Durabilità
del calcestruzzo secondo le
|
| Nella nuova norma EN 206,
cui si ispirano le Linee Guida del Ministero dei LL.PP
per la durabilità dei calcestruzzi strutturali, sono
previsti due ambienti chimicamente aggressivi: i terreni
e le acque. Dei terreni aggressivi si è già discusso
nel precendente numero di Enco Journal (consultare
il sito www.enco-journal.com , sezione "Gli
Ultimi Numeri"). In questo numero vengono analizzate le situazioni di attacco dei calcestruzzi strutturali da parte di acque chimicamente aggressive per la presenza di uno o più seguenti composti di concentrazione superiore alla soglia critica accanto indicata:
A seconda che la concentrazione cada in uno degli intervalli riportati in Tabella 1, si debbono adottare secondo la norma EN 206 le misure preventive indicate nella stessa Tabella 1 in termini di massimo rapporto acqua-cemento (a/c), di minima Rck e di dosaggio minimo di cemento (per inerti con diametro massimo compreso tra 20 e 32 mm). |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
*Se non sono presenti
due prodotti aggressivi nella stessa classe di
esposizione, si adotta la classe di esposizione a livello
superiore |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nella Tabella 2 sono riportati gli analoghi valori di concentrazioni e requisiti prestazionali previsti dalle Linee Guida. A parte qualche differenza di minore importanza, si segnala che nelle Linee Guida è prevista una Rck leggermente diversa per le classi di esposizione XA2 ed XA3 per le quali la norma EN 206 prevede una stessa Rck minima nonostante siano previsti diversi valori nel rapporto a/c massimo. Nel proseguio di questo articolo conclusivo sulla durabilità del calcestruzzo in relazione alla EN 206 ed alle Linee Guida sarannno commentati i meccanismi aggressivi non discussi nei documenti ufficiali. L'attacco aggressivo dei prodotti chimici elencati nelle Tabelle 1 e 2 può essere suddiviso in due tipi:
|
Tabella 2 - Classe di
esposizione XA secondo le
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| La decalcificazione
consiste nella rimozione del calcio dal prodotto
"collante" C-S-H cui si deve
sostanzialmente l'effetto legante dei cementi portland o
di miscela. A causa della perdita del calcio, il C-S-H
si trasforma in prodotti progressivamente meno leganti
fino a diventare, nel caso limite di totale perdita del
calcio, in cui prodotto (S-H)
sostanzialmente formato da silice amorfa priva di
qualsiasi potere legante. Il meccanismo della decalcificazione si esplica attraverso il trasferimento del calcio che si trova nel C-S-H ad un prodotto CaX, dove X è l'agente decalcificante responsabile dell'aggressione: |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
e dove CaX rappresenta un complesso o un prodotto privo di potere legante. Il prodotto della decalcificazione coinvolge anche la trasformazione del Ca(OH)2 (prodotto per idratazione del cemento) nel prodotto CaX
ma con danni inferiori a quelli derivanti dal processo [1] che è accompagnato dalla perdita del componente più importante (C-S-H) dal punto di vista delle prestazioni meccaniche del calcestruzzo. Tutte le speci chimiche elencate in Tabella 1 presentano l'effetto decalcificante che si esplica in pratica con aumento di porosità e soprattutto perdita di resistenza meccanica. Nel caso dell'ammonio (NH4+) e del magnesio (Mg++), per esempio il processo [2] può essere così rappresentato: Ca(OH)2 + 2NH4+ ===> Ca+++2H2O+2NH3(gasé ) [3] Ca(OH)2 + Mg++ ===> Ca+++Mg(OH)2 (solidoê ) [4]
In sostanza nel processo [3] il prodotto solido Ca(OH)2 viene trasformato in un gas (NH3) che evapora ed un sale di calcio idrosolubile asportato dall'acqua. Nel processo [4], invece, il prodotto
Ca(OH)2 è trasformato nella brucite - Mg(OH)2
- ancor meno solubile del Ca(OH)2 ma
potenzialmente meno legante della calce. Inoltre l'azione
del Mg++ può arrivare a sostituire il calcio
del C-S-H con formazione di un prodotto M-S-H privo
delle proprietà leganti del C-S-H:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Anche con gli acidi (pH £ 6.5) e la
CO2 aggressiva l'acqua è in grado di
attaccare il calcestruzzo provocando una progressiva
decalcificazione prima della calce [2] e poi del C-S-H
[1]. Un discorso a parte merita l'attacco aggressivo delle acque solfatiche. Lo ione SO4= può provocare sia la decalcificazione che l'espansione fessurativa del calcestruzzo. La decalcificazione del calcestruzzo da parte dello ione SO4= può essere esplicata sia nei confronti della calce con formazione di gesso (CaSO4·2H2O):
sia nei confronti del C-S-H
con formazione di thaumasite attraverso il gesso
formatosi con il processo [6]:
Il processo [7] di formazione della thaumasite (favorito dalle basse temperature: 0-10°C) è particolarmente devastante proprio per la riduzione (fino a scomparsa) del prodotto C-S-H responsabile delle prestazioni meccaniche del calcestruzzo. L'effetto aggressivo dello ione SO4= nelle acque solfatiche è particolarmente severo, perché, ai processi [6] e [7] che provocano un indebolimento meccanico, si accompagna un processo espansivo nello strato corticale (penetrato dal solfato) che provoca distacchi e delaminazioni rispetto al nucleo centrale non penetrato dai solfati ed ancora integro. L'effetto espansivo responsabile del degrado è provocato dalla formazione di ettringite secondaria (consultare in www.enco-journal.com l'articolo "E… come Ettringite" nella sezione "L'archivio: il meglio di Enco Journal"):
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||