Strutture in calcestruzzo armato
Come si propaga la corrosione

Paolo Vagaggini

Notizie e curiosità

La corrosione è uno dei principali fattori di degrado delle strutture in calcestruzzo armato, che può causare danni irreversibili e mettere a rischio la stabilità dell'edificio. La propagazione della corrosione è un fenomeno complesso che dipende da diversi fattori, come la presenza di agenti aggressivi (come l'acqua salata o gli agenti inquinanti), l'esposizione alla temperatura e all'umidità, la qualità del calcestruzzo e della sua armatura .
In questo articolo esploreremo in dettaglio i processi che portano alla corrosione delle strutture in calcestruzzo armato, analizzando i meccanismi di diffusione dei corpi elettrolitici e dei cloruri all'interno del calcestruzzo e l'effetto che questi hanno sulla corrosione dell'armatura. Inoltre, esamineremo le tecniche di diagnosi e monitoraggio della corrosione, come gli esami non distruttivi e la misurazione del potenziale di corrosione, e le possibili strategie di prevenzione e protezione delle strutture, come la scelta di materiali di qualità, l'utilizzo di rivestimenti protettivi e l'applicazione di tecniche di catodica.
L'obiettivo di questo articolo è fornire un quadro completo della propagazione della corrosione nelle strutture in calcestruzzo armato, analizzando i fattori che ne influenzano la diffusione e le tecniche disponibili per prevenire e contrastare questo fenomeno.

Innesco e propagazione della corrosione spiegati bene
La corrosione da carbonatazione è uno dei principali meccanismi di degrado delle strutture in calcestruzzo armato ed è causata dalla penetrazione di anidride carbonica (CO2) all'interno del calcestruzzo. La CO2 reagisce con l'idrossido di calcio presente nella pasta di cemento del calcestruzzo, trasformandolo in carbonato di calcio. Questo processo riduce il pH del calcestruzzo, che diventa meno alcalino e più acido, favorendo la corrosione dell'armatura.
Il processo di corrosione da carbonatazione è caratterizzato da due fasi principali: il periodo d'innesco (ti) e il periodo di propagazione della corrosione. Il periodo d'innesco è la fase iniziale in cui l'armatura inizia a corrodersi a causa della carbonatazione del calcestruzzo. Durante questa fase, la concentrazione di CO2 nel calcestruzzo aumenta gradualmente, reagendo con l'idrossido di calcio e diminuendo il pH. Questo porta alla dissoluzione della passivazione della superficie dell'armatura e alla formazione di piccole aree di corrosione.
Il periodo di propagazione è la fase in cui la corrosione si diffonde attraverso l'armatura, causando danni sempre più estesi. Durante questa fase, la corrosione avanza lungo la superficie dell'armatura, causando la formazione di ossidi di ferro e la perdita di sezione trasversale. Questo può portare a una riduzione della resistenza meccanica della struttura ea eventuali problemi di sicurezza.
È importante notare che il tempo necessario per completare il periodo di propagazione dipende da molti fattori, come la concentrazione di CO2, la qualità del calcestruzzo, lo spessore del copriferro e le condizioni ambientali. Ad esempio, in ambienti urbani densamente popolati o industriali, dove la concentrazione di CO2 nell'aria è più alta, la carbonatazione può verificarsi più rapidamente e accelerare il processo di corrosione.
Come stimare il tempo di innesco
Il monitoraggio e la stima del tempo di innesco della corrosione da carbonatazione sono importanti per valutare il grado di degrado delle strutture in calcestruzzo armato e per impostare eventuali interventi di manutenzione e riparazione.
Esistono diverse tecniche di monitoraggio della corrosione da carbonatazione che possono essere utilizzate per stimare il tempo di innesco. Ad esempio, la tecnica del fenolftaleina può essere utilizzata per identificare l'avanzamento della carbonatazione. La fenolftaleina è un indicatore di pH che cambia colore quando il pH del calcestruzzo raggiunge valori inferiori a 9. Questo metodo è particolarmente utile per monitorare la diffusione della carbonatazione in superficie.
Un'altra tecnica utilizzata per monitorare la corrosione da carbonatazione è la misurazione del potenziale di corrosione. Il potenziale di corrosione misura la differenza di potenziale elettrico tra l'armatura e il calcestruzzo circostante e fornisce una stima dell'effettiva corrosione dell'armatura. Tuttavia, il potenziale di corrosione non è una misura diretta del tempo di innesco, ma piuttosto una misura della velocità di corrosione.
Una terza tecnica per stimare il tempo di innesco della corrosione da carbonatazione è la misurazione della profondità di carbonatazione. La carbonatazione inizia nella superficie del calcestruzzo e procede verso l'interno. Misurare la profondità della carbonatazione può fornire una stima approssimativa del tempo di innesco, poiché il tasso di carbonatazione dipende dalla quantità di CO2 che penetra nel calcestruzzo.
In generale, la stima del tempo di innesco della corrosione da carbonatazione dipende da molte variabili e può essere difficile da calcolare con precisione. Tuttavia, il monitoraggio regolare delle strutture in calcestruzzo armato può fornire informazioni utili sulla diffusione della carbonatazione e sulla velocità di corrosione dell'armatura, consentendo di programmare interventi di manutenzione preventiva e di riparazione.

Come si valutano le condizioni di corrosione delle strutture in calcestruzzo carbonato?
La valutazione delle condizioni di corrosione delle strutture in calcestruzzo carbonato può essere effettuata attraverso una serie di indagini diagnostico-strutturali che includono l'analisi della situazione iniziale, la caratterizzazione del materiale, la verifica dell'efficienza dei dispositivi di protezione passiva, l'identificazione della presenza di agenti aggressivi e la verifica dello stato di conservazione dell'armatura.
In particolare, le tecniche di valutazione possono essere distinte in tecniche qualitative e tecniche quantitative.
Le tecniche qualitative comprendono l'osservazione diretta della superficie del calcestruzzo, la valutazione del colore, dell'aspetto e della rugosità. Inoltre, possono essere effettuate indagini non distruttive, come l'uso di strumenti magnetici per identificare la presenza di armatura e la sua localizzazione.
Le tecniche quantitative, invece, prevedono l'utilizzo di strumenti di misura elettrochimici per valutare il potenziale di corrosione e la velocità di corrosione dell'armatura. Inoltre, possono essere effettuate prove di laboratorio, come l'analisi dei componenti del calcestruzzo e l'identificazione della presenza di agenti aggressivi.
In entrambi i casi, le informazioni raccolte vengono utilizzate per valutare il grado di degrado delle strutture in calcestruzzo carbonato e per identificare le aree di intervento prioritario. Le tecniche di valutazione delle condizioni di corrosione sono essenziali per garantire la sicurezza delle strutture e per progettare interventi di manutenzione e riparazione.

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