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Rinforzare le strutture portanti

Edilizia - Pubblicato da redazione - Nessun commento

Nel precedente articolo abbiamo introdotto il discorso sulla curabilità delle strutture portanti in cemento armato, di cui è costituita l’ossatura degli stabili moderni. Abbiamo preso in esame alcuni fondamentali concetti inerenti le tensioni che si producono all’interno delle strutture e alcuni semplici concetti di “armatura”. Oggi prendiamo in esame alcuni mali che affliggono questi materiali apparentemente molto robusti e duraturi, ma talvolta indifesi dalle aggressioni esterne come l’inquinamento.

1) Patologie di entrambi i protagonisti
Insomma, riallacciandoci al discorso lasciato in sospeso lo scorso mese, possiamo dire che per tenere in piedi una casa ci vuole acciaio di buona qualità (Feb 44k, ovvero, resiste a 4400 km/cm2).
Ed anche il calcestruzzo lo deve essere, se uno dei due componenti comincia a “zoppicare”, allora possono essere guai.

1.1) Il calcestruzzo e i suoi mali
Il calcestruzzo, che può essere visto come una specie di pietra, se pure assemblata artificialmente, soffre di tutta una serie di “acciacchi”, sia tipici delle masse lapidee che suoi propri e speciali:

A – cicli di Gelo-Disgelo; d’inverno l’acqua contenuta nei pori del calcestruzzo può gelare, con un discreto aumento di volume (9% circa); il ripetersi di questi cicli produce fessurazioni e lesioni di vario grado, dal semplice scrostamento superficiale fino alla disgregazione più o meno ampia;
B – Dilavamento; le acque di durezza (contenuto di Calcio) molto bassa tendono a “sciogliere” il calcestruzzo, innescando una sorta di soluzione con precedenza alla sua parte calcarea;
C – Attacco Solfatico; se il calcestruzzo viene a contatto con acque o terreni contenti solfati, questi, penetrando nel calcestruzzo possono dare luogo a reazioni chimiche il cui risultato provoca un effetto espansivo, con una forte azione disgregatrice;
E non basta, ci sarebbero ancora da enumerare la reazione degli Alcali aggregati, l’effetto dell’aeresol o del bagnamento marino, l’effetto delle radiazioni, ecc.
Per fortuna tutti questi mali tremendi non hanno, di solito, un effetto così drammatico sulla comune casa di abitazione, soprattutto in città climaticamente equilibrate come Roma. In via generica infatti questi meccanismi sono tipici di ambienti estremi o speciali; prossimità della battigia, alta montagna, stabilimenti industriali….

1.2) il male oscuro: la Carbonatazione.
Tutti quanti noi viviamo immersi nell’aria, non possiamo certo farne a meno, ci stiamo noi e la nostra famiglia; ci stanno dentro le nostre cose; la macchina, il computer, il divano…. e la nostra casa. E’ un fatto ineluttabile.
Nell’aria, oltre ad un gas assai utile come l’ossigeno, uno pressoché inerte come l’elio più tracce di altri gas dallo strano none, ce ne sono due che per la nostra trattazione sono particolarmente interessanti:

Il gas di Anidride Carbonica

2)Il gas formato dal vapore d’acqua
La presenza del primo è sempiterna, in un ambiente naturale – diciamo in aperta campagna – ha un tenore dello 0,04%; in ambiente urbano invece raggiunge lo 0,2% , e dicono che tenda ad aumentare.
Il secondo è più variabile; lo si misura di solito in valore di umidità relativa, ovvero quanto si è vicini al limite massimo che quell’aria – a quella temperatura – riesce a contenere in forma di gas.
In ambiente esterno questo numero percentuale può variare molto; di norma all’interno delle case oscilla attorno al 50% con una temperatura sui 20 C° (siamo proprio noi a ricercare questa condizione, poiché è quella in cui viviamo meglio).
Pur variabile questo gas è anche esso comunque sempre presente.
Quello che ora ci interessa di più è il primo, l’anidride carbonica.

Quando questo gas viene a contatto con il calcestruzzo, che di fatto è una sorta di spugna solida, tende (come tutti i gas) a penetrarlo, attraverso i suoi pori e micropori. Non si limita però a questa sola azione, la sua presenza effettua anche dei cambiamenti chimici all’interno del conglomerato.
Il calcestruzzo ha un comportamento essenzialmente basico; l’acqua che è sempre presente nei suoi pori ha infatti – inizialmente – un Ph compreso tra 13 e 14. Dopo un po’ di tempo che agisce l’anidride carbonica il Ph cambia, si abbassa e si sposta verso la neutralità, attorno al valore di 7-8.
E allora? Che succede al Calcestruzzo in questa nuova situazione?
Risposta: al calcestruzzo quasi un bel niente. Addirittura, in alcuni casi si riduce la porosità ed aumenta un po’ la resistenza!

Ma allora qual’è il motivo di tutta questa pappardella?
Fatto sta che il problema non è nel calcestruzzo.

3) Il ferro ed il suo male, affatto oscuro
Non so se ci avete mai fatto caso, ma il ferro tende ad arrugginire!
Se lasciate un bel pezzo di ferro, diciamo un pezzo di tubo non zincato, né verniciato sul balcone di casa vostra, dopo un po’ lo trovate ricoperto di una bella patina di colore rossiccio che tende a sfogliarsi.
Dopo altro tempo il ferro non lo si vede neanche più, tanto è aumentata questa crosta – ed anzi, il pezzo di ferro sembra aumentato di volume.
Dopo un altro po’ il ferro non lo trovate proprio più, sostituito da un ammasso di quella ossidazione granulosa.
Insomma se lo lasci li, dopo molto tempo non resta più nulla.
A parte le banalità è’ molto più interessante chiedersi allora cosa NON faccia arrugginire il ferro: una delle cose migliori sembra quella di proteggerlo con un rivestimento di tipo alcalino (ovvero basico).

Se il metallo ferro giace in un ambiente con Ph superiore a 11,5 al di sopra della sua superficie si crea un sottile velo di ossido, e poi nulla più: questo stesso velo funge da protezione e la velocità di corrosione è praticamente nulla e solo per notizia diciamo che la maggior parte degli antiruggine si basa su questo principio.
Se invece il ph scende, il velo protettivo va a farsi benedire, e la corrosione incalza.
Ecco spiegato l’effetto nefasto della carbonatazione sul calcestruzzo; non è lui – il calcestruzzo – ad ammalarsi, è il ferro che contiene che ne subisce le conseguenze.

Ricapitolando: si fa il getto di calcestruzzo allo stato fluido, questo si asciuga e si consolida, si completa l’edificio e lo si abita, per anni ed anni; in tutto questo lasso di tempo l’anidride carbonica permea lo strato più superficiale del calcestruzzo, ne fa lentamente variare il ph a profondità sempre maggiori, fino a raggiungere la zona dove sono situati i ferri di armatura. Da questo problema nasce l’importanza che i ferri posti ad armatura del calcestruzzo siano ricoperti da un congruo spessore di questo – detto appunto “copriferro” – e che lo stesso abbia una natura compatta, non porosa, non attraversata da lesioni e fessure. Purtroppo ciò accade molto di rado.
Quando tutto va bene, cioè se il Cemento armato è stato realizzato con tutti i crismi (giusto rapporto Acqua/cemento, opportuna granulometria degli inerti, disarmo non frettoloso, opportuno spessore di copriferro etc) questo fenomeno è abbastanza lento, si usa dire 50 anni 1 .
Se invece – e pare proprio sia la maggior parte dei casi – il costruttore ha allungato il “brodo” (cioè ha realizzato un getto con maggiore percentuale di acqua, poiché essendo più fluido è più facile da gettare), ha malamente messo i ferri ovvero li ha posti a contatto con la cassaforma, non ha mai bagnato le casseforme, ha disarmato dopo pochi giorni ed ovviamente vi ha subito caricato il solaio superiore in costruzione… i tempi si accorciano.

4) Scherzi della carbonatazione e della corrosione
Ma allora!?! Casa mia, che ha circa 40 anni sta per cascare!?!?
Per fortuna no, o almeno, nella maggior parte di casi non ancora.
Ecco che entra in gioco il secondo gas del nostro ambiente: il vapore acqueo; che come è facile immaginare ha effetti negativi, ma che sorprendentemente ne ha anche di positivi.
Ricordate il nostro pezzo di tubo messo sul balcone? beh, se vi eravate dimenticati un pezzo di tubo del tutto identico dentro un cassetto.. lo andate a cercare e – bellissima sorpresa, è praticamente intatto. Con appena un po’ di velo.
Detta in termini un po’ più scientifici: al di sotto di valori di umidità relativa dell’atmosfera del 60 – 70% – ed in assenza di altri fattori – la velocità di corrosione è praticamente trascurabile.
Insomma, il ferro del calcestruzzo di casa se pure non era protetto (sverniciato), per fortuna stava all’asciutto.

E per i pilastri e le travi vicine alla facciata?!
Bisogna dire che la carbonatazione (cioè la causa di innesco, non corrosione vera e propria) in presenza di acqua fa strani scherzi.

Sta il fatto che se la superficie del calcestruzzo è bagnata l’acqua che si infila dentro le cavillature in qualche modo fa da “ostacolo” alla penetrazione dell’anidride carbonica, tanto che strutture sottoposte a frequenti periodi di bagnatura risultano, alla fine, meno carbonatate di quelle rimaste più asciutte.

Insomma i pilastri, le travi e le pareti di calcestruzzo bagnate risultano di solito, e la cosa va un po’ contro il comune senso logico, meno carbonatati di quelle rimaste all’asciutto.

 

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