solido aumenta il proprio volume di circa il 10% e così si innesca prima superficialmente poi estendendosi lentamente alla struttura un processo di scrostamento e di disintegrazione degli elementi.

Il processo avviene in maniera piuttosto lenta poichè il calcestruzzo è un materiale con bassa conducibilità termica e il processo dipende dal numero di cicli di gelo e disgelo che interessano il materiale.

I calcestruzzi più resistenti a questo tipo di azioni sono quelli poco porosi e impermeabili perche non permettono l’ingresso di componenti acquose e che utilizzano aggregati con le medesime caratteristiche.

materiali da costruzione ca

L'armatura di un pilastro.

Gli attacchi di natura chimica riguardano la composizione del calcestruzzo stesso in relazione a reazioni con componenti liquide che vengono a contatto con il materiale. Ad esempio acque con basso contenuto di carbonati (ovvero con durezza molto bassa) sono piuttosto pericolose per il materiale perchè consentono lo scioglimento dei composti a base di calcio e la deteriorazione del calcestruzzo stesso.

Acque o terreni con concentrazioni di solfati se posti a contatto con il materiale possono dare vita a reazioni che possono portare a fessurazioni e distacchi della struttura. Anche qui una scelta di materiali poco permeabili e con valori di resistenza ai solfati buona consente una maggior difesa rispetto a questo tipo di attacchi.

Le armature certamente sono delle componenti che possono far sorgere problematiche riguardanti fenomeni di corrosione. Il ferro solitamente è ricoperto da un film di ossido che lo protegge da azioni corrosive ma l’azione dell’anidride carbonica presente nell’aria può favorire l’abbassamento del PH del materiale, neutralizzando progressivamente l’alcalinità e innescando processi di carbonatazione che danneggiano la struttura ferrosa. (gli attacchi possono essere generati anche dalla azione di cloruri).

Questo comporta sulla struttura dei pericoli di stabilità in quanto la propagazione di questi fenomeni intacca le strutture riducendo la sezione resistente delle armature e in alcuni casi può provocare la perdita di ancoraggio dei tondini causando quindi gravi danni strutturali.

Per azione di eccessivi forzi di trazione dovuti ad eccessive sollecitazioni meccaniche possono verificarsi fenomeni di fessurazione e la rottura dei sistemi superficiali del materiale che possono dare luogo a danni importanti.

MISURE DI PROTEZIONE

Le misure di prevenzione dei danni da degrado devono iniziare già in fase di progetto tenendo presente quali possano essere le caratteristiche ambientali del sito in cui si realizzano strutture in calcestruzzo armato e considerando i comportamenti del materiale in relazione agli agenti sopra descritti.

Inoltre le strutture in calcestruzzo armato dovrebbero essere periodicamente ispezionabili per verificare eventuali degradi e conservare strutture preferibilmente non particolarmente complesse per evitare dissesti strutturali che agiscono malignamente sulle caratteristiche del materiale e sulla stabilità della costruzione.

calcestruzzo degrado

Prove di laboratorio sul calcestruzzo.

Evitare spigoli vivi, di sovradimensionare le armature ( e di sottodimensionare ovviamente), predisporre giunti di dilatazione e evitare ristagni d’acqua e infiltrazioni.

E’ molto importante inoltre la composizione del materiale (quantità d’acqua, di aggregati e cemento), il trasporto in cantiere, la posa in opera (la vibrazione del calcestruzzo deve essere operata in maniera che vi sia la maggiore compattezza possibile), il rispetto degli spessori di copriferro (solitamente viene utilizzato uno spessore di 2 cm).

In situazioni di particolare complessità riguardanti l’aggressività molto elevata delle componenti sul materiale è indispensabile valutare specifiche composizioni del materiale strutturale attraverso particolari miscele e diversi rapporti tra elementi costituenti il conglomerato cementizio.

In questa breve trattazione ho affrontato brevemente le principali problematiche relative agli agenti di degrado di un materiale come il calcestruzzo e quali siano alcuni accorgimenti per evitare la formazione e la propagazione di agenti dannosi.

In realtà in fase progettuale e realizzativa è molto importante la collaborazione degli operatori di progetto e di cantiere al fine di garantire la qualità del materiale e garantire il suo uso e la sua funzionalità nel tempo.

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