ANALISI DELLE STRUTTURE DI CONTENIMENTO IN C.A. DELLA AIUOLE INTERNE AL CORTILE

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1 ANALISI DELLE STRUTTURE DI CONTENIMENTO IN C.A. DELLA AIUOLE INTERNE AL CORTILE Anomalie riscontrate Localizzazione Espulsione del copriferro, efflorescenza sulla superficie, fessurazione, mancanza di elementi del davanzale Muretti in C.A. di contenimento aiuole poste internamente al cortile soprastante l autorimessa. Data del rilievo 04/04/2013 Condizioni meteo Coperto Muretto 1 Muretto 2

2 Muretto 1 Muretto 2 Data foto: 04/04/2013 Data foto: 04/04/2013 Ora foto: 10:30 Ora foto: 10:31 1. Descrizione degli elementi e patologie riscontrate I muretti in esame sono realizzati in calcestruzzo armato con un davanzale in cemento armato, posto superiormente; tali muretti servono da contenimento per l aiuola situata nel cortile posto sopra l autorimessa. Il muretto 1 è in diretto contatto con il terreno dell aiuola mentre il muretto 2 no perché il sistema è costituito in modo da realizzare due aperture sull autorimessa dell edificio, come rappresentato in figura.

3 I due muretti presentano forme di degrado comuni, tipiche del calcestruzzo armato, ma anche alcune differenze legate al contatto o meno col terreno dell aiuola. In entrami i muretti possiamo individuare l espulsione del copriferro (spalling) con arrugginimento dell armatura a contatto con l esterno e un fenomeno di fessurazione del calcestruzzo armato. Sul davanzale di entrambi i muretti si può notare la mancanza di elementi in cemento armato. Sulla superficie del muretto 1 è ben evidente una efflorescenze diffusa, di colore biancastro, dovuta probabilmente al contatto tra il muretto in calcestruzzo e il terreno dell aiuola.

4 2. Caratteristiche delle patologie e strategie di intervento Espulsione del copriferro (spalling) Il fenomeno di spalling è dovuto al ridotto spessore del copriferro e alla carbonatazione del calcestruzzo; tale fenomeno riduce l alcalinità del calcestruzzo depassivando le armature che si corrodono velocemente. Nelle strutture in calcestruzzo armato, il copriferro rappresenta la distanza fra la superficie esterna dell armatura e la superficie di calcestruzzo più vicina; normalmente con tale termine si indica la quantità di calcestruzzo che ricopre le armature. Il copriferro serve ad assicurare sia la corretta trasmissione delle forze di aderenza delle barre di armatura, sia l adeguata protezione dell armatura all ambiente esterno. Pertanto tale strato deve essere dimensionato in funzione dell aggressività dell ambiente e della sensibilità delle armature alla corrosione. La UNI EN , che rappresenta la versione italiana dell Eurocodice 2, stabilisce per le diverse condizioni ambientali e per ogni classe strutturale S (da S1 a S6; una classe strutturale più alta ha maggior vulnerabilità agli attacchi esterni), il minimo spessore di copriferro. La carbonatazione è un processo chimico che porta al degrado del calcestruzzo ed è dovuto alla reazione tra l idrossido di calcio e l anidride carbonica in ambienti moderatamente umidi. La carbonatazione non è un processo che provoca danni di tipo meccanico al calcestruzzo in se, ma piuttosto provoca le condizioni favorevoli per l innesco della corrosione dei ferri. Nei calcestruzzi densi e compatti la carbonatazione interessa solo i primi millimetri di superficie ma in caso di calcestruzzi porosi può penetrare in profondità fino a raggiungere le armature.

5 Con un abbassamento del ph sotto 11 l ambiente diventa ostile per i ferri di armatura che perdono la passivazione e si espongono alla corrosione; così, quando lo strato di carbonatazione raggiunge le armature, queste si corrodono con conseguente formazione di ruggine. La corrosione dei ferri si manifesta inizialmente con la comparsa di macchie di ruggine in corrispondenza delle fessure; successivamente tali fessure aumenteranno la loro ampiezza nel tempo e infine si avrà il distacco del copriferro. I ferri esposti dei muretti presentano una corrosione diffusa e questo fa pensare che l espulsione del copriferro sia avvenuta da tempo; tuttavia, il fenomeno risulta circoscritto solo in due zone. Gli accorgimenti principali per evitare l espulsione del copriferro sono da ritrovare al momento della realizzazione dei manufatti in calcestruzzo armato. Come detto precedentemente, è preferibile ottenere un calcestruzzo denso e compatto riducendo il rapporto acqua/cemento, in modo da renderlo poco permeabile sia all anidride carbonica sia all acqua. Un ulteriore accorgimento è quello di prevedere uno spessore idoneo di copriferro. Nel caso in esame, i muretti sono stati probabilmente realizzati con un calcestruzzo poroso e poco adatto all ambiente di progetto; inoltre, non è stato previsto l adeguato spessore del copriferro. Per riparare gli elementi in esame, bisogna innanzitutto rimuovere le parti carbonatate, poi eseguire la ripassivazione dei ferri ed infine ricostruire la parte di copriferro mancante con malte e calcestruzzo strutturale. Fessurazione del calcestruzzo I muretti presentano una fessurazione orizzontale in corrispondenza del punto di contatto tra i due strati più alti di getto del calcestruzzo. Questo fa pensare che la fessurazione sia avvenuta perché, durante le operazioni di getto, i due strati di calcestruzzo non abbiano aderito tra loro durante la fase di indurimento.

6 Gli strati di calcestruzzo più bassi risultano ben conglobati e non presentano segni di fessurazione a differenza degli ultimi due. Si possono individuare localmente sulla superficie dei muretti segni di fessurazione verticale di piccola dimensione, probabilmente dovuti al fenomeno del ritiro durante la fase di indurimento. Il ritiro è una variazione di volume che subisce il calcestruzzo durante la fase di presa e indurimento causata dalla progressiva eliminazione dell acqua contenuta nella pasta cementizia. Durante la fase di ritiro si producono nel calcestruzzo una serie di tensioni di trazione che portano alla formazione di fessure quando il loro valore supera la resistenza a trazione del calcestruzzo. Gli accorgimenti principali per evitare il fenomeno di fessurazione sono da ritrovare nella fase di realizzazione del manufatto in calcestruzzo. Per limitare gli effetti del ritiro si possono utilizzare speciali additivi che vengono aggiunti durante la miscelazione, oppure si piò rinviare la scasseratura di circa sette giorni affinché il calcestruzzo possa raggiungere una sufficiente resistenza meccanica a trazione per resistere alle tensioni cui è soggetto. Mancanza di elementi nel davanzale Su entrambi i muretti sono evidenti mancanze di elementi tridimensionali nel davanzale in cemento armato; queste mancanze sono diffuse e con dimensioni che variano da pochi centimetri fino a distacchi più rilevanti. Le cause delle mancanze sono probabilmente dovute a fattori esterni, come agenti meteorici o cicli di gelo e disgelo, senza dimenticare il possibile intervento vandalico umano. Se il cemento è umido, a seguito di abbassamenti di temperatura che possono scendere sotto gli 0 C, è possibile la formazione di ghiaccio nei pori dei manufatti; il congelamento dell acqua

7 contenuta all interno dei pori genera delle tensioni che tendono nel tempo a provocare distacchi superficiali e fessurazioni nella pasta cementizia. Si nota anche in alcuni punti l espulsione del ferro di armatura e ciò fa pensare ad un processo di carbonatazione avvenuto nel davanzale. Per evitare fenomeni di rottura dovuti a cicli di gelo e disgelo è possibile ridurre la microporosità capillare del cemento ponendo un limite nel rapporto acqua-cemento. Nel caso in esame è opportuno andare a ricostruire le parti mancanti con malte e calcestruzzo strutturale, oppure sostituire completamente i davanzali. Efflorescenza Sulla superficie del muretto 1 è presente una efflorescenza di colore biancastro che interessa quasi tutta la lunghezza del muro. In edilizia col termine efflorescenza viene indicato un deposito di sali solubili che si forma sulla superficie delle murature, o di altri elementi architettonici, a seguito dell evaporazione dell acqua nella quale sono disciolti. L efflorescenza in esame si presenta come un deposito biancastro ed aspetto cristallino.

8 Nelle opere in calcestruzzo i sali responsabili della manifestazione di efflorescenze sono ascrivibili alla formazione di carbonati e bicarbonati di calcio come risultato del succedersi delle reazioni di idratazione e carbonatazione dei composti cementizi. Il meccanismo di formazione delle efflorescenze si può riassumere dicendo che l acqua presente nelle murature scioglie i sali solubili presenti nel calcestruzzo e li trascina verso la superficie, per poi evaporare. Nel caso in esame, l acqua responsabile del processo di scioglimento e trascinamento dei sali viene probabilmente dal terreno dell aiuola, come si può evincere dal fatto che sul muretto 1, a diretto contatto con l aiuola, è presente l efflorescenza, mentre sul muretto 2, che non è a contatto, non è presente una patologia del genere. Ciò fa pensare l impermeabilizzazione dell aiuola è stata realizzata in maniera non consona o che la stessa ha subito un degrado che ne ha inficiato l efficacia. Per il caso in esame, innanzitutto, bisogna asportare le concrezioni cristalline mediante spazzolatura o microsabbiatura; successivamente la superficie viene lavata con acqua distillata o demineralizzata per pulire bene l area. Infine, la superficie viene ulteriormente lavata con una soluzione al 5 10 % di acido cloridrico, seguito da abbondante risciacquatura. Per evitare future riformazioni di efflorescenze sarebbe necessario sostituire l impermeabilizzazione dell aiuola per realizzare un sistema che impedisca efficacemente il passaggio di acqua dal terreno al calcestruzzo. Una soluzione possibile è la seguente: