malte per il restauro delle strutture in c.a. Mario Berra*, Luca Bertolini**, Marco Manera**, Elena Redaelli** 8° Convegno Nazionale AIMAT – Associazione Italiana di Ingegneria dei MATeriali Palermo, 27 Giugno, 1 Luglio 2006 * CESI RICERCA ** POLITECNICO DI MILANO La modalità di intervento che viene normalmente utilizzata per il restauro delle strutture in c.a. danneggiate dalla corrosione consiste nella rimozione del calcestruzzo non più in grado di proteggere le armature e nella sua sostituzione con una malta cementizia che abbia la capacità di ristabilire le condizioni di passività. In accordo alle recenti richieste normative (come le nuove Norme tecniche per le costruzioni) il progetto di un intervento di restauro dovrebbe seguire un approccio di carattere prestazionale nel quale i materiali e i dettagli costruttivi siano progettati anche in funzione della vita utile di progetto della struttura restaurata. Purtroppo, in genere per il restauro si utilizzano malte commerciali di cui non si conoscono le prestazioni a lungo termine. Infatti, mentre sono disponibili diverse normative che descrivono i metodi per la valutazione delle proprietà a breve termine delle malte, quali le proprietà reologiche, il ritiro, l’adesione al calcestruzzo, la resistenza alla fessurazione, la resistenza a compressione o il modulo elastico, non sono ancora disponibili metodi standardizzati per la valutazione della durata nel tempo della protezione che può garantire la malta. Nelle strutture soggette alla corrosione, la vita utile del lavoro di restauro è data dalla somma del tempo necessario affinché la corrosione si inneschi di nuovo sulle armature e del tempo in cui la propagazione della corrosione potrà portare ad una determinata condizione avversa (stato limite) sulla struttura, ad esempio la fessurazione del copriferro. Per valutare il tempo di innesco è necessario conoscere lo spessore di copriferro (c), la cinetica di avanzamento dei fenomeni (carbonatazione o penetrazione dei cloruri) nella malta da restauro ed i parametri ad essi associati (coefficiente K di carbonatazione, tenore critico di cloruri Ccr per l’innesco della corrosione, contenuto superficiale di cloruri Cs, coefficiente di diffusione apparente Dapp.dei cloruri). Per completare la valutazione della vita utile dell’intervento di restauro con la malta, è poi necessario stimare il tempo di propagazione della corrosione sino al momento in cui si raggiunge uno stato limite di riferimento (la fessurazione della malta, un consumo eccessivo della sezione resistente delle armature, ecc.). A questo scopo è necessario conoscere la velocità di corrosione delle armature (vcorr) in funzione della composizione della malta, della presenza di carbonatazione e/o di cloruri e delle condizioni di esposizione. Solo conoscendo la dipendenza dei parametri descritti in precedenza (K, Ccr, Dapp, vcorr) dalle caratteristiche della malta e dalle condizioni ambientali, è possibile realizzare un progetto prestazionale, nel quale la scelta della malta e di eventuali protezioni aggiuntive (ad esempio, di un trattamento superficiale) sia finalizzata anche a garantire, con un certo livello di affidabilità, la vita utile di progetto dell’intervento di restauro. Si potrebbero quindi applicare anche agli interventi di restauro i metodi di calcolo della vita utile che ora vengono proposti per le strutture nuove. Sebbene siano disponibili vari studi che valutano il comportamento di alcune malte da restauro in determinate condizioni ambientali, non sono PUBBLICATO 06003999 (PAD – 737270) disponibili in letteratura degli studi che descrivano in modo sistematico il ruolo dei diversi parametri composizionali delle malte (tipo di legante, rapporto acqua/legante, presenza di additivi, ecc.) e delle eventuali protezioni aggiuntive in relazione all’innesco e alla propagazione della corrosione. Il presente lavoro riporta alcuni risultati di un’ampia ricerca volta alla valutazione di correlazioni utili per il progetto degli interventi di restauro convenzionale sulle strutture in calcestruzzo armato soggette a corrosione da carbonatazione e/o da cloruri. Sebbene la ricerca abbia riguardato la valutazione dei diversi parametri descritti in precedenza, vengono qui illustrati solo i principali risultati ottenuti in relazione alla valutazione della resistenza alla penetrazione della carbonatazione e dei cloruri. Lo studio è stato eseguito prendendo in considerazione diverse malte confezionate in laboratorio di composizione nota e due malte commerciali di largo impiego in Italia. Per simulare i diversi supporti che si possono riscontrare nelle strutture su cui viene effettuato il ripristino, sono stati confezionati calcestruzzi con due rapporti acqua/cemento (a/c).

Tutti i materiali, sia le malte da ripristino che i calcestruzzi di sottofondo, sono stati caratterizzati attraverso la determinazione di diverse proprietà fisiche, chimiche e meccaniche. Per la valutazione della vita in servizio degli interventi di ripristino sono state condotte prove di carbonatazione, sia accelerata che naturale, e prove di migrazione dei cloruri con “ponding”.