LA DURABILITA DEL CALCESTRUZZO ARMATO

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1 TECNOLOGIE PIETRO PEDEFERRI LUCA BERTOLINI "" LA DURABILITA DEL CALCESTRUZZO ARMATO con CD-ROM.. McGraw-Hill

2 l. f, IUAV - VENEZIA AREA SERV. BIBLIOGRAFICI E DOCUMENTALI H 9311 BIBLIOTECA CENTRALE

3 PIETRO PEDEFERRI LUCA BERTOLINI LA DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO ARMATO., 'yt)\./. 'ì)l v i \. \J,..,:A. ~/ /\;.) ISTITUTO UNIVERSITARIO ARCHITETTURA ---VENEZIA-- AREA SERVIZI BIBLIOGRAFICI E DOCUMENTALI BIBLIOTECA CENTRALE INV 6 $ L 0l#. t McGraw-Hill Libri Italia srl Milano "' New York St. Louis San Francisco Auckland Bogotà Caracas Lisboa London Madrid Mexico City Montreal New Delhi San Juan Singapore Sydney Tokyo Toronto I ~~- 1' -7

4 Indice Premessa 1. Struttura e proprietà del calcestruzzo Idratazione del cemento portland Porosità del calcestruzzo Porosità capillare Distribuzione dimensionale dei pori capillari Cementi con aggiunte minerali Materiali pozzolanici Loppa d'altoforno granulata Caratteristiche che interessano la durabilità Norme sui cementi Cemento alluminoso Altri costituenti Aggregati Acqua d'ìmpasto Additivi Proprietà del calcestruzzo fresco Fattori che influiscono sulla lavorabililà Misura della lavorabilità Pròprietà del calcestruzzo indurito t'~ Resistenza a compressione Deformazione del calcestruzzo Processi di trasporto nel calcestruzzo 23 ; 2.1 L'acqua nella pasta cementizia 24 r Contenuto d'acqua e processi di trasporto Diffusione 27 XI

5 VI Indice ~, Condizioni stazionarie Condizioni non stazionarie Diffusione e consumo della specie che diffonde Assorbimento capillare ' Permeazione Coefficief\te di permeabilità all'acqua Coefficiente di permeabilità ai gas Trasporto elettroforetico Numero di trasporto Meccanismi e grandezze rilevanti Correlazioni Presenza di più meccanismi di trasporto Degrado del calcestruzzo 4l 3.1 Attacco da gelo-disgelo Meccanismo Fattori che influenzano la resistenza al gelo Calcestruzzo aerato Attacco acido e dilavamento Attacco acido Dilavamento Attacco solfatico Meccanismo Reazione alcali aggregati Contenuto di alcali nel cemento e nel calcestruzzo Reazioni alcali-silica amorfa (ASR) Acqua di mare 5f 4. Aspetti generali della corrosione Innesco e propagazione Morfologia Conseguenze Meccanismo elettrochimico Velocità di corrosione Comportamento di altri materiali metallici Corrosione da carbonatazione Carbonatazione del calcestruzzo Avanzamento della carbonatazione Fattori che influenzano la carbonatazione Tempo di innesco Formula parabolica Altre formule Velocità di propagazione Presenza di cloruri 76

6 Indice VII 6. Corrosione da cloruri Meccanismo Contenuto critico di cloruri Tempo di innesco Penetrazione dei cloruri e innesco della corrosione Contenuto superficiale Coefficiente di diffusione effettivo Velocità di propagazione Aspetti elettrochimici Calcestruzzo non carbonatato e senza cloruri Caratteristica anodica Caratteristica catodica Condizioni di corrosione Calcestruzzo carbonatato Calcestruzzo contenente cloruri Innesco e potenziale di pitting Propagazione Ripassivazione Strutture polarizzate catodicamente o anodicamente Corrosione da macrocoppie Opere esposte all'atmosfera Opere interrate o immerse Aspetti elettrochimici Corrosione da correnti disperse Interferenza elettrica da corrente continua Il caso delle tubazioni interrate Interferenza nelle opere in e.a. e c.a.p Calcestruzzo non carbonatato e non inquinato da cloruri Strutture che non si corrodono, ma inquinate da cloruri Strutture che già si corrodono Sviluppo di idrogeno Interferenza da corrente alternata Meccanismo di corrosione ' Densità di corrente Diagnosi e monitoraggio dell'interferenza ProteJÌone dalle correnti disperse Infragili~~nto da idrogeno Corrosione sotto sforzo Cedimento in servizio degli acciai ad alta resistenza 129.; Innesco della cricca r Propagazione della cricca 130

7 VIII Indice ~, Rottura di schianto Condizioni critiche Morfologia della frattura l Condizioni metallurgiche, meccaniche e di carico ' Suscettibilità alla corrosione sotto sforzo (prova FIP) O.4 Condizioni ambi~ntali Intervalli critici di potenziale e ph Idrogeno generato durante l'esercizio Calcestruzzo non carbonatato e non contenente cloruri Calcestruzzo carbonatato Calcestruzzo contenente cloruri Armature protette catodicamente Idrogeno generato prima del riempimento delle guaine Principali fattori Analisi dei casi di corrosione Rapporto aie e stagionatura Spessore di copriferro Fessure Condizioni di aggressività Prevenzione l Qualità del calcestruzzo Prevenzione secondo le norme Valutazione della vita di servizio Opere carbonatate Strutture marine Misure di protezione aggiuntiva Interventi sul calcestruzzo Proporzionamento della miscela (mix design) Additivi fluidificanti Aggiunte minerali Scoria granulata d'altoforno e ceneri volanti Fumo di silice Trattamenti superficiali Rivestimenti organici Trattamenti idrorepellenti Trattamenti che portano alla chiusura dei pori Rivestimenti cementizi Efficienza Effetti negativi Inibitori di corrosione 193

8 Indice IX 14. Armature resistenti a corrosione 14.1 Acciai per armature Acciai per calcestruzzo armato Acciai per precompressione Comportamento in calcestruzzo carbonato o con cloruri 14.2 Acciai inossidabili Proprietà meccaniche Saldabilità Coefficiente di dilatazione termica Costo Resistenza alla corrosione Accoppiamento con acciaio al carbonio 14.3 Armature di acciaio zincato Condizioni di corrosione 14.4 Armature rivestite con resine epossidiche Caratteristiche del rivestimento Resistenza alla corrosione Efficacia 15. Ispezione e diagnosi 15.1 Ispezione 15.2 Analisi sul calcestruzzo 15.3 Tecniche elettrochimiche Mappatura del potenziale Polarizzazione lineare Resistività del calcestruzzo 15.4 Monitoraggio 15.5 Previsione della vita residua 16. Recupero di opere danneggiate dalla corrosione 16.1 Livelli decisionali Primo livello Secondo livello 16.2 Principi base 16.3 StrutJure carbonatate Ripassivazione delle armature Controllo dell'umidità del calcestruzzo Rivestimento delle armature 16.4 Str~tture inquinate da cloruri Ripassivazione delle armature Controllo dell'umidità del calcestruzzo e rivestimento delle armature Inibitori di corrosione 16.5 Durabilità dei ripristini strutturali con FRP

9 X Indice #, 17. Tecniche elettrochimiche Effetti della circolazione di corrente Effetti positivi Effetti negativi ' Lavoro motore e resistenza di reazione Come operano le tecniche Protezione catodica Calcestruzzo contaminato da cloruri Calcestruzzo carbonatato Prevenzione catodica Potere penetrante Progettazione Monitoraggio Tecniche temporanee Rimozione elettrochimica dei cloruri Rialcalinizzazione elettrochimica Fenomeni elettroosmotici 270 Appendice sull'uso del CD-Rom 275

10 TECNOLOGIE Il testo è rivolto al tecnici che si occupano della progettazione, realizzazione, manutenzione, gestione e recupero delle opere in calcestruzzo armato; fornisce le conoscenze e I metodi per affrontare in modo razionale ed efficace il problema della loro durabilità. L'attenzione è prevalentemente rivolta alb corrosione delle armawre, che è la causa di degrado più diffusa e insidiosa. alle tecniche della prevenzione e al recupero delle strutture danneggiate. Il volume è utile per I corsi universitari o di perfezlonament0 o per le scuole di specializzazione che si occupano delle opere in c.alcesuuno annata e dei beni culwrall. " Al volume è allegata un CD-ROM che consente di: - consultare un ipertesto basato sui contenuti del libro e corredato da foto, animazioni 30, video e percorsi guidati; - eseguire esercitazioni relative a problemi di prevenzione, mix design. ripristino In differenti ambienà di corrosione e valutazione economica dei metodi di protezione aggiuntiva.. Pietro Ped eferri è professore ordinario nel settore Scienza e Tecnologia dei Materiali presso il Politecrnco di Milano. dove oene il corso di Corrosione e protezione dei materiah. Luca Bertolini è professore associato nel settore Scienza e Tecnologia del Materiali presso il Politecnico di Milano, dove tiene il corso di Tecnologia del materiali e chimica applicata., l ; '. i.) ISBN ~1 ~ >