Risanamento del calcestruzzo - Alfa Omega

Maggiore è l’inquinamento atmosferico da biossido di carbonio e biossido di zolfo , più rapida è la perdita di alcalinità e di conseguenza la perdita di protezione del ferro.

Le indagini per la valutazione delle cause del degrado del calcestruzzo debbono essere effettuate da un tecnico qualificato, prima di stabilire gli interventi di risanamento necessari.
Da una corretta analisi si può rilevare la procedura di intervento:
• determinazione delle condizioni di sicurezza delle strutture danneggiate mediante analisi statica;
• valutazione delle tecniche e procedure di intervento;
• prescrizione di interventi preventivi su struttura a rischio di degrado. E’ opportuno in particolare determinare la profondità di penetrazione della carbonatazione. Individuata la natura del danno e la causa, si può iniziare un ciclo di risanamento per:
• evitare l’avanzamento della carbonatazione e corrosione;
• eliminare screpolature e pori grossolani;
• restaurare la superficie.

1. Generalità

Come per l’esecuzione delle opere di cemento armato normale anche in quelle di recupero si dovrà attenersi alle norme contenute nella legge n.1086/71 e alle relative norme tecniche del DM LLPP 9 gennaio 1996; inoltre, per interventi in zona sismica, ci si dovrà attenere anche alla CMLLPP 10 aprile 1997, n. 65/AA.GG. “Istruzioni per l’applicazione delle norme tecniche per le costruzioni in zona sismica” di cui al DM LLPP 16 gennaio 1996.

Prima di mettere in pratica i protocolli di consolidamento sarà opportuno seguire delle operazioni e delle verifiche indirizzate alla conoscenza dell’unità strutturale (trave, pilastro, soletta ecc.) oggetto d’intervento; queste operazioni creeranno le condizioni atte a garantire la corretta esecuzione e la conseguente efficacia dell’operazione di ripristino. L’adesione tra la superficie originale e quella di apporto dipenderà molto dall’adeguata preparazione del supporto, operazione alla quale si dovrà porre molta attenzione dal momento che si rivela fondamentale per assicurare l’efficacia e la durabilità del ripristino degli elementi in c.a. L’esecuzione delle operazioni preliminari si suddivide in:

Asportazione del calcestruzzo degradato

Rimozione di tutto il calcestruzzo degradato e privo di coerenza con il sottofondo asportandolo accuratamente per una profondità che consenta un ripristino di malta di almeno 10 mm di spessore; irruvidimento della superficie dell’intervento (un irruvidimento ideale del sottofondo corrisponde ad una superficie con asperità di circa 5 mm) mediante martellinatura o scalpellatura fino al raggiungimento della parte sana e compatta, meccanicamente resistente; messa a nudo dei ferri d’armatura liberandoli dal calcestruzzo carbonatato. Lo spessore di cls che andrà rimosso dovrà essere pari a quello che, in base alle indagini diagnostiche precedentemente eseguite, risulterà essere ormai penetrato dagli agenti aggressivi, (ad es. cloruro, solfato ecc.) anche se ancora non completamente danneggiato. La superficie in cls dovrà poi essere pulita ricorrendo a sabbiatura a secco, idrosabbiatura, bocciardatura, spazzolatura con spazzola metallica oppure con un getto di vapore d’acqua a 100°C ad una pressione di 7-8 atm (per specifiche su le procedure di pulitura si rimanda a quanto descritto agli articoli inerenti le puliture sui materiali lapidei) così da asportare gli eventuali residui di precedenti interventi non perfettamente aderenti come tracce di grassi, oli, vernici superficiali, polvere ed ogni tipo d’impurità.

Pulizia dei ferri di armatura

I ferri d’armatura a vista dovranno essere puliti allo scopo di asportare polvere e ruggine; l’operazione potrà essere eseguita mediante spazzolatura con spazzole metalliche o sabbiatura in funzione del livello di degrado raggiunto e, comunque, fino ad ottenere una superficie perfettamente pulita e lucida, cioè fino a “metallo bianco”.

Specifiche sul copriferro: la superficie dell’armatura resistente dovrà distare dalle facce esterne del conglomerato di almeno 8 mm nel caso di solette, setti e pareti e, di almeno 20 mm, nel caso di travi e pilastri. Le suddette misure dovranno essere incrementate, e portate fino ad un massimo di 20 mm, per le solette e 40 mm per travi e pilastri, in presenza di salsedine marina ed altri agenti particolarmente aggressivi. Copriferri maggiori richiederanno opportuni provvedimenti intesi ad evitare il distacco dal supporto (ad es. reti 3/50x50 mm). Le superfici delle metalliche zincate a maglia stretta barre dovranno essere mutamente distanziate in ogni direzione e, in ogni caso, non meno di 20 mm. Per le eventuali barre non circolari di diametro del cerchio circoscritto.

2. Ricostruzione di copriferro

L’intervento sarà conforme al punto 2.2 dell’Allegato 4 della CMLLPP 10 aprile 1997, n. 65/AA.GG. riguardante le norme tecniche per le costruzioni in zona sismica. La procedura di restauro corticale sarà rivolta a strutture in elevazione, frontalini, sottobalconi, aggetti di gronda, marcapiani, parapetti ecc. ed, in genere, avrà come obiettivo, la ricostruzione del copriferro (dovuto al distacco di materiali causato da lesioni capillari, fessure, sbrecciature, ossidazione delle armature ecc.) con il conseguente ripristino della sezione resistente originaria. Previa esecuzione delle operazioni preliminari il protocollo d’intervento si suddividerà nelle seguenti fasi operative:

Eventuale posizionamento di rete elettrosaldata

Ove richiesto da specifiche di progetto od indicazioni della D.L., si procederà alla messa in opera di rete in acciaio elettrosaldata Fe B 38 K in acciaio zincato (per spessori di malta fino a ca. 25 mm) applicata direttamente sul sottofondo ed ancorata con chiodi, ovvero connettori (in caso di ripristino di superfici ampie minimo 6 f 6/m2) in modo da garantire un copriferro di almeno 10 mm. Nel caso di spessori di malta maggiori di 50 mm (fermo restando il copriferro di almeno 10 mm) la rete dovrà essere applicata mediante connettori-distanziatori, in modo che non sia a diretto contatto con il sottofondo (ma disposta simmetricamente nello strato di malta) così da consentire di “utilizzare” al massimo l’azione di contrasto della stessa nei confronti dell’espansione della malta. In alternativa alla rete elettrosaldata si potrà utilizzare una rete in polipropilene (PP) bi-orientata a maglia quadrangolare prodotta per estrusione e sottoposta a processo di stiro a temperatura controllata nelle due direzioni (caratteristiche medie: totale inerzia chimica, maglia 30x40 o 50-70 mm, peso unitario 140-250 g/m2, resistenza a trazione long. 9,3-15 kN/m, resistenza a trazione trasv. 17-22 kN/m, allungamento > al 10% in entrambe le direzioni). Spessori di malta inferiori ai 15 mm potranno essere applicati anche senza rete elettrosaldata, purché il contrasto all’espansione della malta sia assicurato dalle asperità (ca. 5 mm) del sottofondo in calcestruzzo.

Il diametro e la maglia della rete, saranno stabiliti dagli elaborati di progetto, in ogni caso sarà preferibile utilizzare reti con f ridotti (2-3 mm) a maglie strette (massimo 50 mm). Per quanto riguarda i connettori dovranno essere evitati quelli a fissaggio meccanico con espansione se non in presenza di calcestruzzo di elevata qualità.

Bagnatura del supporto

Prima dell’applicazione dei prodotti per il ripristino e solo nel caso in cui non sia stato impiegato il vapore per la pulizia del sottofondo, questo dovrà essere bagnato fino a saturazione, evitando comunque veli o ristagni di acqua sulla superficie che potranno essere rimossi mediante aria compressa o stracci, lo scopo sarà quello di ottenere un sottofondo saturo di acqua a superficie asciutta.

Protezione dei ferri dell’armatura

La protezione dell’armatura avverrà mediante l’applicazione a pennello di una mano di boiacca passivante anticarbonatante, reoplastica-pennellabile realizzando uno strato continuo di almeno 1 mm. Il prodotto potrà essere monocomponente, esente da nitrati, da miscelare con sola acqua (quantità variabile tra 0,3 e 0,5 l/kg), o bicomponente (A = miscela di cemento polveri silicee e inibitori di corrosione, B = polimeri in dispersione acquosa; rapporto tra A e B variabile da 2:1 a 3:1); in ogni caso le caratteristiche minime della boiacca dovranno essere: adesione all’armatura ed al cls > 2,5 N/mm2, resistenza alla nebbia salina dopo 120 h nessuna corrosione, pH > 12, tempo di lavorabilità a 20°C e 50% U.R. circa 40-60 min., temperatura limite di applicazione tra +5°C e +35°C, classe zero di reazione al fuoco.

Passate minimo 2-3 ore dall’applicazione si procederà alla stesura di una seconda mano per uno spessore di circa 2 mm. L’estensione del trattamento a tutta la superficie in calcestruzzo da ripristinare consentirà di realizzare un promotore d’adesione per la malta da ripristino da applicare successivamente.

Ripristino sezione originaria mediante cazzuola

Passato un minimo di 24 ore dalla posa della seconda mano della boiacca passivante antiruggine e previa scrupolosa bagnatura delle parti di calcestruzzo si applicherà, (premendolo bene sul supporto cercando di compattare il sottofondo con l’aiuto della cazzuola, spatola od anche di tavolette di legno, per gli spigoli più difficili) uno strato (in spessori fino a 25-30 mm in una sola mano) di malta a base di leganti idraulici, fibrorinforzata, a consistenza tissotropica, a ritiro controllato, ad alta adesione con inibitori di corrosione organico, impastata con sola acqua (in ragione di ca. 3,5-4 l di acqua pulita ogni sacco di 25 kg), senza far uso di casseforme fisse (caratteristiche meccaniche minime della malta da ripristino: adesione al cls > 2 N/mm2, impermeabilità all’acqua <> 35 N/mm2, dopo 28 gg. > 40 N/mm2, resistenza a flessione dopo 7 gg. > 4,5 N/mm2, dopo 28 gg. > 7 N/mm2 tempo di lavorabilità a 20°C e 50% U.R. circa 30-40 min., temperatura limite di applicazione tra +8°C e +35°C, classe zero di reazione al fuoco, inerti costituiti da sabbia silicea con granulometria massima di 2 mm).

In caso di necessità si potrà procedere all’applicazione di strati successivi al primo, (nello spessore massimo di 30 mm per strato), fino al raggiungimento dello spessore necessario comunque non superiore a 100 mm. A posa ultimata, la superficie della malta sarà mantenuta umida per almeno 24 ore irrorandola, se necessario, con acqua nebulizzata, al fine di garantire l’assestamento.

Al fine di regolarizzare eventuali superfici non planari e per ottenere un sottofondo omogeneo per la successiva protezione finale si procederà, a presa avvenuta del materiale per il ripristino, alla rasatura della superficie con idoneo rasante a base di leganti idraulici ed inerti silicei selezionati (granulometria massima di 0,4 mm), da impastare con sola acqua, (in ragione di 1,4 kg/m2 per mm di spessore), applicabile con cazzuola americana, in spessori fino a 3 mm per mano. La rifinitura si eseguirà con frattazzo di spugna qualche minuto dopo l’applicazione (caratteristiche meccaniche minime della malta rasante: adesione al cls > 1,5 N/mm2, modulo elastico <> 25 N/mm2, dopo 28 gg. 30 N/mm2 resistenza a flessione dopo 7 gg. > 2 N/mm2, dopo 28 gg. > 5 N/mm2, tempo di lavorabilità a 20°C e 50% U.R. circa 40-60 min., temperatura limite di applicazione tra +5°C e +35°C, classe zero di reazione al fuoco).

Ripristino sezione originaria mediante spruzzo

In alternativa alla stesura con cazzuola si potrà applicare la malta (con caratteristiche uguali a quelle utilizzata per l’applicazione manuale) a spruzzo con idonea macchina intonacatrice (operazione sicuramente più produttiva ed efficace soprattutto per il ripristino d’ampie zone) procedendo, immediatamente dopo, con apposita staggia, in modo di rendere più o meno planare la superficie rimuovendo la malta dalle zone di maggior accumulo. Il cls dato a spruzzo (detto anche “gunite” o “spritzbeton”) non richiederà aggrappante in quanto l’arricciamento della superficie di contatto, sarà garantito automaticamente come effetto del rimbalzo selettivo degli inerti dello stesso materiale spruzzato. Per la buona riuscita della procedura sarà fondamentale un buon grado di rugosità del supporto che sarà stato precedentemente preparato seguendo le procedure descritte nell’articolo specifico.

La malta verrà spruzzata in strati successivi omogenei e sovrapposti dal basso verso l’alto (spessore minimo ca. 20 mm, spessore massimo complessivo ca. 80 mm, spessore massimo per mano ca. 30-35 mm) dopo che lo strato precedente abbia raggiunto un sufficiente grado di maturazione (almeno 60 minuti). In caso di presenza di armatura (si veda il paragrafo specifico) il calcestruzzo sarà spruzzato in due strati successivi, con il primo che non dovrà ricoprire completamente l’armatura. Al fine di evitare la formazione di fessure nel cls, dovute alla troppo rapida essiccazione, si dovrà, necessariamente, mantenere umida la superficie d’intervento mediante l’irrorazione con acqua nebulizzata ovvero coprendola con teli umidi per almeno 48 ore.

Protezione

La protezione finale sarà garantita da una pittura protettiva anticarbonatazione del calcestruzzo (con colore scelto dalla D.L.), a base di copolimeri acrilici e resine sintetiche insaponificabili, con buona permeabilità al vapore acqueo, diluita con acqua (0,4 l di acqua ogni l di prodotto per la prima mano, 0,2 l di acqua per la seconda). Il protettivo dovrà essere applicato su superfici perfettamente asciutte, con due mani, a distanza di non più di 24 h l’una dall’altra; potrà essere applicato a pennello, o rullo, od irroratrice a bassa pressione in ragione di 0,200 l/m2 nelle due passate.

Nel caso in cui le prescrizioni di progetto prevederanno il trattamento di protezione anche su superfici non oggetto di ripristino sarà consigliabile, al fine di migliorare l’adesione della “verniciatura” sul supporto di cls, si potrà applicare una mano di primer specifico utile a garantire l’uniformità d’assorbenza del supporto e maggior durata della protezione finale.

Se gli elaborati di progetto prevedono di lasciare “a vista” la superficie di cemento armato si potrà utilizzare un protettivo (da stendere a pennello od a rullo) impregnante incolore idrorepellente, trasparente a base di miscele di silossani oligomerici in solvente (in ragione di 0,300-0,600 l/m2 in funzione dell’assorbimento del supporto). Al fine di determinare il consumo ed allo stesso tempo controllare l’efficacia del prodotto si renderà necessario eseguire un’impregnazione di prova su un campione di superficie di circa 1 m2. Il trattamento indurito ridurrà fino al 94% l’assorbimento d’acqua, non altererà significatamene l’aspetto estetico, né la permeabilità al vapore delle superfici trattate conferendo, contemporaneamente, protezione ed insensibilità ai cicli di gelo e disgelo.