NON TEME "LA MESSA IN PIEGA" IL TONDINO ZINCATO
Armature metalliche resistenti alla corrosione per le strutture in c.a.
Romeo Fratesi (Università di Ancona)

     
Una delle cause più frequenti di degrado delle strutture in c.a. e c.a.p. è rappresentata dalla corrosione delle armature di acciaio. Il problema non riguarda solo i ponti e le infrastrutture autostradali, ma tutte le opere in cemento armato.
Fra i possibili accorgimenti per migliorare la resistenza alla corrosione delle armature nel calcestruzzo armato, recentemente è stata presa in considerazione l’utilizzazione di barre zincate.
Per descrivere l’incremento di durabilità che si può ottenere con l’utilizzo di armature zincate può essere utilizzato il modello di Tuutti. Tale modello tiene conto che l’azione benefica della zincatura si esplica a partire dalla fase iniziale della corrosione (periodo definito di incubazione), durante la quale le condizioni di non corrosione del rivestimento di zinco delle armature, all’interno del calcestruzzo, vengono mantenute anche in condizioni di bassa alcalinita (pH<11) e di elevate concentrazioni di ioni cloruro, per le quali invece l’acciaio perde la capacità di rimanere integro.
Successivamente lo zinco corrodendosi esplica la sua funzione protettiva nei confronti dell’acciaio sottostante. In questo periodo, contrariamente a quanto accade per le armature in acciaio non rivestito, i prodotti di corrosione dello zinco non provocano danneggiamenti meccanici al calcestruzzo circostante, non essendo tali prodotti espansivi. Inoltre, durante questo periodo, lo zinco esercita anche una protezione catodica sull’acciaio che viene progressivamente scoperto dalla graduale corrosione del rivestimento.


Piegatura della barra zincata

Solo ad esaurimento del periodo di protezione, l’acciaio non più protetto dal rivestimento di zinco, inizierà a corrodersi con velocità simile a quella delle armature non zincate.
Tutto ciò determina un incremento di durabilità delle strutture che fa risultare conveniente nel tempo la spesa iniziale più elevata; spesa che comunque risulta percentualmente molto bassa se riferita al costo complessivo dell’intera opera.
Finora, nel mondo, l’utilizzo del tondino zincato per l’armatura del calcestruzzo è stato riservato soprattutto per la costruzione di opere di una certa importanza o di un certo pregio: Crocker Building, San Francisco (USA), University Sports Hall, Birmingham (U.K.), Sidney Opera House (Australia), Moschea di Roma (Italia).
Fino ad oggi, per le poche opere in calcestruzzo armato con ferro zincato realizzate in Italia, sono state usate gabbie presaldate zincate o tondini sagomati o diritti assemblati manualmente in telai prima di essere immersi nel bagno di zinco fuso, in accordo con le normative generali sulla zincatura a caldo. In queste condizioni la struttura del rivestimento è spesso casuale in quanto il tempo di immersione dipende solo dalla massa di acciaio da rivestire e non dalla composizione dell’acciaio, che in genere non è nota. Se il peso delle gabbie è cospicuo il tempo di immersione deve essere prolungato ed il ferro, di acciai reattivi, può diffondere fino alla superficie causando una diminuzione di aderenza del rivestimento, soprattutto in fase di piegatura, e della sua resistenza alla corrosione che è massima quando invece esiste un buon spessore di zinco puro esterno.
La soluzione tecnica che permette di ottenere un prodotto con proprietà ottimizzate e costanti è senza dubbio un processo di zincatura continuo o semicontinuo del tondino che può assicurare la qualità del rivestimento richiesta.
Per questo motivo dalla partecipazione della Ferriera Valsabbia SpA e dell’ Acciaieria Leali Luigi SpA, due note aziende produttrici di barre d’acciaio per l’edilizia, con la Zincol Lombarda SpA, un’azienda altrettanto nota per gli impianti di zincatura a caldo, è stata fondata la Società Galva Rebar.



Il bagno di raffreddamento delle
barre di acciaio zincate.

Tale connubio ha portato alla realizzazione di un impianto di zincatura a caldo del tondino di acciaio per l’edilizia, funzionante in continuo, che ha il vantaggio fondamentale di poter zincare barre di acciaio con composizione chimica sempre controllata. Lo strato di zinco del rivestimento ha uno spessore medio di circa 80 micron corrispondente ad una grammatura di 500-600 g/m2. E’ presente superficialmente un sufficiente strato di zinco puro e, se le barre in fase di piegatura vengono curvate correttamente nel rispetto delle norme, il rivestimento non si stacca dalla superficie dell’acciaio.
Il trattamento di zincatura a caldo non modifica affatto quelle che sono le caratteristiche metallurgiche dell’acciaio e quindi neanche quelle meccaniche; pertanto, nei calcoli di progettazione delle strutture possono essere utilizzati i valori relativi alle barre non zincate.
Nell’impianto di zincatura in continuo delle barre il processo inizia con lo sgrassaggio seguito da un successivo decapaggio e flussaggio, dopo di che le barre vengono immerse una o due alla volta, in modo cointinuo nel bagno di zincatura all’interno del quale rimangono per un tempo dipendente dal diametro delle barre stesse. L’estrazione mediante un automatismo programmato e comandato da computer permette di controllare con esattezza i tempi di permanenza in vasca; un sistema di rulli magnetici a velocità variabile permette di trasferire le barre verso il raffreddamento.
Lo stabilimento di produzione attualmente è in grado di produrre barre zincate di lunghezza fino a 6 metri, ma entro la fine del 96 entrerà in funzione una nuova linea di produzione capace di zincare barre di lunghezza fino a 12 metri, con diametri da 8 mm fino a 40 mm, con una potenzialità di 15 ton/ora.
Il metodo adottato nell’impianto elimina molta manualità e ciò dovrebbe contribuire a contenere il prezzo finale del prodotto rispetto al metodo tradizionale di zincatura.

Per un approfondimento dell’argomento si può consultare l’articolo: "L'acciaio zincato nel calcestruzzo armato" di R. Fratesi e G. Branca L'Industria Italiana del Cemento 3, 210-221, (1993).