CITTA di CAMPI SALENTINA. Relazione Specialistica Protezione e Riparazione del calcestruzzo

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1 CITTA di CAMPI SALENTINA INTERVENTI URGENTI SUL PATRIMONIO SCOLASTICO SCUOLA DELL INFANZIA DI VIA KENNEDY PROGETTO ESECUTIVO Relazione Specialistica Protezione e Riparazione del calcestruzzo 1.0 Premessa La protezione e la riparazione delle strutture di calcestruzzo richiedono un lavoro di analisi e di progettazione già codificato nella Norma UNI EN 1504, la quale sarà utile e necessario riferimento per la definizione dei principi per la protezione e la riparazione delle strutture di calcestruzzo che hanno subito danni o deterioramenti e per la scelta dei prodotti e sistemi appropriati per l uso previsto. Gli stadi chiave del processo di riparazione saranno: - valutazione delle condizioni della struttura; - identificazione delle cause di deterioramento; - decisione degli obbiettivi della protezione e della riparazione; - scelta dei principi di protezione e riparazione appropriato; - scelta dei metodi; - definizione delle proprietà dei prodotti e dei sistemi. 2.0 Requisiti minimi per la protezione e riparazione La valutazione della condizione attuale della struttura di calcestruzzo e della capacità futura che essa mantenga la sua funzionalità in ordine alle disposizioni normative e alle esigenze della committenza verrà eseguita nella sussistenza di determinati requisiti. 2.1 Sicurezza Il fabbricato in oggetto si presenta in buono stato di conservazione, non vi sono apparenti sintomi di rischi per la salute e la sicurezza da caduta di macerie o cedimenti locali dovuti a materiale che si sgretola; non sono presenti segni che indichino deterioramento dovuto ad instabilità meccanica. Le operazioni di ispezione potranno essere condotte senza la necessità di interventi relativi alla sicurezza, mentre saranno specificati gli interventi appropriati per rendere sicura la zona di intervento prima di intraprendere qualsiasi altro lavoro di protezione o riparazione in maniera da eliminare ogni rischio originato dal lavoro stesso.

2 2.2 Valutazione dei difetti e delle loro cause La necessaria valutazione sui difetti della struttura di calcestruzzo, sulle loro cause e sulla capacità della struttura di svolgere la propria funzione è stata effettuata in relazione alle aree di intervento oggetto della presente relazione Condizione attuale della struttura di calcestruzzo La struttura nella parte esterna è stata protetta fin dalla sua costruzione da intonaco civile e rivestimento plastico tipo Graffiato. La struttura nella sua generalità si presenta senza particolari stati fessurativi sulle murature di tamponamento mentre sulle parti in aggetto in c.a. sono presenti espulsione di copriferro e ossidazione dei ferri di armatura. Le dimensioni nominali degli aggetti sono riportati nell allegato elaborato grafico. Gli aggetti sono realizzati in c.a. e presentano la stessa finitura dell intero edificio in materiale plastico tipo Graffiato Approccio della progettazione originale Il fabbricato ha una vita di ca. 40 anni quindi progettato secondo normative tecniche che non avevano ancora intrapreso la strada della prescrizione della durabilità delle opere in c.a. e perciò con obiettivi di calcolo basati essenzialmente sulla sicurezza della struttura rispetto alla resistenza dei materiali e, come prescrizione costruttiva, rispetto alla deformabilità della struttura stessa. In fase operativa bisognerà sempre verificare che lo spessore del copriferro sia adeguato. Non è da escludere che la messa in opera iniziale delle armature sia carente da questo punto di vista. Un copri ferro sottile è un difetto potenziale che in questa occasione di intervento può essere riparato. L attuale intervento rientra nelle fattispecie indicate nelle Norme Tecniche per le Costruzioni Capitolo 8 Costruzioni esistenti, alla voce Riparazione o intervento locale per la quale non è previsto il deposito della valutazione della sicurezza delle strutture Contaminazioni ambientali Il fabbricato è ubicato in un contesto urbano non particolarmente aggressivo. Sono da escludere attacchi chimici di tipo specifico. Sono invece possibili gli attacchi dovuti alla umidità e alla CO 2 presenti nell aria. Nella attuale disamina i difetti riscontrati sulle strutture in c.a. vanno imputati al fenomeno della carbonatazione, principale imputato della corrosione delle armature. L aggressione da anidride carbonica è la responsabile della carbonatazione del calcestruzzo esposto all aria. La carbonatazione è dovuta alla penetrazione della CO 2 nel calcestruzzo. Il fenomeno consiste nella trasformazione della calce, che si genera a seguito dell idratazione del cemento, in carbonato di calcio a causa della presenza di anidride carbonica. Un calcestruzzo sano ha un ph maggiore di 13 e in questa condizione sui ferri di armatura si crea un film di ossido ferrico passivo che li impermeabilizza al passaggio di ossigeno e umidità. Se la struttura è carbonatata il ph del calcestruzzo si abbassa passando a valori che possono essere anche inferiori a 9, creando così un ambiente poco alcalino per le armature. In presenza di ph inferiori a 11 il film passivante

3 viene neutralizzato lasciando così i ferri esposti all aggressione dell ossigeno e dell umidità presenti nell aria. In queste condizioni si innesca il processo di corrosione delle armature che aumentano il loro volume di circa 6 volte. Il copriferro in questo modo si distacca dall armatura fino ad arrivare alla completa espulsione. Una volta che il calcestruzzo è degradato il deterioramento dei ferri sarà sempre più veloce in quanto si creeranno vie di accesso più facili per ossigeno e umidità Storia della struttura e Condizioni d uso Il fabbricato progettato con destinazione di edificio scolastico, ha mantenuto la sua funzione senza subire variazioni nelle condizioni d uso particolarmente riguardo ai carichi previsti in fase progettuale. Non si prevedono cambi di destinazione d uso nella attuale analisi Obiettivi della protezione e della riparazione Verranno specificati i fattori di base da prendere in considerazione nella scelta delle opzioni di protezione e riparazione in riferimento agli obiettivi riportati nella UNI EN Per l intero edificio si sceglie l opzione miglioramento, rafforzamento o rimessa a nuovo, per intero o in parte, della struttura di calcestruzzo. La opzione precedente è stata scelta considerando: - l uso previsto nella vita di servizio dell edificio; - le proprietà ed i possibili metodi di preparazione del substrato esistente; - l aspetto finale della struttura riparata. Inoltre sono stati considerati: - i requisiti sanitari e di sicurezza; - l impatto delle operazioni di riparazione sugli occupanti della struttura. La scelta dell intervento appropriato è stata effettuata in relazione a: - il tipo, la causa e l entità dei difetti; - le future condizioni di servizio; - l opzione di protezione e riparazione scelta; - la conformità ai principi della Norma UNI EN l impiego di prodotti conformi alle norme della serie EN 1504 o ad ogni altra norma europea o Benestare Tecnico Europeo pertinente Scelta dei prodotti e dei sistemi Vengono ora specificati i principi di base che verranno utilizzati per le opere di riparazione e protezione del calcestruzzo. I prodotti ed i sistemi verranno selezionati in conformità ai requisiti delle parti da 2 a 7 della EN I principi riportati nella UNI EN1504 sono basati su leggi della chimica o della fisica che consentono la prevenzione o la stabilizzazione dei processi di deterioramento chimico e fisico del calcestruzzo o dei processi di corrosione elettrochimica sulla superficie dell acciaio.

4 A seguito delle analisi fin qui svolte, si scelgono i seguenti principi: - Difetti del calcestruzzo Principio 1 (PI) Protezione contro l ingresso: riduzione o prevenzione dell ingresso di agenti aggressivi, per esempio acqua, altri liquidi, vapore, gas, agenti chimici e biologici. Metodo basato sul principio 1.3 Rivestimento - Corrosione dell armatura Principio 7 (RP) - Conservazione e ripristino della passività: Creazione delle condizioni chimiche in cui la superficie dell armatura viene mantenuta o riportata ad una condizione di passività. Metodo basato sul principio 7.2 Sostituzione del calcestruzzo contaminato o carbonatato. Principio 11 (CA) Controllo delle aree anodiche: Creazione delle condizioni in cui le aree potenzialmente anodiche dell armatura sono impossibilitate a prendere parte alla reazione di corrosione. Metodo basato sul principio Rivestimenti attivi delle armature Definizione delle proprietà dei prodotti e dei sistemi Le caratteristiche prestazionali dei prodotti e dei sistemi per la protezione della superficie di calcestruzzo vengono presi in considerazione nella UNI EN Nel nostro caso si prenderanno in conto le caratteristiche relative a: Metodo 1.3 Rivestimento: trattamento finalizzato ad ottenere uno strato protettivo continuo sulla superficie di calcestruzzo. Si riportano le caratteristiche prestazionali indicate nella norma come generali: - Permeabilità alla CO2 EN Sd>50 m - Permeabilità al vapore acqueo EN ISO Classe I: Sd<5 m EN ISO Classe II: 5m Sd 50 m Classe III: Sd>50 m - Assorbimento capillare e permeabilità all acqua EN W<0,1kg/m 2 x h 0,5 - Resistenza di adesione attraverso test di pull-out EN 1542 Crack bridging Sistemi flessibili No traffico 0,8N/mm 2 1,0N/mm 2 Metodo 7.2 Sostituzione del calcestruzzo contaminato o carbonatato. Si riportano le caratteristiche prestazionali indicate nella norma come generali: Requisito strutturale Classe R3 Resistenza a compressione EN MPa Contenuto di ioni cloruro EN ,05% Legame di aderenza EN ,5 MPa Espansione/ritiro contrastato EN Forza di legame

5 dopo la prova 1,5 MPa Durabilità-resistenza alla carbonatazione EN d k cls di controllo Metodo Rivestimenti attivi delle armature La parte 7 della UNI EN 1504 prende in considerazione esclusivamente il principio 11 della UNI EN nella quale sono previste le seguenti caratteristiche prestazionali generali: -Protezione dalla corrosione EN Il test si può considerare superato se le zone verniciate dell acciaio sono libere da corrosione e se le fessure da corrosione intorno alla base della piastra sono inferiori a 1 mm Prodotti utilizzati: - malta cementizia anticorrosiva monocomponente per la protezione dei ferri d armatura; - malta cementizia tissotropica fibrorinforzata, a presa rapida, a ritiro compensato, per il ripristino e la rasatura del calcestruzzo, applicabile in uno spessore variabile da 3 a 40 mm in una sola mano, ultimando la finitura della superficie mediante frattazzo di spugna; - intonaco di fondo a base di calce aerea e leganti idraulici per esterni per ricostruire l intonaco rimosso; - malta cementizia monocomponente a grana grossa, armata con rete in fibra di vetro alcali resistente per rasare tutte le superfici; - fondo acrilico pigmentato, per esterni ed interni, uniformante, riempitivo e promotore di adesione; - rivestimento acril-silossanico a spessore per esterni ed interni, idrorepellente ad elevato riempimento Preparazione del supporto I requisiti per le condizioni del substrato prima e durante l applicazione, compresi la stabilità strutturale, lo stoccaggio, la preparazione e l applicazione dei prodotti vengono forniti dalla parte 10 della UNI EN In essa si trovano anche le prescrizioni per il controllo di qualità, la manutenzione, la salute e la sicurezza ambientale. Preparazione del calcestruzzo Il calcestruzzo deve essere preparato in modo da rimuovere tutto il materiale deteriorato ed in fase di distacco, fino ad arrivare al sottofondo solido restante a ruvido. Eventuali altri interventi di ripristino che non risultino perfettamente aderenti devono essere rimossi. La preparazione può essere eseguita tramite pulitura, irruvidimento o rimozione del calcestruzzo. La superficie finita dovrà essere ispezionata visivamente e sottoposta a martellamento per rilevare la presenza di calcestruzzo incoerente. Si riportano i requisiti richiesti dalla norma UNI EN riguardanti la rimozione del calcestruzzo: - la rimozione deve essere ridotta al minimo; - la rimozione non ridurrà l integrità strutturale oltre la capacità della struttura di svolgere la propria funzione; se necessario si provvederà ad un supporto temporaneo;

6 - verrà stabilita la profondità di carbonatazione; - l entità della rimozione dovrà tenere in conto della necessità di compattazione del materiale di riparazione, di aderenza al supporto e di trattamento dell armatura. Preparazione dell armatura Per la pulitura dei ferri di armatura saranno rispettati i seguenti requisiti: - verrà rimossa la ruggine, le scaglie, la malta, il calcestruzzo, la polvere e gli altri materiali incoerenti e deleteri in grado di ridurre l aderenza o contribuire alla corrosione; - sarà uniformemente pulita l intera circonferenza esposta dell armatura, eccetto dove considerazioni strutturali lo impediscono; - se la pulitura non è eseguita immediatamente prima dell applicazione dei prodotti di protezione, il supporto pulito sarà protetto da ulteriori contaminazioni; - l armatura dovrà essere pulita senza essere danneggiata e senza danneggiare e/o contaminare il calcestruzzo o l ambiente adiacente; Tutti i prodotti utilizzati oltre che rispettare le caratteristiche del materiale dovranno essere compatibili con le condizioni ambientali del cantiere, in particolare saranno curati i seguenti aspetti: - immagazzinaggio delle merci; - protezione prima, durante e dopo l applicazione; - temperatura, umidità e punti di rugiada; - tempi e metodi di stagionatura; - le lavorazioni dovranno essere eseguite da operatori qualificati. 3.0 Conclusioni Le opere individuate nella presente relazione consentiranno di: - prolungare la vita utile dell edificio scolastico, - di riparare i difetti di costruzione e di usura delle parti esposte agli agenti atmosferici, - di prevenire il formarsi di ulteriori danni. Questi obbiettivi sono stati considerati all interno del quadro economico assegnato dall Ente Proprietario dell edificio. Campi Salentina, Dicembre 2014 I Progettisti Ing. Angelo RUCCO Geom. Ferdinando ISCERI