tecnologie&sistemi
Ugo Dibennardo(1) Paolo Mannella(2)
LA GESTIONE
DELL’INVECCHIAMENTO DELLE INFRASTRUTTURE LA PROTEZIONE CATODICO-GALVANICA DELLE OPERE D’ARTE
L
a gestione sicura dell’invecchiamento delle infrastrutture ha assunto nel corso degli ultimi anni un ruolo strategico anche a causa dell’“età” costruttiva del parco infrastrutturale attualmente in esercizio. La sensibilizzazione a questo tema condotta nell’ultimo decennio ha stimolato lo sviluppo delle tecniche di misura, della sensoristica e della prognostica che ad oggi offrono grandi possibilità per estendere il tempo di esercizio delle infrastrutture. In questo ambito, una tematica annosa ma sempre attuale è rappresentata della corrosione delle armature nel calcestruzzo. Tale fenomeno si manifesta spesso attraverso attacchi localizzati, detti “pit” o vaiolature, che dalla superficie penetrano attraverso lo spessore del metallo con velocità dipendente del potenziale elettrico dello stesso. Volendo descrivere il processo a livello microscopico, ciò che accade è che la stabilità chimica dell’acciaio al carbonio all’in-
1. L’attacco localizzato per pitting su una barra d’armatura rimossa da un calcestruzzo contaminato con cloruri [1]
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STRADE & AUTOSTRADE 2-2019
terno dell’elemento strutturale è garantita dall’ambiente fortemente basico determinatosi all’interno del calcestruzzo indurito durante il processo di idratazione del cemento, e ciò grazie alla formazione dell’idrossido di calcio Ca(OH)2 o calce idrata. La presenza dell’idrossido di calcio rende l’ambiente fortemente alcalino (pH 12,5-13,5) e in tali condizioni sulla superficie della barre d’acciaio si forma un film di ossido di ferro insolubile passivante, compatto ed aderente alla superficie del tondino, che protegge il ferro dalla corrosione. La porosità del calcestruzzo e la presenza di eventuali fessure consentono all’aria di penetrare, più o meno lentamente, all’interno della matrice di calcestruzzo indurito. L’anidride carbonica (CO2), presente nell’aria in percentuale dello 0,038% in volume, ha la capacità di combinarsi con l’idrossido di calcio Ca(OH)2 dando luogo a una reazione chimica che ha come prodotti carbonato di calcio (CaCO3) e acqua (H2O), secondo la formula e come effetto quello di abbassare il pH della pasta cementizia. Tale fenomeno prende il nome di carbonatazione. Nei calcestruzzi densi e compatti la carbonatazione può fermarsi a pochi millimetri dalla superficie dell’elemento in calcestruzzo, ma in quelli porosi e fessurati può penetrare in profondità interessando l’intero copriferro se non addirittura spingersi oltre. Una volta che la carbonatazione arriva a interessare la pasta di cemento che avvolge il tondino, lo stesso viene a trovarsi in un ambiente non più fortemente alcalino con la conseguente perdita del film passivante che lo proteggeva dalla corrosione.
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