Carbonatazione del calcestruzzo: perchè è dannosa?

Parlando di inquinamento ambientale si fà riferimento solitamente alla sempre crescente produzione di rifiuti, all’aumento di gas serra in atmosfera, alle piogge acide, ma pochi hanno messo in luce quanto tali fenomeni possano essere distruttivi per le strutture in cemento armato. Infatti l’esposizione costante di queste ultime ad un ambiente chimicamente aggressivo e saturo di anidride carbonica influisce enormemente sulla loro resistenza e durata nel tempo. Il gas suddetto è infatti il diretto responsabile di uno dei fenomeni più devastanti per l’edilizia: la carbonatazione.

L’aumento dell’anidride carbonica negli ultimi decenni è infatti strettamente correlato al crescente inquinamento atmosferico per via delle emissioni industriali, del riscaldamento e del trasporto urbano.
La carbonatazione pur interessando direttamente il calcestruzzo colpisce in particolar modo i ferri d’armatura attraverso l’ossidazione (ruggine) che si sviluppa in presenza di acqua e ossigeno.

Descrivendo più in dettaglio come avviene il fenomeno, il calcestruzzo, oltre a partecipare attivamente alla capacità di resistenza del cemento armato, protegge i ferri di armatura attraverso l’alcalinità della calce in esso contenuta; in tal modo si sviluppa ossido ferrico attorno alle barre di armatura (passivazione dei ferri), proteggendole da un eventuale attacco di acqua e ossigeno che tendono a penetrare sfruttando la porosità capillare del calcestruzzo. L’anidride carbonica, però, combinandosi chimicamente con la calce presente nel calcestruzzo la trasforma in vapore acqueo e carbonato di calcio (calcare) che presenta valori propri di ph ben più bassi di quelli della calce (intorno a 9 contro 13-14 della calce). Con un ph inferiore a 11 i ferri tendono a depassivarsi diventando vulnerabili all’attacco dell’ossigeno e dell’acqua che ne provocano l’arrugginimento.

La carbonatazione colpisce dunque in una prima fase il ferro di armatura, che arrugginendosi riduce la sua sezione originale e contemporaneamente presenta un aumento di volume che, ostacolato dalla presenza del calcestruzzo che lo circonda, genera delle tensioni lungo tutto il copriferro, provocandone la rottura. In tal modo i ferri non sono più protetti ma anzi esposti del tutto agli attacchi esterni dei cloruri che li corrodono rapidamente. Paradossalmente il calcestruzzo carbonatato (ossia laddove la calce si è trasformata in calcare) ha valori di resistenza alla compressione superiori rispetto a quello normale, e in assenza di armatura avremmo un miglioramento delle prestazioni.

Il fenomeno della carbonatazione si può contrastare in due modi: utilizzando calcestruzzi in classe di esposizione XC (1,2,3 o 4 a seconda dell’esposizione ai cicli di umidità e asciutto) di adeguata consistenza posti in opera correttamente e stagionati adeguatamente e progettando ed attuando opportuni spessori di copriferro (mai inferiori a 3 cm.) ed interferro. Non è possibile evitare il fenomeno della carbonatazione sul cemento armato, anche per via del crescente inquinamento, ma non si può nemmeno sottovalutare il problema che si oppone drasticamente allo sviluppo sostenibile di cui tanto si parla. Pochi semplici accorgimenti come quelli elencati sopra possono prolungare la vita utile di ogni struttura di molti anni differendo gli interventi di manutenzione o di ripristino. Ancora una volta la scelta di calcestruzzi aventi opportuni requisiti senza trascurarne posa in opera e maturazione, nonché una progettazione coscienziosa possono contribuire a migliorare la vita di tutti.

About the Author: Giovanni Tona

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