FATTORI, FENOMENI ED EFFETTI DEL DEGRADO DEL CALCESTRUZZO

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1 FATTORI, FENOMENI ED EFFETTI DEL DEGRADO DEL CALCESTRUZZO ING. ANTONINO MONTALBANO TECHNICAL SERVICE SIKA ITALIA SPA FIRENZE 31 GENNAIO 2017 IL GRUPPO SIKA Società che produce prodotti chimici di alta specialità Fornisce l industria delle costruzioni e l industria manifatturiera Quartier generale a Baar, Svizzera Fondata nel 1910 Fatturato 2016 di oltre milioni di CHF Sika è presente in Italia da oltre 80 anni Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 1

2 PRESENZA GLOBALE EMEA, Asia/Pacific, North America, Latin America Presenti con 97 società in altrettante nazioni, sui 5 continenti Più di 160 impianti di produzione nel mondo Più di dipendenti TARGET MARKETS Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 2

3 TARGET MARKETS Calcestruzzo Impermeabilizzazione fondazioni, vasche, terrazzi Impermeabilizzazione tetti Pavimenti Sigillatura ed incollaggio Ripristino e rinforzo Industria RIPRISTINO E RINFORZO (REFURBISHMENT) PRINCIPALI APPLICAZIONI Riparazione del calcestruzzo Adesivi e stucchi per piastrelle Ancoraggio chimico Impregnazione idrofobica Protezione del calcestruzzo Getti di precisione sotto piastra Rinforzo strutturale Incollaggio strutturale Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 3

4 Il calcestruzzo è utilizzato per costruire strutture molto alte IL CALCESTRUZZO SI TROVA SPESSO IN CONDIZIONI AGGRESSIVE O ESTREME Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 4

5 DEGRADO DEL CALCESTRUZZO REGOLE DI MADRE NATURA Partiamo da minerali di ferro delle miniere e della cave (vari ossidi) Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 5

6 REGOLE DI MADRE NATURA Consumiamo 1000 kw di energia per produrre l acciaio REGOLE DI MADRE NATURA La Natura passa il resto del tempo a riconvertire l acciaio in ruggine (vari ossidi) Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 6

7 TALVOLTA DIAMO UNA MANO A MADRE NATURA IN QUESTO PROCESSO CORROSIONE INDOTTA DAI CLORURI Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 7

8 CORROSIONE INDOTTA DALLA CARBONATAZIONE ESPOSIZIONE CALCESTRUZZO ESISTENTE CO 2 Cl Freeze / Thaw H 2 O SO x NO x Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 8

9 LA CORROSIONE Affinché avvenga la corrosione devono essere presenti tre fattori: Presenza di Acqua (H 2 O) Presenza di Ossigeno (O 2 ) Presenza di una corrente vagante (d.d.p.) PROCESSO DI CORROSIONE Minerale di ferro Ossidi di protezione naturale Ruggine Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 9

10 FATTORI CHE INFLUENZANO LA CORROSIONE Spessore del copriferro Qualità del calcestruzzo (porosità) Condizioni di esposizione ambientali Umidità (50 70%), acqua battente INNESCO DELLA CORROSIONE VELOCITA DI CORROSIONE FORTE CORROSIONE MODERATA CORROSIONE CaCO 3 ph 8 NO CORROSIONE CARBONATAZIONE ph caduta Ca(OH) 2 ph 12.6 ph Ambiente Acido Ambiente neutro Ambiente Alcalino Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 10

11 FATTORI CHE INFLUENZANO LA CORROSIONE Fronte di Carbonatazione Calcestruzzo non carbonatato Fessura presente, percorso privilegiato per l ingresso della CO 2 CORROSIONE INDOTTA DALLA CARBONATAZIONE Velocità di corrosione: 2 / 100 to 2 / 10 mm per anno Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 11

12 CORROSIONE INDOTTA DAI CLORURI (PITTING) Passivazione steel Cl FeCl 2 Fe Cl Particularities: Zone anodiche molto piccole/ grandi zone catodiche Corrosione concentrata Veloce riduzione locale della sezione delle barre CORROSIONE INDOTTA DAI CLORURI (PITTING) Velocià corrosione acciaio: 1 to 10 mm per anno!! Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 12

13 RIPARAZIONI LOCALIZZATE 10 30% della superficie è in fase avanzata di degrado (fase di propagazione) 90% 70% copriferro in buono stato (fase di innesco) Catodo Catodo Anodo COSA E UN INIBITORE DI CORROSIONE Definizione Un inibitore di corrosione è una sostanza chimica che, aggiunta, anche in piccole quantità, in un ambiente, diminuisce in maniera molto efficace il potenziale di corrosione o ritarda l innesco della stessa Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 13

14 TERMINOLOGIA DEGLI INIBITORI DI CORROSIONE Sistema attivo Reazione chimica tra l acciaio e l inibitore che dà vita ad uno strato protettivo dell acciaio Sistema passivo L inibizione della corrosione viene raggiunta limitando l ingresso di ulteriori ione cloruro Sistema attivo passivo Combinazione dei due precedenti TERMINOLOGIA DEGLI INIBITORI DI CORROSIONE Inibitore catodico Sopprime la reazione catodica Inibitore anodico Sopprime la reazione anodica Inibitore multifunzionale o misto Sopprime sia la reazione anodica sia quella catodica Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 14

15 TERMINOLOGY OF CORROSION INHIBITORS Inibitore anodico considerato rischioso" Al più piccolo guasto del sistema, il rapporto catodo/anodo diventa enorma dando vita ad una reaizone di ossidazione molto veloce e pericolosa Inibitore catodico considerato sicuro Riduce sensibilmente il potenziale di corrosione Non è efficiente come la protezione anodica Inibitore multifunzionale o misto Effetto sinergico L inibitore fornisce sia la protezione anodica che quella catodica, anche a basse concentrazioni INIBITORI MIGRANTI DI CORROSIONE SIKA FERROGARD 903 PLUS A base di ammino alcool Applicabili a pennello, a rullo o a spruzzo con pistole air less Non modificano l aspetto né la traspirabilità del supporto Penetrazione misurabile con apposito test Controllo delle aree anodiche (Metodo 11.3 EN ) Controllo delle aree catodiche (Metodo 9.1 EN ) Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 15

16 TIPICA SOLUZIONE RIPARAZIONE DEL CALCESTRUZZO Step 1 : Protezione anticorrosiva delle barre di armatura Step 2: Malta strutturale da ripristino Step 3: Rasante Step 4: Protettivo TIPICA SOLUZIONE RIPARAZIONE DEL CALCESTRUZZO Step 1 : Protezione anticorrosiva delle barre di armatura Step 2: Malta strutturale da ripristino Step 3: Rasante Step 4: Protettivo Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 16

17 PASSIVANTI DELLA BARRE DI ARMATURA SIKA MONOTOP 610 NEW Boiacche cementizie con speciali pigmenti attivi che passivano le barre di armatura Ottima adesione sul supporto Marcatura CE EN Applicabili a pennello o a spruzzo con pistole air less Fungono anche da ponte adesivo per la nuova malta TIPICA SOLUZIONE RIPARAZIONE DEL CALCESTRUZZO Step 1 : Protezione anticorrosiva delle barre di armatura Step 2: Malta strutturale da ripristino Step 3: Rasante Step 4: Protettivo Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 17

18 UNI EN RIPARAZIONE STRUTTURALE E NON STRUTTURALE PRINCÌPI E METODI I requisiti minimi prestazionali richiesti ad una malta strutturale sono ad esempio: Resistenza a compressione Contenuto ione cloruro Adesione Ritiro/espansione Durabilità Resistenza alla carbonatazione Compatibilità termica resistenza ai cicli gelo disgelo in presenza di Sali disgelanti Modulo elastico Assorbimento di acqua per capillarità Penetrazione allo ione cloruro UNI EN RIPARAZIONE STRUTTURALE E NON STRUTTURALE CLASSIFICAZIONE Le malte da riparazione vengono suddivise in 4 classi con prestazioni crescenti: Malte da riparazione non strutturale Classe R1 Classe R2 Malte da riparazione strutturale Classe R3 Classe R4 Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 18

19 UNI EN RIPARAZIONE STRUTTURALE E NON STRUTTURALE PRINCÌPI E METODI MALTE STRUTTURALI THIXO DA RISPRISTINO Prodotto Tipo Classe EN MonoTop 622 Evolution Dim. Inerte Spess Min Max Resist [MPa] Fibre Spruzzo Solf. Resist PCC R3 2,0 mm 5 30 mm 41 X Si No SikaRep CC R3 2,5 mm 5 25 mm 57 X Si No MonoTop Dynamic MonoTop 627 PCC R4 1,2 mm 5 30 mm 53 X Si No CC R4 4,0 mm mm 59 X Si Si MonoTop X2 MonoTop X2 R PCC PCC R3 (EN ) R3 (EN ) 0,5 mm 2 50 mm 30 X No No 0,5 mm 2 50 mm 44 X No No Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 19

20 SIKA MONOTOP 627 Malta cementizia monocomponente a ritiro controllato Riporti in forte spessore superfici molto abrase Spessore max di applicazione: 80 mm (a mano) 100 mm (a spruzzo) Applicazione a mano e a macchina Ottima resistenza ai solfati Classe R4 secondo EN SIKA MONOTOP 627 CAMPI DI APPLICAZIONE Lavorazioni Ricostruzione frontalini * Ricostruzione copriferro travi/pilastri ** Lavori infrastrutture *** Riempimento nidi di ghiaia Riparazioni a patch Grandi superfici a spruzzo *** Riprofilatura travetti per applicazione. CFRP * Ambiente chimicamente aggressivo ** Riporti in forte spessore *** Riparazioni fronte mare/presenza cloruri ** Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 20

21 MALTE COLABILI Prodotto Tipo Classe EN Pompabile SikaGrout 312RFA MonoTop 634 SikaGrout 212 Patch 5 CC PCC R4 (1504 6) (EN 13813) R4 (EN13813) Dim. Inerte Spess Max Resist [MPa] Fibre SCC 2,5mm 40 50mm 64 X Si Si 3,5mm 100mm 66 X Si Si PCC ,0mm 40 50mm 50 X Si No CC R4 (EN 13813) 2,0mm 50mm 30/2h 70/28gg X No Si SIKAGROUT 312 RFA Malta cementizia colabile SCC monocomponente Spessore di applicazione: 10 mm 50 mm Ideale per ripristino o ringrosso di sezioni di calcestruzzo, Ideale per inghisaggi o getti sotto piastra di precisione Utilizzabile per ripristino pavimenti industriali Classe R4 secondo EN Marcata anche EN e EN A ritiro completamente compensato Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 21

22 SIKAGROUT 312 RFA CAMPI DI APPLICAZIONE Lavorazioni Ricostruzione pavimenti industriali *** Ringrosso di sezione di pilastri *** Riporti in forte spessore * Inghisaggio di barre *** Getti sotto piastra *** Ricostruzione di giunti ** Sviluppo veloce delle resistenze Realizzazione di grandi superfici ** Riparazioni a patch * TIPICA SOLUZIONE RIPARAZIONE DEL CALCESTRUZZO Step 1 : Protezione anticorrosiva delle barre di armatura Step 2: Malta strutturale da ripristino Step 3: Rasante Step 4: Protettivo Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 22

23 TIPICA SOLUZIONE RIPARAZIONE DEL CALCESTRUZZO Step 1 : Protezione anticorrosiva delle barre di armatura Step 2: Malta strutturale da ripristino Step 3: Rasante Step 4: Protettivo TIPICA SOLUZIONE RIPARAZIONE DEL CALCESTRUZZO Step 1 : Protezione anticorrosiva delle barre di armatura Step 2: Malta strutturale da ripristino Step 3: Rasante Step 4: Protettivo Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 23

24 UNI EN SISTEMI DI PROTEZIONE DEL CALCESTRUZZO La Norma EN :2004 contiene le specifiche per l identificazione, le prestazioni (includendo gli aspetti della durabilità), sicurezza e valutazione della conformità dei prodotti e sistemi da utilizzarsi per la protezione e la riparazione delle strutture di calcestruzzo I sistemi di protezione superficiale coperti dalla Norma sono: Impregnazione Impregnazione idrofobica Rivestimento UNI EN SISTEMI DI PROTEZIONE DEL CALCESTRUZZO IMPREGNAZIONE Trattamento del calcestruzzo finalizzato a ridurre la porosità della superficie e a rinforzare la superficie. I pori e le capillarità sono parzialmente o totalmente riempiti. Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 24

25 UNI EN SISTEMI DI PROTEZIONE DEL CALCESTRUZZO IMPREGNAZIONE IDROFOBICA Trattamento del calcestruzzo finalizzato ad ottenere una superficie idrorepellente. I pori e le capillarità sono rivestiti internamente, ma non riempiti. Non vi è alcuna pellicola sulla superficie del calcestruzzo e l'aspetto varia poco o niente UNI EN SISTEMI DI PROTEZIONE DEL CALCESTRUZZO RIVESTIMENTO Trattamento finalizzato ad ottenere uno strato protettivo continuo sulla superficie del calcestruzzo Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 25

26 SISTEMI DI PROTEZIONE RASANTE + PROTETTIVO Prodotto MonoTop 621 Evo SikaTop Seal 107 Sikagard 720 Epocem Sikalastic 1K Sikalastic 152 Sikalastic 156 Tipo Comp Perm al vapore Crack Bridging Spess. max racc Fibre Imperm. Spruzzo Cementizio PCC 1 0,11 m No 5 mm X No Si Cementizio PCC 2 0,20 m No 2+2 mm X Si No Epossi cemento ECC 3 0,59 m No 2 mm Si Si Cementizio PCC 1 4,70 m Si (A3) 3 mm X Si Si Cementizio PCC 2 0,50 m Si (A3) 3 mm X Si Si Cementizio PCC 2 0,46 m Si (A4) 3 mm X Si Si SISTEMI DI PROTEZIONE SOLO PROTETTIVO Prodotto Tipo Comp Perm al vapore Crack Bridging Spess. max racc Fibre Imperm. Spruzzo Sikagard 550 W Acrilico in dis. acquosa 1 0,35 m Si (A1) 0,34 mm No Si Sikagard 680 S Metacrilato in solvente 1 2,40 m No 0,29 mm No Si Sikafloor 400 N Poliuretano 1K 1 >5,00 m NPD 1 mm ca Si Sika Poxitar F Epossi catrame 2 > 50 m NPD 0,4 mm No Si Sikagard 63 N Sikagard 700 S Epossidica ad alta resistenza chimica 2 > 50 m NPD 0,3 mm Si Si Emulsione silossanica in solvente 1 No Si Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 26

27 CASE OF STUDY RIPARAZIONE E PROTEZIONE DI UNA STRUTTURA IN C.A IN AMBIENTE INDUSTRIALE AGGRESSIVO CASE OF STUDY RIPARAZIONE STRUTTURA INDUSTRIALE Situazione di partenza Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 27

28 CASE OF STUDY RIPARAZIONE STRUTTURA INDUSTRIALE Rimozioni parti in distacco CASE OF STUDY RIPARAZIONE STRUTTURA INDUSTRIALE Superficie sabbiata, irruvidita Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 28

29 CASE OF STUDY RIPARAZIONE STRUTTURA INDUSTRIALE Trattamento passivante delle barre di armatura con Sika MonoTop 610 New CASE OF STUDY RIPARAZIONE STRUTTURA INDUSTRIALE Preparazione all applicazione della malta Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 29

30 CASE OF STUDY RIPARAZIONE STRUTTURA INDUSTRIALE Malta da riparazione Sika MonoTop 627 CASE OF STUDY RIPARAZIONE STRUTTURA INDUSTRIALE Applicazione di 7 cm in un unico strato di Sika MonoTop 627 Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 30

31 CASE OF STUDY RIPARAZIONE STRUTTURA INDUSTRIALE Protezione finale dell intervento GRAZIE DELL ATTENZIONE Ing. Antonino Montalbano Technical Service Sika Italia SpA 31