La durabilità delle strutture in cemento armato

Argomento interessante e di estrema attualità è quello della durabilità delle strutture in cemento armato.

Certamente è un argomento non nuovo ma spesso sottovalutato.

Garantire la durabilità del cemento armato significa permettere alla struttura, nell’arco di tempo della vita nominale dell’opera, di presentarsi in uno stato ottimale sia dal punto di vista del calcestruzzo (nessuna perdita del copriferro) sia dal punto di vista dell’armatura (nessuna o limitata corrosione). Per garantire la durabilità è necessaria sempre e comunque la corretta manutenzione dell’opera.

La durabilità del cemento armato deve essere progettata così come si progetta la resistenza meccanica e la stabilità dell’opera. In sostanza ci si deve chiedere quale è l’ambiente in cui si troverà ad operare la struttura e quali possono essere le cause di degrado ambientali presenti. Per ogni ambiente, relativamente ad un determinato agente di degrado, viene attribuita la così detta “classe di esposizione“.

Per fortuna non dobbiamo inventarci niente. La norma europea EN 206-1 elenca le classi di esposizione possibili e il loro livello di “gravità” con l’indicazione delle tipologie di strutture e delle tipologie di degrado associate.

Le classi di esposizione sono le seguenti:

– X0: Assenza di rischio di corrosione o attacco;

– XC: Corrosione indotta da carbonatazione;

– XD: Corrosione indotta da cloruri esclusi quelli provenienti dall’acqua di mare;

– XS: Corrosione indotta da cloruri presenti nell’acqua di mare;

– XF: Attacco dei cicli di gelo/disgelo con o senza disgelanti;

– XA: Attacco chimico;

a loro volta suddivise in sottocategorie numerate.

A titolo di esempio, per calcestruzzo armato ordinario o precompresso in superfici o parti di ponti e viadotti esposti a spruzzi d’acqua contenenti cloruri, la norma impone una classe XD1. È facile infatti che ponti e viadotti siano, nella stagione invernale, trattati con sali disgelanti a base di cloruri che quindi possono degradare la struttura.

Definita quindi la classe di esposizione è necessario definire i requisiti del calcestruzzo necessari al rispetto della classe.

Anche in questo caso la normativa ci viene in aiuto attraverso la UNI 11104 (applicativa della EN 206-1). Per ogni classe la norma definisce la Rck minima, il contenuto minimo di cemento e il massimo rapporto acqua/cemento necessari per il raggiungimento della classe di esposizione. Altri parametri sono definiti per alcune classi (es. contenuto aria, tipo di aggregati).

È importantissimo che i requisiti del calcestruzzo determinati dal calcolo statico vengano messi a confronto con quelli determinati per la durabilità. Vincono sempre i requisiti più restrittivi.

Quindi, se il calcolo statico prescrive una Rck di 30 N/mmq, ma è necessaria una classe XD1, allora la Rck deve essere aumentata a 35 N/mmq.

Oltre al progetto della miscela, determinante ai fini della durabilità è anche il progetto del copriferro a cui è dedicato il post su Ingegneri.cc: Durabilità del calcestruzzo: il calcolo del copriferro nelle strutture in cemento armato .

Nel caso di problemi alla durabilità del cemento armato (si vedano i ferri esposti nelle pile dei viadotti autostradali o i balconi delle nostre città) è necessario intervenire per il ripristino e/o rafforzamento delle strutture seguendo regole e metodi ben codificati.

Per questi interventi la norma di riferimento è la EN 1504 e per approfondire il tema si rimanda al post La protezione e la Riparazione delle strutture in calcestruzzo, pubblicato sul blog Officineantisismiche.