Conclusioni preliminari – Test di corrosione accelerata

In questo paragrafo sono discussi i risultati sperimentali relativi alle misure elettrochimiche condotte su campioni di calcestruzzo armato in condizioni di degradazione accelerata da cloruri. Risulta utile, pertanto, confrontare (Figure 105 e 106) i valori di velocità di degradazione, potenziale di corrosione e resistività elettrica del calcestruzzo, per le tre tipologie di armature utilizzate nella realizzazione dei provini.

Figura 105: confronto fra le velocità ed i potenziali di corrosione per le tre tipologie di armature

Figura 106: confronto tra le resistività elettriche per le tre tipologie di barra

Dall’analisi delle velocità di corrosione appare evidente che le barre in acciaio al carbonio, lisce od ad aderenza migliorata, presentano uno stesso andamento crescente nel tempo fino a raggiungere valori molto elevati (superiori ai 100 μm/anno) e conseguente fessurazione del copriferro, con lesioni gravi già intorno ai 150 giorni di test che determinano un nuovo tratto ascendente della curva di velocità ed un salto nelle curve di potenziale. È possibile affermare, pertanto, che col passare del tempo, applicando un potenziale anodico alla barra si stimola il processo corrosivo e la dissoluzione dell’acciaio che si traduce in una riduzione della sezione utile della barra e nella formazione di prodotti di corrosione molto voluminosi.

Allo stesso tempo, dai diagrammi sopra rappresentati, si evince che le velocità di corrosione delle armature ad aderenza migliorata sono più elevate rispetto a quelle rilevate sullo stesso campione con armature lisce. L’analisi dei valori delle resistività consente di affermare che la qualità dei due calcestruzzi (getto di cls con armature lisce

e ad aderenza migliorata) è confrontabile. I valori di resistività, infatti, sono pressappoco sovrapponibili per l’intera durata della prova. La differente velocità di corrosione misurata potrebbe essere dovuta alla differente superficie specifica delle armature. Avendo utilizzato nel calcolo della velocità di corrosione il diametro effettivo delle barre, si sono valutate allo stesso modo le due superfici per i campioni lisci (superficie nominale) e per quello ad aderenza migliorata (superficie effettiva superiore a quella nominale).

Occorre sottolineare, infine, l’ottimo comportamento alla corrosione delle armature in acciaio zincato con valori della velocità di corrosione e della resistività elettrica tali da garantire una maggiore durabilità del manufatto. Quanto detto trova definitiva conferma nell’analisi delle immagini riportate in Figura 107 in cui si rilevano le conseguenze del processo corrosivo in atto per i campioni rinforzati con armature in acciaio al carbonio mentre non si rileva alcun segno di degradazione per il manufatto armato mediante barre in acciaio zincato.

Anche per quanto concerne la superficie laterale dei provini (estremità superiore in riferimento alla barra posta sotto tensione) si osserva il progredire di un processo di degradazione nel tempo con una visibile riduzione della velocità degli ultrasuoni. Quanto detto è chiaramente visibile in Figura 108.

a) b) c)

Foto 107: deterioramento delle superfici esposte all’azione dei cloruri dopo 160 giorni per un campione con armatura a) liscia, b) ad aderenza migliorata c) zincata

a) b) c)

Foto 108: deterioramento delle superfici esposte all’azione dei cloruri dopo 220 giorni per un campione con armatura a) liscia, b) ad aderenza migliorata c) zincata

a) b) c)

Foto 109: deterioramento delle superfici esposte all’azione dei cloruri dopo 160 giorni per un campione con armatura a) liscia, b) ad aderenza migliorata c) zincata

Per quanto concerne la superficie inferiore, calcestruzzo non contaminato da cloruri ed assenza di corrosione della barra, non sono stati rilevati decrementi della velocità di trasmissione degli ultrasuoni in virtù dell’assenza di degradazione del calcestruzzo. Appare altresì chiaro che nel caso di campione rinforzato con barre in acciaio zincato, la velocità di trasmissione degli ultrasuoni risulta essere più elevata rispetto a quella rilevata per gli altri provini. Questo, in accordo con le misure di resistività del calcestruzzo presentate nei paragrafi precedenti, consente di affermare che il getto realizzato per l’esecuzione dei campioni armati mediante barre zincate, seppure utilizzando lo stesso mix design degli altri due casi, ha un migliore grado di omogeneità da attribuire ad una probabile migliore vibrazione e maturazione con conseguente

riduzione del numero di vuoti e quindi della porosità del conglomerato ed un minore grado di degrado dovuto alla fessurazione indotta dai prodotti di corrosione.

Per quanto attiene al degrado delle proprietà meccaniche le prove NDT, in particolare le prove con ultrasuoni, mostrano un differente degrado dei campioni in relazione al tipo di barra utilizzato. In particolare il processo di corrosione innesca un fenomeno di degrado del calcestruzzo che interessa maggiormente la zona direttamente esposta agli agenti aggressivi. Esso, quindi, interessa dapprima la faccia corrosa (quella direttamente a contatto con la soluzione aggressiva) per poi espandersi nella porzione di calcestruzzo della faccia laterale superiore. Il processo di degrado è sensibilmente differenziato in relazione al tipo di barra; cioè il degrado del calcestruzzo è evidente nei campioni con barre non zincate, siano esse lisce che ad aderenza migliorata, ed è contenuto per gli elementi armati con barre zincate. Inoltre, quando il processo di corrosione giunge ad un livello significativo le barre ad aderenza migliorata provocano un maggior degrado del calcestruzzo, invece il processo di degrado degli elementi armati con barre zincate, a parità di giorni di test accelerato, appare essere ancora in stato di attivazione. È, infatti, presumibile che lo strato di zinco superficiale sia ormai esaurito e la corrosione inizia ad interessare l’acciaio delle barre.

Quanto appena esposto può essere dedotto dai grafici presentati di seguito nelle Figure 110, 111 e 112, nelle quali si riportano le velocità degli ultrasuoni delle tre tipologie di campioni in relazione alle differenti facce interessate dalla corrosione.

Figura 111: velocità degli ultrasuoni per la FNC_Sup di campioni con armature L, ad AM e Z

4.2 Prove Non Distruttive per la diagnosi ed il monitoraggio del