DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO SECONDO LE LINEE GUIDA DEL MINISTERO LL.PP.
Parte I: la corrosione delle armature promossa
dalla carbonatazione del calcestruzzo

Mario Collepardi - Luigi Coppola

     
Secondo la norma europea ENV 206, recepita in Italia sotto forma di UNI 9858, gli ambienti nei quali l’opera in calcestruzzo è destinata ad essere costruita vengono classificati in varie tipologie (classi di esposizione), per ciascuna delle quali - a seconda del potenziale livello di aggressione per i ferri di armatura o per il calcestruzzo stesso - la norma prevede il rispetto di alcuni vincoli in forma di rapporto acqua/cemento (a/c), presenza di aria (dove c’è il rischio di gelo), e dosaggio di cemento.
Rispetto alla norma UNI 9858 - ENV 206, la bozza della nuova norma europea EN 206 cui si ispirano, per quanto attiene alla durabilità, le Linee Guida del Ministero dei LL.PP. sul calcestruzzo strutturale (emanate nel Dicembre 1996 a cura dell’Ing. M. Mauro), presenta alcune significative differenze.
In particolare, la nuova norma EN 206 prevede (Tab. 1) 6 classi di esposizione ambientale (XO, XC, XD, XS, XF ed XA), per ciascuna delle quali, ad eccezione della XO, esistono più sottoclassi. Come si può notare, il numero totale delle sottoclassi (18) è raddoppiato rispetto a quelle previste nella norma UNI 9858 - ENV 206 (Enco Journal n°4, "D come Durabilità").

Tabella 1 - Classi di esposizione secondo la EN 206

CLASSE

AMBIENTE

TIPO DI STRUTTURA

NUMERO DI SOTTOCLASSI

XO

Nessun rischio di corrosione (interni di edifici con U.R. molto bassa)

Non armata e armata

1

XC

Corrosione delle armature promossa dalla carbonatazione

Armata

4

XD

Corrosione delle armature promossa dai cloruri esclusi quelli presenti in acqua di mare

Armata

3

XS

Corrosione delle armature promossa dai cloruri dell'acqua di mare

Armata

3

XF

Degrado del calcestruzzo per cicli di gelo-disgelo

Non armata e armata

4

XA

Attacco chimico del calcestruzzo (incluso quello promosso dall'acqua di mare)

Non armata e armata

3

La classe di esposizione XO riguarda gli ambienti (interni di edifici molto asciutti) nei quali non esiste alcun rischio di degrado nelle strutture in calcestruzzo indipendentemente dalla loro composizione.

Per tutte le altre classi di esposizione, la norma EN 206 prevede, oltre ai vincoli composizionali menzionati per la norma ENV 206, anche un valore minimo di Rck calcolato in base al valore massimo del rapporto a/c e nella ipotesi di impiego di un cemento di classe 32.5.

Tabella 2 - Classe di esposizione XC
Corrosione delle armature promossa dalla carbonatazione


CLASSE

AMBIENTE

ESEMPI DI STRUTTURE CHE SI TROVANO NELLA CLASSE DI ESPOSIZIONE

MAX
A/C

Rck*
MIN.

DOSAGGIO MINIMO DI CEMENTO (kg/m3)

XC1

Asciutto

  • Interni di edifici con U.R. molto bassa

0.65

25

260

XC2

Bagnato raramente asciutto

  • Strutture idrauliche

  • Fondazioni e strutture interrate

0.60

30

280

XC3

Moderatamente umido

  • Interni di edifici con umidità relativa moderata/alta

  • Strutture esterne protette dal contatto diretto con la pioggia

0.55

37

280

XC4

Ciclicamente asciutto e bagnato

  • Strutture esterne esposte all'acqua piovana

0.50

37

300


La Tabella 2 si riferisce alle sotto-classi di esposizione XC1, XC2, XC3 ed XC4 tutte riguardanti la corrosione delle armature metalliche promossa dalla carbonatazione per effetto dell’esposizione all’aria umida (O2, H2O, CO2). Le condizioni più aggressive (XC4) si verificano nelle strutture esposte ciclicamente all’asciutto (ingresso nel calcestruzzo di aria secca contenente O2 e CO2) ed alla pioggia (ingresso di H2O) che sono gli ingredienti per neutralizzare la calce del conglomerato (CO2) e per alimentare l’ossidazione del ferro (O2, H2O):

Pertanto, per far fronte alle condizioni aggressive della XC4 occorre adottare, secondo le Linee Guida, un rapporto a/c non superiore a 0.50 cui corrisponde una Rck di almeno 37 N/mm2 se si adotta il cemento di minor classe (32.5). Ovviamente, si otterrebbero valori maggiori di Rck, con un rapporto a/c di 0.50, se si adottassero cementi di maggior classe (per esempio 42.5, ecc.).
Le condizioni meno aggressive (XC1) si verificano per strutture esposte all’aria in ambienti asciutti (interni di edifici): la pressochè totale assenza di H2O nell’ambiente rallenta fortemente il processo di corrosione [1], e pertanto, il rapporto a/c richiesto nel calcestruzzo per proteggere i ferri di armatura può essere relativamente elevato (0.65).
Le condizioni intermedie di aggressione per la corrosione dei ferri si verificano: in ambienti permanentemente bagnati (XC2) per la difficoltà dell’aria (e quindi dell’O2 e della CO2) a permeare i pori del calcestruzzo sempre saturi di acqua; ed in ambienti moderatamente umidi (XC3) per la carenza di H2O nell’ambiente. I rapporti a/c richiesti in queste condizioni (0.60 e 0.55 rispettivamente) sono intermedi tra quelli richiesti per le condizioni più aggressive (0.50) e per quelle meno severe (0.65).


Fig. 1 - Schematizzazione delle classi di esposizione
XO ed XC in una costruzione.

In sostanza, mentre nella norma ENV 206 - UNI 9858 il rischio di corrosione dei ferri per carbonatazione del calcestruzzo prevede un unico ambiente (classe di esposizione: 2a) cui corrisponde un solo vincolo nel rapporto a/c (non superiore a 0.60), nella nuova norma EN 206 lo stesso fenomeno viene articolato in più forme di ambiente (classi di esposizione: XC1, XC2, XC3 ed XC4) per ciascuno dei quali si prevede un diverso vincolo nel rapporto a/c (da 0.65 a 0.50) a seconda delle particolari condizioni microclimatiche attinenti la specifica esposizione all’umidità. La Fig. 1 mostra schematicamente ed esemplificativamente le diverse condizioni ambientali ed i relativi vincoli composizionali (in termini di a/c) riguardanti le varie strutture che compongono una costruzione.