Come preparare correttamente il supporto per applicare rinforzo con FRP, FRCM, CRM e FRC

Partiamo analizzando inizialmente una potenziale situazione critica di degrado che possiamo riscontrare su un elemento in calcestruzzo armato. Nel calcestruzzo armato la carbonatazione innesca la corrosione delle armature che è anche una delle principali cause di degrado del materiale.

Dalla corrosione si innescano due fenomeni:

• il primo, il più pericoloso, riguarda la riduzione della sezione del tondino;
• il secondo comporta un distacco del copriferro (spalling).

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L’espulsione del copriferro provoca la completa esposizione dei ferri all’azione aggressiva dell’ambiente che viene pertanto accelerata; non è possibile applicare direttamente su una sezione degradata il rinforzo composito, è necessario ripristinare l’elemento attraverso i seguenti passaggi:

• rimuovere le parti ammalorate mediante martellinatura manuale o pneumatica o attraverso idroscarifica;
• pulire le armature metalliche da eventuali tracce di ruggine;
• procedere con il ripristino del copriferro dell’armatura che può essere: stratificato o monolitico.

Per un ripristino del calcestruzzo certificato è necessario adottare malte di classe R4.

Vediamo adesso nel dettaglio quali sono i passaggi da seguire dopo aver ripristinato il calcestruzzo o la muratura sulle quali applicare il rinforzo attraverso i compositi, così come spiegato da Andrea Bagni nel Manuale di consolidamento con materiali compositi, edito da Maggioli Editore, dal quale è estratto questo articolo.

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Ripristino stratificato e monolitico

Nel caso di ripristino stratificato del calcestruzzo è necessario seguire i seguenti passaggi:

• irruvidire in maniera opportuna il substrato in calcestruzzo da ripristinare;
• trattare i ferri di armatura con passivante. Prima di effettuare l’applicazione della malta da ripristino R4 attendere il completo asciugamento del passivante;
• bagnare a saturazione con acqua il sottofondo;
• prima di applicare la malta da ripristino R4, attendere l’evaporazione dell’acqua in eccesso. Per facilitare l’eliminazione dell’acqua libera, utilizzare, se necessario, aria compressa. Il sottofondo deve essere saturo di acqua, ma a superficie asciutta.

In alternativa al ripristino stratificato è possibile adottare un ripristino monolitico, delineato nei seguenti passaggi:

• irruvidire in maniera opportuna il substrato in calcestruzzo da ripristinare;
• dopo aver pulito i ferri d’armatura liberare completamente la sezione del tondino, anche nella parte retrostante;
• bagnare a saturazione con acqua il sottofondo;
• applicare la malta da ripristino R4 certificata anche come passivante 1504-7.

La soluzione stratificata è chiaramente più complessa da applicare, in particolare poiché è necessario rispettare correttamente i tempi di attesa e asciugatura tra i vari cicli di prodotti da adottare; il vantaggio che può avere nei confronti del ripristino monolitico è una maggior conservazione della protezione del ferro qualora le fasi preparative di pulizia non vengano eseguite correttamente.

Infatti, il ripristino monolitico richiede che il ferro d’armatura sia completamente liberato in tutti i suoi lati, poiché direttamente la malta extrafine svolge il ruolo di elemento passivante; nel caso in cui anche una porzione di armatura non sia pulita e liberata completamente, anche nella parte retrostante viene pregiudicata la passivazione completa dell’armatura.

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Cosa fare dopo aver ripristinato il calcestruzzo

Una volta ripristinato il calcestruzzo, o trovandoci su una porzione di calcestruzzo senza problematiche, si procede garantendo una ruvidità superficiale minima, per esempio mediante l’adozione di una levigatrice, per applicare il sistema composito con resina epossidica.

Nel caso di rinforzo con matrice inorganica, la rugosità da garantire prima dell’applicazione del rinforzo deve essere più importante: si indica un’asperità di almeno 5 mm, ottenibile operando con una idrosabbiatrice o con bocciardatura.

Per un elemento in muratura alcune considerazioni possono essere estratte dalle istruzioni tecniche, di seguito riportiamo alcune indicazioni:

“Cap. 5.8.1.2 Istruzioni Tecniche CNR DT 200 R1 2013 Rimozione e ricostruzione del substrato (elementi in muratura). Il substrato della muratura può risultare danneggiato a causa di un deterioramento fisico-chimico, fisico-meccanico o biologico. Se è in corso un processo di esfoliazione, di polverizzazione, di fessurazione o un attacco chimico-fisico, è necessario rimuovere lo strato deteriorato mediante spazzolatura o sabbiatura e poi trattare la superficie con idonei inibitori del processo in atto”.

È necessario quindi rimuovere manualmente o con attrezzi meccanici tutto il materiale incoerente, friabile, polvere, muffe e quant’altro possa pregiudicare l’adesione della matrice inorganica, fino ad ottenere un supporto pulito, sano e compatto. Nella ricostruzione dei giunti di allettamento murari rimuovere la malta degradata ed inconsistente; in questo modo la porzione di giunto rimosso che verrà in seguito riempita dalla prima applicazione di matrice inorganica minerale potrà migliorare l’adesione meccanica del materiale composito FRCM o CRM.

Una volta pulito il supporto dalle parti inconsistenti si procede quindi, al lavaggio con acqua a bassa pressione della muratura, al fine di eliminare eventuali efflorescenze e sali solubili presenti sulla sua superficie.

Infine, bisogna procedere alla parziale saturazione del supporto, per impedire che quest’ultimo possa sottrarre acqua alla malta, pregiudicandone le caratteristiche prestazionali finali. L’acqua libera in eccesso dovrà essere eliminata, in modo che la muratura risulti satura di acqua, ma con la superficie asciutta.

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Foto: Scarificatura dei giunti di malta su elemento in muratura per un aumento delle capacità meccaniche di adesione da parte di una malta minerale ©Manuale di consolidamento con materiali compositi