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L. Coppola Concretum Durabilità: il degrado promosso da cicli di gelo-disgelo DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO – GELO/DISGELO E SALI DISGELANTI Prof. Ing. Luigi Coppola UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BERGAMO FACOLTA DI INGEGNERIA

DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO – GELO/DISGELO E SALI … 22... · 2015. 3. 30. · L. Coppola – Concretum – Durabilità: il degrado promosso da cicli di gelo-disgelo CLASSI D’ESPOSIZIONE

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L. Coppola – Concretum –Durabilità: il degrado promosso da cicli di gelo-disgelo

“DURABILITÀ DEL CALCESTRUZZO –GELO/DISGELO E SALI DISGELANTI ”

Prof. Ing. Luigi Coppola

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI BERGAMO

FACOLTA ’ DI INGEGNERIA

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CLASSI D’ESPOSIZIONE AMBIENTALE ITALIA

classe ambiente/agenti di degrado

X0 assenza di rischio di corrosione delle armature o di attacco del cls

XC corrosione delle armature indotta da carbonatazione

XDcorrosione delle armature indotta da cloruri esclusi quell i provenientidall ’acqua di mare

XS corrosione da cloruri presenti nell’acqua di mare

XFdegrado del cls provocato da cicli di gelo/disgelo con o senz a salidisgelanti

XA attacco chimico del calcestruzzo

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VARIAZIONI TERMICHE

INTERNE ESTERNE

NATURALI ARTIFICIALINATURALI

INCENDIOCALORE DI IDRATAZIONE

- GELO/DISGELO- GRADIENTI T

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DEGRADO DELLE STRUTTURE

IN SERVIZIODURANTE

L’ESECUZIONE DEI GETTI

TENSIONI DISTRUTTIVE

NELLA MATRICE CEMENTIZIA E

NEGLI AGGREGATI

IL CALCESTRUZZO NON HA SUFFICIENTE RESISTENZA PUÒ COMPLETAMENTE DISINTEGRARSI PER EFFETTO DEL CONGELAMENTO DELL’ACQUA CONTENUTA AL SUO INTERNO.

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CICLI DI GELO/DISGELO

IN SERVIZIO DURANTE L’ESECUZIONE DEI GETTI

PROVVEDIMENTI:

-BASSO a/c-ADDITIVI AERANTI-AGGREGATI NON GELIVI-SMALTIMENTO ACQUE

PROVVEDIMENTI:

-BASSO a/c-CEMENTI A RAPIDO INDURIMENTO-ADDITIVI ACCELERANTI DI INDURIMENTO-RISCALDAMENTO INGREDIENTI-ISOLAMENTO TERMICO DEI GETTI

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GHIACCIO

INCREMENTO DI VOLUME ≈ 9%

TEMPERATURA < 0°C

ACQUA GHIACCIO

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GHIACCIO

TEMPERATURA ≈ 0°C

ACQUA GHIACCIO

Se l’acqua è contenuta in un recipientedi grosse dimensioni dove, perl ’ elevato rapporto volume/superficie, lemolecole di acqua sono scarsamenteinfluenzate dalle forze di attrazionesuperficiale esercitate dalle pareti delcontenitore.

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PUNTO DI CONGELAMENTO

PUNTO DI CONGELAMENTO

DELL’ACQUA LIQUIDA

FORZE DI ATTRAZIONE

SUPERFICIALEDIMENSIONE DEI

PORI

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PUNTO DI CONGELAMENTO

Abbassamento del punto di congelamento rispetto a 0 °C risulterà tanto maggiore

quanto minore è la dimensione dei pori in cui l ’acqua è contenuta.

ABBASSAMENTO PUNTO DI CONGELAMENTO DELL’ACQUA LIQUIDA IN PICCOLI PORI:

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Tipo di porosità

Diametro dei pori

Temperatura di congelamento dell ’acqua

Spazi interstratici 3÷10 · 10-9 m

- 25°C ÷ -79°C

Pori capillari 0.04÷3 · 10-6 m - 0.1°C ÷ - 6°C

Macroporosità 0.1÷5 · 10-3 m 0°C

Temperatura di congelamento dell ’acqua all’interno delle porosità della matrice

cementizia

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EUROPA

Nelle strutture in calcestruzzo realizzate nelnostro Paese e in quelli che appartengono allaComunità Europea→ Temperature generalmente non scendono aldi sotto di -15/-20 °C

→ solo l’acqua presente nelle porositàcapillari e nei macrovuoti (prodotti dadifetti di posa in opera e compattazionedel getto) si può trasformare in ghiaccio

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SUPER RAFFREDDAMENTO

TEMPERATURA < 0°C

ACQUA GHIACCIO• macroporosità • pori capillari di

grandi dimensioni

ACQUA • Spazi interstraticiACQUA

SUPER-RAFFREDDAMENTO

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PORI CAPILLARI CON “poca” ACQUA

TEMPERATURA ≈ 0°C

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GRADO DI SATURAZIONE

Sapendo che la formazione del ghiaccioavviene con un aumento di volume rispetto aquello dell ’acqua liquida pari a circa il 9%, ilvolume occupato dall ’acqua liquida all ’internodel poro rispetto al volume totale dello stesso(x) affinché a seguito del congelamento ilghiaccio riempia totalmente lo spaziodisponibile risulta pari al 91.7%:

x + 0.09x = 100 x = 100/1.09 = 91.7%

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GRADO DI SATURAZIONE

Nell ’ ipotesi di completo congelamentodell ’acqua liquida presente nel poro ilvolume di ghiaccio formatosi non sarebbesufficiente a riempirlo completamente e,conseguentemente, non ci sarebbe acquain eccesso che verrebbe espulsa

GRADO DI SATURAZIONE < 91.7%

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GRADO DI SATURAZIONE REALE

Le pressioni che insorgono per effetto dei ciclidi gelo -disgelo non sono sufficienti persuperare la resistenza del materiale e,conseguentemente, per produrre un degradoingegneristicamente significativo

Nelle strutture reali

GRADO DI SATURAZIONE < 85%

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Resistenza ai cicli di gelo/disgelo in funzione del grado di saturazione del

calcestruzzo.

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PORI CAPILLARI CON GRADO DI SATURAZIONE MAGGIORE DI

QUELLO CRITICO

TEMPERATURA ≈ 0°C

PRESSIONE IDRAULICA

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PRESSIONE IDRAULICA

PRESSIONE IDRAULICA determinata dalla resistenza opposta al flusso di acqua, può

essere definita mediante l ’equazione di Darcy

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FLUSSO DI ACQUA LIQUIDA

FLUSSO DI ACQUA

volume di acqua liquida espulso dal poro nell ’unità di tempo

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FLUSSO

FLUSSO DI ACQUA

VELOCITÀ DI ABBASSAMENTO DELLA

TEMPERATURA

VOLUME DI GHIACCIO FORMATOSI

NELL’UNITÁ DI TEMPO

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A = SEZIONE DEL PORO perpendicolare alflusso di acqua attraverso il quale l ’acquaviene espulsaK = COEFFICIENTE DI PERMEABILITÀ dellamatrice cementizia.

a/c

DIMENSIONE DEI PORI: diminuisce A

INTERCONNESSIONE TRA I PORI: diminuisce K

INTERCONNESSIONE TRA I PORI: aumenta l

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DISTANZA TRA I PORI

l = DISTANZA che l ’acqua liquida in pressionedeve percorrere per raggiungere un poro chepossa ospitarla.

l

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PRESSIONE IDRAULICA

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a/c

H

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DIMINUZIONE A/C

Nelle strutture esposte a climi rigidi ladiminuzione del rapporto a/c nonrappresenta una soluzione efficace allarisoluzione dei problemi connessi conl’ incremento di pressione dell ’acqualiquida presente nelle porosità delconglomerato .

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Resistenza ai cicli di gelo/disgelo e perdita di massa dopo 300 cicli in funzione del rapporto a/c.

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AERANTI

La soluzione al problema della gelività del calcestruzzoè rappresentata dall ’ impiego nelconfezionamento del conglomerato di additiviaeranti capaci, attraverso una stabilizzazione dell ’ariapresente nell ’ impasto, di garantire nella matricecementizia la formazione di un sistema di microbolleomogeneamente disperso in cui la pressionedell ’ acqua liquida generata dalla formazione delghiaccio nei pori capillari possa scaricarsi prima diattingere valori superiori alla resistenza del materiale.

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ADDITIVI AERANTI E DISTANZA TRA I PORI

L = DISTANZA INIZIALE

l

spsp

sp

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PRESSIONE IDRAULICA

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sp << lH

H < fct

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ADDITIVI AERANTI E SPACING

L = DISTANZA INIZIALE

l

spsp

spsp = 200 ÷ 250 µm

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Fattore di durabilità e variazione dimensionale del calcestruzzo a seguito dei cicli di gelo-disgelo in f unzione

dello spacing tra le microbolle di aria inglobata.

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Variazione dimensionale del calcestruzzo a seguito dei cicli di gelo-disgelo.

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NATURA

I tensioattivi hanno una duplice natura; sonocostituiti da molecole provviste di:- una “testa ” polare con caratteristiche idrofile- una coda marcatamente neutra ed idrofoba.

La testa polare delle molecole può esserecaricata negativamente, positivamente oppurepuò essere neutra: si parla, rispettivamente, ditensioattivi anionici, cationici o nonionici.

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TESTA/CODA

Quando una molecola del tensioattivo vieneadsorbita in corrispondenza di una interfaccia(ad esempio quella rappresentata da una bollad’aria dispersa nel calcestruzzo ancora fresco)la natura duale della molecola permette altensioattivo di orientare la testa (e la coda)verso la fase a lei affine costituita dallasoluzione acquosa (per la coda idrofobarappresentata dalla bolla d ’aria) determinandouna riduzione della tensione superficiale tantomaggiore quanto maggiore è la concentrazionedel tensioattivo .

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COALESCENZA

In assenza di additiviaeranti all ’ interno dellamatrice cementizia èsempre presente dell ’ariaintrappolata generata daivortici che si creanodurante il mescolamentodegli ingredienti.Inizialmente, le bolle diaria di grosse dimensionivengono, per effetto deglisforzi taglianti delle lamedel mescolatore, rotte inuna miriade dimicrobolle.

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COALESCENZA

Successivamente, tuttavia,esse tendono a raggrupparsi(coalescenza) formando bolledi grosse dimensioni chetendono a risalire verso lasuperficie del conglomeratoed in parte ad essere espulsedurante le operazioni dicompattazione del gettomediante vibrazione

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TENSIOATTIVI CARICATI

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ARIA INGLOBATA O AGGIUNTA

ARIA INTRAPPOLATA

ARIA INGLOBATAL’aria stabilizzata in un

calcestruzzo in presenza di un additivo aerante

L’aria presente in un calcestruzzo in assenza di

additivo aerante

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MICROBOLLE

ADDITIVO AERANTE

CALCESTRUZZO

Aggiunto separatamente dagli altri additivi, dopo averintrodotto nel mescolatore o nell ’autobetoniera almeno i dueterzi dell ’ acqua di impasto. Aggiunte dell ’ additivo primadell ’introduzione dell ’acqua, infatti, possono determinare unassorbimento del tensioattivo da parte degli aggregati,soprattutto se questi sono asciutti, riducendone l ’efficacia.

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EFFETTI COLLATERALI

ADDITIVO AERANTE

MICROBOLLE

Lavorabilità - 5% acqua d’impasto

Bleeding

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PROBLEMA PRATICO

La misura dello spacing tra le microbolle, peraltroabbastanza complicata, si può effettuare solo sulcalcestruzzo indurito. Pertanto, eventuali errori indifetto nel dosaggio dell ’additivo aerante verrebberomessi in evidenza quando ormai la struttura è statagià realizzata costringendo ad intervenire sulmanufatto con complicati, se non impossibili,interventi di impermeabilizzazione tesi alla riduzionedel grado di saturazione che compensino il deficit diaria inglobata ed il conseguente elevato valore delladistanza tra le microbolle

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POROSIMETRO

Nelle prescrizioni di capitolato relative a calcestruzziresistenti al gelo si preferisce indicare anche il volumedi ARIA INGLOBATA . Lo spacing, infatti, èdirettamente correlato con il volume totale di arianell ’ impasto. Il valore prescritto dell ’aria inglobata,inoltre, è di facile determinazione sul calcestruzzofresco mediante il porosimetro. Conseguentemente, seal momento della consegna del calcestruzzo in cantierequesto dovesse evidenziare un volume di aria inferiorea quello prescritto sarà possibile rigettare l ’impastoevitando di realizzare la struttura con un conglomeratopotenzialmente gelivo

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ARIA INGLOBATA / INTRAPPOLATA

IN ACCORDO ALLA PROCEDURA DESCRITTA

DALLA NORMA UNI-EN 12350-7 BASATA

SULL’IMPIEGO DEL “POROSIMETRO”

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Dmax

(mm)8 12.5 16 25.4 32 40

a’int(%)

3.5 ± 1 2.5 ± 1 2.0 ± 11.5 ±

0.5

1.0 ±0.5

0.75 ±0.5

a’ ing 7.5 ± 1 6.5 ± 1 6.0 ± 15.5 ±

0.5

5.0 ±0.5

4.5 ±0.5

extra-

aria4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 3.75

Valori consigliati del volume di aria inglobata (in percentuale sul volume del calcestruzzo) in funzione d el

diametro massimo dell ’aggregato, valori dell ’aria intrappolata per calcestruzzi completamente compattat i ed

extra-aria.

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L. Coppola – Concretum –Durabilità: il degrado promosso da cicli di gelo-disgelo

Correlazione tra valore dello spacing e aria ingloba ta nel calcestruzzo fresco per conglomerati confezionati con

aggregati aventi D max compreso nell ’intervallo 8-32 mm.

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FATTORI

VOLUME DI ARIA

DIAMETRO MASSIMO AGGREGATO

Dmax

�Rapporto a/c�Lavorabilità�Dosaggio/tipo additivo fluidificante=

VOLUME DI ARIA

DIAMETRO MASSIMO AGGREGATO

Dmax

VOLUME DI PASTA

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ABBATTIMENTO RESISTENZA

+ 1% EXTRA-ARIA

- 5 %RESISTENZA MECCANICA A

COMPRESSIONE

+ 4% EXTRA-ARIA

- (5·4) = - 20%RESISTENZA MECCANICA A

COMPRESSIONE

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COMPENSAZIONE

= RESISTENZA A COMPRESSIONE

CON AERANTE SENZA AERANTE

Rapporto a/cRapporto a/c

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Rck = 30 N/mm2

Rcm28 = 37.5 N/mm2

a/c = 0.52SENZA AERANTE

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Rck = 30 – 7.5 = 22.5 N/mm2

R*cm = 37.5 N/mm2

a/c = 0.52CON AERANTE

Rcm = (-20%) R*cm

Rcm = 0.80 · 37.5 = 30 N/mm2

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Rck = 30 N/mm2

a/c = 0.41

R*cm (1-0.2) = 37.5=

R*cm = 37.5/0.80 =

= 46.8 ≈ 47 N/mm2

CON AERANTE

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Indicazione schematica aree dove adottare calcestruzzi resistenti al gelo.

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CLASSE DI ESPOSIZIONE

DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA E

DELL’AMBIENTE(a/c)max C(x/y)min

cmin(Kg/m 3)

Aria inglobata (%)

Aggregati non gelivi

XF1

Strutture verticali non in contatto con sali

disgelanti 0.50 C32/40 320 -

CONFORMI ALLA UNI EN

12620 E 8520/2

XF2

Strutture verticali sottoposte agli schizzi di soluzioni acquose

contenenti sali disgelanti

0.50 C25/30 340 vedi Tab.

XF3

Strutture orizzontali in assenza di sali

disgelanti 0.50 C25/30 340 Vedi Tab.

XF4

Strutture orizzontali in contatto con sali

disgelanti 0.45 C28/35 360 Vedi Tab.

CLASSE XF DEGRADO DA CICLI DI GELO/DISGELO

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STRUTTURE VERTICALI

Le norme non prevedono l ’ impiegodell ’additivo aerante in strutture verticali inquanto si ritiene che il grado di saturazionerisulti così basso che anche in presenza di ciclidi gelo -disgelo il conglomerato non subiscaalcun degrado significativo .

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STRUTTURE VERTICALI ED ORIZZONTALI

Per le STRUTTURE VERTICALI questoprovvedimento è ritenuto sufficiente pergarantire la durabilità del calcestruzzo . Per leSTRUTTURE ORIZZONTALI, invece, la normaprevede un volume minimo di aria inglobata inquanto ritiene che, pur adottando un bassorapporto a/c, il grado di saturazione risulterànelle strutture reali maggiore di quello critico(85%) necessario per scatenare il processodegradante

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CONSIDERAZIONI

Nella ipotesi di strutture verticali che per laparticolare esposizione e/o conformazionegeometrica siano interessate dall ’ azionedell ’ acqua liquida sulle superfici occorreràadottare le stesse prescrizioni di capitolatodella classe XF 3

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CLASSE DI ESPOSIZIONE

DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA E

DELL’AMBIENTE(a/c)max C(x/y)min

cmin(Kg/m 3)

Aria inglobata (%)

Aggregati non gelivi

XF1

Strutture verticali non in contatto con sali

disgelanti 0.50 C32/40 320 -

CONFORMI ALLA UNI EN

12620 E 8520/2

XF2

Strutture verticali sottoposte agli schizzi di soluzioni acquose

contenenti sali disgelanti

0.50 C25/30 340 vedi Tab.

XF3

Strutture orizzontali in assenza di sali

disgelanti 0.50 C25/30 340 Vedi Tab.

XF4

Strutture orizzontali in contatto con sali

disgelanti 0.45 C28/35 360 Vedi Tab.

CLASSE XF DEGRADO DA CICLI DI GELO/DISGELO

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AGGREGATI NON GELIVI EN 12620

Al fine di confezionare calcestruzzi resistenti algelo occorre integrare le prescrizioni in terminidi rapporto a/c e di aria inglobata (che hannocome obiettivo quello di preservare la matricecementizia dal degrado connesso conl ’ aumento di pressione dell ’ acqua noncongelata) con quelle relative allePROPRIETÀ DI NON GELIVITÀDELL’AGGREGATO

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Prescrizioni relative all ’impiego di aggregati per calcestruzzi resistenti ai cicli di gelo -disgelo.

CLASSEEXP

TIPO DI STRUTTURA

AGGREGATI

XF1Strutture verticali con moderata saturazione in assenza di sali disgelanti

F4MS35

XF3/XF2Strutture orizzontali in assenza di sali disgelanti e strutture verticali in presenza di sali disgelanti

F2MS25

XF4Strutture orizzontali in presenza di sali disgelanti

F1MS18

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Prescrizioni di capitolato XF1 XF3(a/c)max 0.50 0.50

Classe di resistenza minima C32/40 C25/30

Aria inglobata- {4.5-7.5%}

Spacing - < 200÷250 µm

Aggregati (UNI-EN 12620 e UNI 8520/2)

F4MS35

F2MS25

Dosaggio minimo di cemento (Kg/m 3) 320 340

Prescrizioni di capitolato in accordo alla UNI 11104 per strutture aeree esposte ai cicli di gelo -

disgelo in assenza di sali disgelanti

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COPRIFERRO

La prescrizione di impiegare spessori di ricoprimentodell ’armatura non è significativa ai fini dei cicli di gelodisgelo. Infatti, l’armatura non è interessata dal fenomeno.Paradossalmente l ’impiego di copriferro troppo spessi potrebberisultare addirittura peggiorativo per il maggior rischio cheeventuali fessurazioni dello stesso presentino una maggio reampiezza rispetto a strutture con copriferro minore. Tutta via,occorre far presente come nelle strutture aeree esposte algelo esiste anche il rischio di corrosione dellearmature per effetto della carbonatazione (classe diesposizione XC 4) e, quindi, il copriferro minimo daadottare realmente sarà 30/40 mm (rispettivamente, perstrutture ad armatura lenta e precompressa).

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SALI DISGELANTI

Costituiti da:�cloruro di calcio;�miscele di cloruro di calcio, cloruro di sodio e

pietrisco di frantumazione per aumentare l ’aderenzadei pneumatici al fondo stradale.

SALI DISGELANTI

1.RIMOZIONE DEL GHIACCIO;2.PREVENIRNE LA FORMAZIONEnel settore stradale, autostradale e nelle pavimentazioni esterne

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L. Coppola – Concretum –Durabilità: il degrado promosso da cicli di gelo-disgelo

TIPO DI SALEDISGELANTE

AZIONE DEGRADANTE di tipo:

Fisico Elettrochimico

CaCl2 SI SI

NaCl SI SI

Meccanismi di degrado connessi con l’utilizzo dei sali disgelanti nelle strutture

in calcestruzzo armato.

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L. Coppola – Concretum –Durabilità: il degrado promosso da cicli di gelo-disgelo

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L. Coppola – Concretum –Durabilità: il degrado promosso da cicli di gelo-disgelo

TIPO DI SALEDISGELANTE

AZIONE DEGRADANTE di tipo:

Fisico Elettrochimico

CaCl2 SI (XF) SI (XD)

NaCl SI (XF) SI (XD)

Classi di esposizione connesse con l’utilizzo dei sali disgelanti nelle strutture

in calcestruzzo armato.

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MECCANISMO DI DEGRADO - RAFFREDDAMENTO -

� Spargimento del sale;� Disgelo della superficie superiore della lastra incalcestruzzo;� Abbassamento di temperatura sulla lastra in quantola trasformazione di fase del ghiaccio in acqua liquidaè una REAZIONE ENDOTERMICA che avviene consottrazione di calore.

SPESSORE GHIACCIO 1 ÷ 4 mm

∆T = - (3.5 ÷ 7.5) °C

Dopo 5 min dallospargimento di unsale disgelante abase di cloruro disodio

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TRAZIONE

A seguito del gradiente termico che si stabilisce nellalastra le zone corticale più fredde, ostacolate acontrarsi dagli strati più interni a temperatura piùelevata, sono interessati da stati tensionali di trazioneche possono promuovere la formazione dimicrofessurazioni nel calcestruzzo responsabili di unamaggiore capacità di assorbire acqua e, quindi, di unapiù elevata vulnerabilità nei confronti dei cicli di gelo-disgelo

T

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Andamento schematico degli sforzi di trazione/compr essione indotti dalle contrazioni termiche impedite determinate dal disgelo.

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1) Il disgelo del ghiaccio in punti localizzati di m odesta estensione determina un aumento del grado di saturazione del c alcestruzzo. L’abbassamento della temperatura al di sotto di 0 °C non determina la nascita di pressioni per l ’elevata concentrazione salina della soluzione acquosa presente nei pori capillari.

DISGELO PARZIALE GHIACCIO

SOLUZIONE ACQUOSA AD ELEVATA CONCENTRAZIONE (C1)

MECCANISMO DI DEGRADO - ELEVATA CONCENTRAZIONE -

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2) Il disgelo quasi totale dello strato di ghiaccio favorisce l ’aumento del grado di saturazione del calcestruzzo con una s oluzione di concentrazione C 2< C1 il cui punto di congelamento è prossimo a 0°C.

MECCANISMO DI DEGRADO - RIDOTTA CONCENTRAZIONE -

DISGELO AVANZATO

SOLUZIONE ACQUOSA A CONCENTRAZIONE (C 2 <C1)

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MECCANISMO DI DEGRADO - MANCANZA DI PROTEZIONE TERMICA -

La conseguenza pratica determinata dall ’utilizzo deisali disgelanti, quindi, è rappresentata dal fatto che unaeventuale ulteriore oscillazione della temperaturaintorno a 0 °C coinvolge STRATI CORTICALI :

1) non beneficiano della protezione termica offertadallo strato di ghiaccio ormai rimosso e, quindi, lapressione indotta negli strati corticali del calcestruzzosarà più elevata per il maggior valore che assume dq/dtrispetto ad una lastra protetta dallo strato di ghiaccio;

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MECCANISMO DI DEGRADO- GRADO DI SATURAZIONE ELEVATO -

2) Strati corticali sono caratterizzati da ungrado di saturazione ≈ 1 (favorito anche dallemicrofessurazioni indotte dal gradiente termicolegato alla trasformazione di fase del ghiaccioin acqua) con inevitabile ripercussione sulvalore della pressione generata dall ’ acqualiquida che a parità di tutte le condizionirisulterà massima proprio negli strati più vicinialla superficie;

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MECCANISMO DI DEGRADO - PUNTO DI GELO -

3) Negli strati corticali la trasformazione delghiaccio in acqua e la conseguentediminuzione della concentrazione salina nellafase acquosa dei pori capillari predispongonola fase interstiziale alla formazione di nuovigermi di ghiaccio e, quindi, alla nascita dipressioni dovute all ’ acqua non congelata,anche per leggeri abbassamenti dellatemperatura al di sotto di 0°C.

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3) Per effetto di un ’ulteriore abbassamento della temperatura neglistrati corticali si instaura una pressione distruttiva con seguenteall ’elevata saturazione e alla differenza di concentrazione tr a lasoluzione acquosa nei pori capillari degli strati cortical i e quellacontenuta nelle porosità degli strati di calcestruzzo più i nterni

MECCANISMO DI DEGRADO - PUNTO DI GELO -

SOLUZIONE ACQUOSA A CONCENTRAZIONE (C 3 <C2)

SOLUZIONE A CONCENTRAZIONE (C 2)

STRATI CORTICALI

STRATI INTERNI

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SOLUZIONI POCO CONCENTRATEIl degrado diventa rilevante quando le soluzioni di sali dis gelantiutilizzate per la rimozione del ghiaccio hanno concentrazi onirelativamente basse (2-3%)

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MANIFESTAZIONI DEL DEGRADO

Il meccanismo di degrado prevalente nelle struttureesposte ai sali disgelanti è di gran lunga quello fisicosopramenzionato ed è confermato dalleMANIFESTAZIONI MACROSCOPICHE DEL DEGRADOche si esplica:� in forma di dilavamento della pasta di cemento sullasuperficie della pavimentazione la cui asportazionemette a nudo in superficie i granuli degli aggregatilapidei. Il dilavamento superficiale è anche la forma piùricorrente di degrado negli elementi verticali sottopostiagli spruzzi contenenti i sali disgelanti;

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DELAMINAZIONI

Successivamente il degrado interessa straticentimetrici di calcestruzzo e si manifesta informa di DELAMINAZIONI o diSCAGLIATURE superficiali.

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CLASSE DI ESPOSIZIONE

DESCRIZIONE DELLA STRUTTURA E

DELL’AMBIENTE(a/c)max C(x/y)min

cmin(Kg/m 3)

Aria inglobata (%)

Aggregati non gelivi

XF1

Strutture verticali non in contatto con sali

disgelanti 0.50 C32/40 320 -

CONFORMI ALLA UNI EN

12620 E 8520/2

XF2

Strutture verticali sottoposte agli schizzi di soluzioni acquose

contenenti sali disgelanti

0.50 C25/30 340 vedi Tab.

XF3

Strutture orizzontali in assenza di sali

disgelanti 0.50 C25/30 340 Vedi Tab.

XF4

Strutture orizzontali in contatto con sali

disgelanti 0.45 C28/35 360 Vedi Tab.

CLASSE XF DEGRADO DA CICLI DI GELO/DISGELO

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L. Coppola – Concretum –Durabilità: il degrado promosso da cicli di gelo-disgelo

Prescrizioni di capitolato XF2 XF4(a/c)max 0.50 0.45

Classe di resistenza minima

C25/30 C28/35

Aria inglobata{4.5 - 7.5%} {4.5 - 7.5%}

Spacing < 200 -250 µm < 200 µm

Aggregati (UNI-EN 12620 e UNI 8520/2)

F2MS25

F1MS18

Dosaggio minimo di cemento (Kg/m 3) 340 360

UNI 11104 per strutture aeree esposte ai cicli di gelo -disgelo in presenza di sali disgelanti