verifica dello spessore di calcestruzzo carbonatato 1. generalita` 2

VERIFICA DELLO SPESSORE DI CALCESTRUZZO CARBONATATO
Scheda
C2
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VERIFICA DELLO SPESSORE DI CALCESTRUZZO CARBONATATO
spessore minimo non minore dello spessore del
copriferro.
1. GENERALITA’
In sede di indagine dello stato di conservazione delle
armature di un’opera in calcestruzzo armato, risulta di
fondamentale importanza la determinazione della
profondità di carbonatazione.
La carbonatazione degli strati superficiali crea infatti le
condizioni favorevoli al processo di corrosione delle
armature da parte dell’ossigeno e dell’umidità,
attraverso la diminuzione del pH dell’impasto e la
conseguente perdita di impermeabilità del film di ossido
ferrico sulla superficie delle barre in acciaio.
Le indagini oggetto della presente scheda possono
essere eseguite per indagare le cause di un fenomeno
di corrosione dell’armatura già avvenuto, così come per
ricavare elementi di giudizio sul comportamento nel
tempo dell’armatura.
La determinazione della profondità di carbonatazione è
condotta seguendo le istruzioni delle UNI 9944-1992.
2. PRELIEVO DELLE CAROTE
Il prelievo dei campioni necessari alla valutazione dalla
profondità di carbonatazione, può essere effettuato
secondo due diverse metodologie:
−
−
prelievo mediante carotaggio (vedi scheda C1 per
quanto
concerne
implicazioni
strutturali,
installazione della carotatrice, dimensioni delle
carote, ecc.), eseguito conformemente alla UNI
6131/2002 e UNI EN 12504-1/2002. La profondità
di carotaggio sarà stabilita in relazione allo
spessore di calcestruzzo che si ritiene possa
influenzare lo stato dell’armatura, e comunque in
dipendenza dallo scopo dell’indagine. Tale
profondità non dovrebbe comunque interessare più
del doppio dello spessore del copri ferro. Le
dimensioni delle carote saranno stabilite in
relazione agli scopi dell’indagine, tenendo conto
delle dimensioni degli aggregati presenti nel
calcestruzzo.
Per la determinazione dello spessore carbonatato
sono sufficienti anche prelievi di piccolo diametro
(d40 mm, o inferiore).
prelievo di frammenti di calcestruzzo. Qualora il
copriferro risulti visibilmente staccato dall’armatura,
i campioni per le analisi potranno essere prelevati
manualmente o con l’ausilio di piccoli utensili. In tal
caso è opportuno che i campioni abbiano uno
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Le metodologie di prelievo su esposte, sono quelle
richiamate nella UNI 9944. E’ evidente che oltre a tali
tecniche, ne possono essere impiegate altre, quali ad
esempio quella della demolizione locale e circoscritta di
una porzione della struttura, per poi mettere in pratica
quanto riportato in §5.
Il numero minimo di campioni da prelevare dalla
struttura
oggetto
dello
studio
dovrà
essere
sufficientemente ampio da permettere di ottenere una
stima della penetrazione della carbonatazione nelle
varie parti della struttura; tale considerazione ha
maggiore validità soprattutto laddove si fosse in
presenza di condizioni di esposizione, e quindi velocità
di penetrazione, variabili.
Il prelievo di campioni che verranno sottoposti
all’indagine, dovrà essere accompagnato da misure
dello spessore effettivo del copriferro, distribuite
uniformemente sull’opera.
3. LAVORI CONCLUSIVI IN SITO
Ogni foro da cui è stata prelevata una carota andrà
adeguatamente sigillato; la sigillatura dei fori verticali
realizzati lavorando dall’alto potrà essere realizzata
tramite l’impiego di malta cementizia colabile,
premiscelata, espansiva o antiritiro, a spessore
centimetrico. Per chiusure di fori aventi diametro >
10cm sarà possibile“tagliare”la malta fino al 40% con
ghiaietto di opportuna granulometria. La chiusura dei
fori sub-orizzontali o verticali realizzati lavorando dal
basso (sopra-testa) potrà essere realizzata tramite
l’impiego di malta cementizia tixotropica, premiscelata,
espansiva o antiritiro, a spessore centimetrico, applicata
per riporti successivi di spessore massimo pari a 5 cm.
La preparazione del supporto richiede l’eliminazione di
parti friabili, polverosità ed un accurato lavaggio a
saturazione delle superfici.
4. PREPARAZIONE DELLE CAROTE
Le carote od i frammenti di calcestruzzo vengono
tagliati a secco o spaccati secondo piani normali alla
superficie esposta all’aria; la superficie rotta viene
successivamente liberata da polveri.
La determinazione della profondità di carbonatazione
deve essere effettuata immediatamente dopo il prelievo
del campione; in caso non si potesse evitare un’attesa, i
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campioni dovranno essere conservati in recipienti a
tenuta d’aria (sacchetti in nylon tipo freezer).
−
5. MISURA DELLA
CARBONATAZIONE
−
PROFONDITA’
DI
Lo spessore dello strato carbonatato può essere
facilmente messo in evidenza umidificando la superficie
del calcestruzzo con una soluzione alcolica di
fenoftaleina (soluzione di fenoftaleina all’1% in alcol
etilico), che vira al rosso al contatto con materiale il cui
pH sia maggiore di 9,2 e rimane incolore per valori di
pH minori (la superficie non carbonatata si colora di
rosso). Per evitare inquinamenti, la fenoftaleina
dovrebbe essere nebulizzata sul campione, e quindi
non pennellata o distribuita con panni.
Qualora apparisse solo una debole colorazione,
sarebbe opportuno ripetere il trattamento con la
soluzione di fenoftaleina.
Al momento della prova, la carota deve essere asciutta
e pulita (tramite soffiatura di aria compressa).
Si possono sostanzialmente verificare tre diversi casi
nell’osservazione della distribuzione della profondità di
penetrazione della carbonatazione:
−
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il fronte di carbonatazione corre parallelamente alla
superficie libera (fig. a); in tal caso la misura della
profondità rilevata sarà unica;
il fronte di carbonatazione ha l’aspetto della fig. b);
in tal caso verranno registrati la massima
penetrazione e quella graficamente media;
il fronte di carbonatazione corre parallelamente alla
superficie libera salvo zone carbonatate più in
profondità (fig. c); si riportano la profondità
massima di carbonatazione e quella normale,
senza alcuna media.
La profondità di carbonatazione è specificata con
precisione di 1mm.
In prima approssimazione, si può affermare che il
procedere dello strato carbonatato segue una legge del
tipo s = K
t , e la progressione della penetrazione
nel tempo assume pertanto un andamento parabolico.
Nel caso di strutture esistenti è possibile misurare la
penetrazione della carbonatazione e quindi, nota l’età
della struttura, risalire al coefficiente K. In tal modo
risulta possibile prevedere il futuro andamento del fronte
carbonatato.
Nel seguito si riportano alcuni valori indicativi del
coefficiente di carbonatazione K:
−
−
−
2 < K < 6: calcestruzzi molto compatti (basso A/C,
ben costipati e maturati, cemento > 350 kg/mc);
6 < K < 9: calcestruzzi di media compattezza;
K > 9: calcestruzzi porosi di bassa qualità (con
cemento < 250 kg/mc).
6. ULTERIORI CONSIDERAZIONI
Una carota prelevata per essere sottoposta a prova di
schiacciamento può, prima di essere compressa,
essere sottoposta alla verifica con fenoftaleina.
La penetrazione della carbonatazione è influenzata dal
contenuto di umidità del calcestruzzo. Generalmente
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quindi, laddove una superficie risulta più asciutta
(calcestruzzo con resistività elettrica alta), si potranno
riscontrare valori della profondità di carbonatazione più
elevati, e viceversa.
Gli intonaci tradizionali, realizzati con malte porose ed
alto rapporto A/C, ostacolano molto poco la
penetrazione della carbonatazione.
Non è detto, che la penetrazione della carbonatazione
al di sotto di strati protettivi quali asfalto o simili, sia più
contenuta, rispetto ad altre parti dell’opera.
7.
COSTO
DELLA
PROVA
COMPRESSIONE DELLE CAROTE
DI
Il costo richiesto per la verifica della profondità di
carbonatazione di n°1 carota in calcestruzzo, nonch é
per la redazione del relativo certificato, ammonta
indicativamente a 4,00€.
8. NOTE
L’opportunità di effettuare indagini, di scegliere la
tecnica di intervento, di definire i requisiti dei materiali
da ripristino, di scegliere i materiali da ripristino, di
definire le fasi esecutive, nonché di eseguire controlli
preliminari ed in corso d’opera, va sempre affrontata
assieme ad un tecnico di comprovata esperienza.
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