CALCESTRUZZO PER SEMPRE
Mario Collepardi

     
E’ possibile produrre un calcestruzzo per sempre? Insomma un calcestruzzo che - se non per l’eternità - duri almeno qualche secolo? In teoria è possibile produrre un calcestruzzo durabile anche in ambienti molto aggressivi, scegliendo appropriatamente gli ingredienti (cemento, acqua, aggiunte minerali e additivi chimici) e combinandoli adeguatamente. L’aspetto più importante nel mix-design di un calcestruzzo durabile è la scelta del rapporto acqua-cemento e del volume di microbolle d’aria inglobata. L’obiettivo principale è di confezionare una miscela nella quale i ferri di armatura, gli aggregati lapidei, ed eventualmente le microbolle d’aria, siano dispersi in una matrice cementizia di bassa porosità. Questa situazione microstrutturale può rallentare o anche bloccare la penetrazione degli agenti aggressivi all’interno del calcestruzzo, e può garantire quindi alla struttura un lunga vita in servizio.
Al contrario di quanto avviene in laboratorio, però, le strutture reali sono sottoposte in servizio a carichi statici e dinamici, oltre che a variazioni termiche ed igrometriche.
Le microfessure che così si possono formare diventano dei cammini preferenziali per la penetrazione degli agenti aggressivi ambientali (aria, acqua, e ioni solfato, cloruro, alcalini, ecc.). Ciò significa che, in queste condizioni di servizio, il copriferro del calcestruzzo può essere penetrato dagli agenti aggressivi indipendentemente dalla qualità ed in particolare dalla porosità della matrice cementizia. Questa situazione - aggravata dalla mediocre stagionatura delle strutture appena scasserate ed esposte ad asciugamento rapido - promuove la corrosione delle armature ed il degrado della matrice cementizia stessa ed eventualmente degli aggregati. Una volta che uno di questi processi è iniziato (tutti con carattere espansivo-dirompente), le microfessure si allargano e diventano macrofessure. Dopo un iniziale periodo di induzione più o meno di qualche anno, il processo del degrado procede molto rapidamente.
Quando si richiede una vita di servizio di 20-30 anni per strutture esposte alle generiche condizioni aggressive nell’ambiente, uno può anche ignorare i problemi associati con la presenza di microfessure e la loro trasformazione in macrofessure: è sufficiente prevedere un calcestruzzo le cui prestazioni siano in accordo con le norme europee (ENV 206) o le raccomandazioni nazionali (UNI 9858) sulla durabilità delle opere in conglomerato cementizio.
Cosa succede, però, se la vita utile in servizio deve essere molto più lunga? Quando si considerano strutture di particolare interesse architettonico (per esempio: opere monumentali, chiese, ecc.) o di particolare importanza per la collettività (per esempio: tunnel sott’acqua, ponti a grande luce, viadotti autostradali, ecc.) si arriva a richiedere una vita utile da un minimo di 50 fino a 200 anni, cioè oltre un tempo mai sperimentato finora per una struttura in cemento armato. Nel progetto di queste strutture non si può ignorare il meccanismo di formazione delle microfessure sopra descritto e la successiva trasformazione in macrofessure. La soluzione al problema di una lunga durabilità (50-200 anni) è l’impiego, sopra un calcestruzzo di ottima qualità, di un rivestimento protettivo elastico che previene la penetrazione di agenti aggressivi attraverso le microfessurazioni formatesi, per esempio, a seguito dei carichi dinamici in servizio. L’idea, in sostanza, è quella di impiegare una pellicola protettiva che sia sufficientemente elastica per coprire le fessure che si formano nel substrato rigido di calcestruzzo. Recenti sviluppi di questa strategia hanno portato, anche in Italia, alla produzione di un rivestimento elastico protettivo, formato da cemento flessibilizzato con polimeri, per la protezione delle strutture in calcestruzzo dall’insorgere delle microfessure causate dalle severe condizioni di servizio.