Prove sul calcestruzzo indurito: pubblicata la norma UNI 11747

16/05/2019 1568

In un momento in cui si parla molto del tema della durabilità del calcestruzzo e di aggressione ai ferri di armatura, l'UNI pubblica una norma che riguarda l'aggressivo più pericoloso del calcestruzzo: i cloruri.

UNI 11747:2019 “Prove sul calcestruzzo indurito - Determinazione della profondità di penetrazione degli ioni cloruro”

calcestruzzo-15.jpgIl calcestruzzo, materiale essenziale nelle costruzioni, trova ampio riscontro nella normativa tecnica. E' infatti stata recentemente pubblicata la norma UNI 11747 grazie alla commissione Cemento, malte, calcestruzzi e cemento armato.

Questo documento specifica le modalità per il rilievo della profondità di penetrazione degli ioni cloruro in provini di calcestruzzo esposti in laboratorio a diffusione unidirezionale ovvero in carote di calcestruzzo prelevate in situ.

Il metodo illustrato non può essere applicato a calcestruzzi trattati in superficie - per esempio con silani - e non è alternativo a quello descritto nella UNI EN 12390-11.

In particolare, nel calcestruzzo le armature di acciaio sono protette contro la corrosione per effetto dell'elevata alcalinità della soluzione nei pori (pH> 13); in tali condizioni si forma un sottile film di ossidi di ferro (strato di passivazione) che è in grado di inibire il processo di corrosione.

Per approfondire all’interno della norma sono riportati i seguenti riferimenti normativi:

  • UNI EN 206 Calcestruzzo - Specificazione, prestazione, produzione e conformità;
  • UNI EN 12390-2 Prove sul calcestruzzo indurito - Parte 2: Confezione e stagionatura dei provini per prove di resistenza;
  • UNI EN 12390-6 Prove sul calcestruzzo indurito - Parte 6: Resistenza a trazione indiretta dei provini;
  • UNI EN 12390-11 Prove sul calcestruzzo indurito - Parte 11: Determinazione della resistenza ai cloruri del calcestruzzo, diffusione unidirezionale;
  • UNI EN 12504-1 Prove sul calcestruzzo nelle strutture - Parte 1: Carote - Prelievo, esame e prova di compressione.

I cloruri, perchè sono un pericolo per il calcestruzzo armato

Nel calcestruzzo le armature di acciaio sono protette contro la corrosione per effetto dell’elevata alcalinità della soluzione nei pori (pH> 13); in tali condizioni si forma un sottile film di ossidi di ferro (strato di passivazione) che è in grado di inibire il processo di corrosione.

L’innesco della corrosione può tuttavia avere luogo se lo strato di passivazione è danneggiato. Ciò accade quando, a causa della carbonatazione, il pH nel calcestruzzo è ridotto oltre un valore limite, oppure quando la concentrazione di ioni cloruro supera un valore alla superficie delle barre di armatura.

In molti casi, quali per esempio le strutture esposte in ambienti marini (per esempio strutture sommerse o zone esposte a maree) la corrosione può essere considerata come un processo sostanzialmente indotto dagli ioni cloruro.

La stabilità del film di ossido protettivo presente sulla superficie delle armature può essere infatti compromessa se in prossimità delle barre di acciaio si realizzano concentrazioni critiche di cloruro sufficienti ad innescare il processo di corrosione. Sul testo CONCRETUM di Luigi Coppola si afferma che "Nella pratica, nelle strutture aeree LA CONCENTRAZIONE CRITICA di CLORURI è all’incirca tra 0.05 e 0.15 % rispetto alla massa del calcestruzzo (circa 0.3-1.0 % sulla massa del cemento). Nelle strutture completamente immerse la concentrazione critica è circa 30-10 volte maggiore."

I cloruri possono aggredire anche il calcestruzzo

I cloruri, oltre ad aggredire le barre di armatura, possono aggredire anche il calcestruzzo. Il tal caso il danneggiamento può aversi per effetto principalmente di un sale utilizzato come disgelante, il Cloruro di calcio (CaCl₂), che aggredisce la pasta cementizia, che avvolge gli aggregati, e la disintegra. La reazione che sta alla base di tale meccanismo di danneggiamento è la seguente:

3CaCl + Ca (OH)₂ + 14H₂O → 3CaO ∙ CaCl₂ ∙ 15H₂O

In sostanza, il cloruro di calcio (CaCl₂), penetrando nel calcestruzzo, reagisce con la calce libera sotto forma di idrossido di calcio (Ca (OH)₂), sviluppata durante la reazione dell’acqua con il cemento, con conseguente formazione dell’ossicloruro di calcio idrato (3CaO∙CaCl₂∙15H₂O).

Meno pericoloso per il calcestruzzo è il Cloruro di sodio (NaCl). In questo caso la sua azione è dannosa perchè può innescare la cosiddetta “reazione alcali-aggregato” tra sodio e potassio, presenti nel cemento, e la silice amorfa, Se è presente negli aggregati.

Cloruri e calcestruzzo: un problema da affrontare

Ecco perchè la conoscenza della profondità di penetrazione degli ioni cloruro (liberi) nel copriferro può risultare utile ai fini della valutazione del rischio di innesco della corrosione delle armature.

Ricordiamo che profondità di penetrazione degli ioni cloruro si intende la distanza fra la superficie esposta agli ioni cloruro e la linea di demarcazione fra la zona penetrata e quella non ancora contaminata dagli ioni cloruro. 

Il principio seguito per la determinazione della capacità di un calcestruzzo di resistere alla penetrazione degli ioni cloruro è quello di porre un provino di calcestruzzo a contatto con una soluzione di cloruro di sodio (ovviamente con una concentrazione standardizzata). Dopo un periodi prefissato di tempo il provino viene rotto longitudinalmente e si individua con un indicatore colorimetrico il livello di penetrazione dei cloruri. 


Sul tema della corrosione da cloruri INGENIO ha pubblicato un articolo dal titolo "Strutture sommerse in calcestruzzo: corrosione armature indotta dai cloruri da acqua di mare" scritto da  Renato Iovino - Straordinario di Architettura Tecnica, Università Telematica Pegaso, Flavia Fascia - Ordinario di Architettura Tecnica, Università degli Studi di Napoli Federico II, Francesco Colella - Phd student “Ingegneria delle Costruzioni”, Università degli Studi di Napoli Federico II.

Un altro articolo interessante pubblicato da INGENIO sul tema è "Capacità di auto-riparazione delle fessure in malte cementizie con additivi cristallini" scritto da Liberato Ferrara - Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Politecnico di Milano, Enrico Maria Gastaldo Brac - Penetron Italia.

Infine, un altro articolo sul tema è quello dal titolo "Protezione dalle penetrazioni del Cloruro: NitCal come Inibitore di Corrosione"