I Difetti più frequenti nel calcestruzzo posato in opera

Edoardo Mocco - AZICHEM 05/12/2017 6709

01 - PREMESSA

Anche nel ventunesimo secolo il calcestruzzo resta un materiale di estrema attualità, versatilità ed affidabilità. 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 qualità del componenti, al loro proporzionamento, alle condizioni ambientali durante il confezionamento e la messa in opera, alle procedure di costruzione utilizzate e così via. In questi casi si rende necessario identificare l’intervento di riparazione più adatto e conveniente, attraverso la puntuale individuazione della causa o delle cause che hanno determinato l’accadimento. Le note che seguono rappresentano alcuni semplici appunti per orientare, “in prima approssimazione”, l’identificazione delle incorrettezze più ricorrenti.

02 - I DIFETTI PIÙ FREQUENTI

Gli inconvenienti o “difetti” più ricorrenti nella pratica di cantiere, di diversa natura  e valenza, presi in esame, sono di seguito elencati, in ordine alfabetico, talvolta nell’accezione anglosassone del termine, utilizzata in letteratura:
ABRASIONE/EROSIONE (logoramento per abrasione); BLISTERING (affioramento di bolle all’estradosso); 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).  

03 – 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 dell’acqua 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 è la cavitazione.

03.1 – Origini dell’inconveniente

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.

03.2 – Possibili conseguenze

Decadimento lento o rapido della qualità funzionale e prestazionale della struttura interessata.

03.3 – Misure di prevenzione

Adeguamento del mix-design, e delle caratteristiche prestazionali dei componenti alle sollecitazioni di abrasione – 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 d’acciaio (READYMESH).

(b)    = realizzazione di sistemi indurenti all’estradosso (vedere il commento nella tabella 1).

03.4 – 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 l’applicazione 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.

04 – BLISTERING (formazione di bolle all’estradosso)

La comparsa di bolle sulla superficie del calcestruzzo fresco, o nella fase di primo indurimento è generalmente identificata con il termine “bugholes”. 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 verrà sottoposta al traffico.

04.1 – Origine dell’inconveniente

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 l’inglobamento accidentale d’aria, l’intempestiva lisciatura, ecc.

04.2 – Possibili conseguenze

Con l’indurimento del calcestruzzo le bolle rappresentano elementi critici di fragilità. Sottoposte a sollecitazioni (traffico),  si fratturano rapidamente causando discontinuità estetico/funzionali, generazione di polvere, nonché localizzazioni di ulteriore  rapido degrado.

04.3 - 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.

04.4 – 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). L’omogeneità cromatica e di tessitura delle superfici può essere ripristinata con l’applicazione di soluzioni indurenti non pellicolari, pigmentate (del tipo QL NANO LITHIUM COLOR), in grado di conferire anche una significativa protezione antiabrasiva.

05 – BUGHOLES (inestetismi al disarmo)

Rappresentano la conseguenza della formazione, causata da diverse incorrettezze esecutive, di vuoti (bolle), di dimensioni e quantità variabile, a ridosso delle superfici continue, in genere le casseforme. La scoperta di queste bolle è in genere una sorpresa che si verifica  all’atto del disarmo.

05.1 – Origine dell’inconveniente

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, dall’inadeguata qualità dei prodotti disarmanti, nonché dalla solubilizzazione delle cellulose e delle emicellulose delle cassaforme lignee.

05.2 – Possibili conseguenze

I problemi derivanti dalla presenza di “bugholes” sono soprattutto di tipo estetico anche se, in qualche misura, possono inficiare la durabilità dell’opera. Gli aspetti strutturali veri e propri non sono coinvolti. 

05.3 – Misure di prevenzione

Adeguamento del mix-design, in termini di granulometria e coesione, adeguamento dei tempi e delle modalità di posa in opera e compattazione (vibrazione), utilizzo di casseforme idonee e di agenti disarmanti di tipo chimico, non oleoso.  

05.4 – Metodi di bonifica

Colmatura delle bolle, previa accurata preparazione, con l’utilizzo 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 è consigliabile effettuare qualche prova preliminare per individuare le miscele con cromie, dopo indurimento, più omogenee rispetto al conglomerato adiacente.

La trattazione dei successivi difetti:

06 – CRACKING (manifestazioni fessurative, lesioni)

07 – CRAZING (screpolature diffuse)

08 – CURLING (deformazione lastre)

09 – DELAMINAZIONE (distacchi corticali nel calcestruzzo)

11 – HONEYCOMB (nidi d’ape e segregazioni)

12 – POPOUTS (scagliature per reazione alcali/aggregati)

13 – SCALING (scagliature superficiali da gelo disgelo)

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