0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0 40 80 120 160 200 240
Fig. 2 - Caso I: città del centro Italia. Andamento annuale delle temperature e delle concentrazioni superficiali dei cloruri nel tempo.
Fig. 3 - Profilo di concentrazione dei cloruri al variare della profondità per ogni scenario previsto, a 50 anni dal getto.
Profondità (mm)
Concentrazione dei cloru
ri (%) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0 250.0
Concentrazione superficiale dei cloruri (0,5% in 250 anni)
Andamento annuale delle temperature
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Un calcestruzzo di qualità aumenta la durabilità delle strutture e la vita utile delle opere.
Grace offre un’ampia gamma di soluzioni per l’industria del calcestruzzo preconfezionato, della prefabbricazione e della pavimentazione.
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sono frutto di una continua ricerca per offrire soluzioni e tecnologie sempre innovative e in grado di anticipare ogni esigenza.
Da oltre 40 anni in Italia la qualità dei prodotti Grace si riflette nel valore delle vostre opere.
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Per ogni scenario si ottiene un profilo di concentrazione dei cloruri al variare della profondità, Figura 3 (a 50 anni dalla realiz-zazione del getto).
I profili di concentrazione del Caso Base e del caso Nitrito di Calcio coincidono, ma ovviamente il tenore critico relativo al
se-condo di questi scenari è rappresentato dal quadrato più in alto (0,15%) mentre coinci-de, negli altri tre casi, a 0,05% in peso sul getto di calcestruzzo.
Si noti che i profili relativi ai casi Membrana e Trattamento Superficiale sono diversi da quello del Caso Base in quanto la Tab. 1 - Valutazione economica delle varie soluzioni (caso I).
Tempo (anni) €/mq 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 0.0 8.0 16.0 24.0 32.0 40.0 48.0 Protezione Costo Iniziale (o/mq) Innesco della corrosione (anni) Costo totale del ciclo di vita (o/mq) Caso base 72,31 35,3 86,41 Trattamento Superficiale 79,31 >50 110 Nitrito di calcio 72,31 >50 72 Membrana 105,40 >50 164
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20017 Passirana di Rho (Milano)
www.graceconstruction.com 02.93537.531
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In concreto 2009 180x127:Layout 1 5-03-2009 12:14 Pagina 1
diffusione dei cloruri nel getto è effettivamente modificata dalle protezioni considerate. È possibile notare che tutti gli scenari di pro-tezione proposti garantiscono una buona durabilità dell’elemento strutturale, il tenore critico infatti non viene superato se non nel Caso Base e comunque alla fine della vita utile dell’elemento.
Tuttavia, soltanto un’analisi economica ri-guardante il costo dei vari investimenti può consentirci di scegliere tra le alternative ipo-tizzate.
In Tabella 1 si evidenzia il valore attuale di ciascuna delle soluzioni (i flussi di cassa legati agli interventi di realizzazione, manu-tenzione e ripristino sono stati attualizzati a mezzo di un coefficiente di sconto pari al 3%). Appare in tal caso evidente che la pro-posta di diluire nel getto Nitrito di Calcio (10
l/m3) risulta la migliore tra le soluzioni, sia in
termini di durabilità che economici, in quan-to garantisce un periodo d’innesco della corrosione superiore a 50 anni, con costi contenuti rispetto agli altri scenari e senza che si debba procedere ad una manuten-zione (come nel caso di uso di membrana o di applicazione di trattamento superficiale sul getto).
Si consideri ora il caso II, in cui l’elemen-to strutturale sia soggetl’elemen-to ad una concen-trazione superficiale di cloruri massiccia: si tratta di uno scenario ambientale prossimo al mare (0,6% in 50 anni), Figura 4.
I profili di concentrazione sarebbero più pre-occupanti qualora dovessimo considerare gli investimenti di protezione precedente-mente ipotizzati (Figura 5).
Profondità (mm) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0
Concentrazione dei cloru
ri (%)
Tab. 2 - Valutazione economica delle varie soluzioni per il caso II.
Protezione Costo Iniziale (o/mq) Innesco della corrosione (anni) Costo totale del ciclo di vita (o/mq) Caso base 72,31 10,6 125,32 Acciaio Inox 264,48 >50 264 Nitrito di calcio 72,31 >50 72,31 Membrana 105,40 35,6 174,51
Fig. 5 - Profili di concentrazione di cloruri nel tempo con le ipotesi di scenari di protezione previsti nel caso I.
Tempo (anni) 0.0 40.0 80.0 120.0 160.0 200.0 0.0 8.0 16.0 24.0 32.0 40.0 48.0 240.0 €/mq
Fig. 4 - Caso II: elemento strutturale sottoposto ad una elevata concentrazione superficiale di cloruri. Andamento delle concentrazioni superficiali dei cloruri nel tempo.
anni Concentrazione superficiale, C s (%) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 8 16 24 32 40 48
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È dunque necessario prevedere delle pro-tezioni maggiormente performanti: un cal-cestruzzo caratterizzato da un rapporto ac-qua/cemento pari a 0,35 ed un copriferro di 40 mm.
Gli scenari analizzati sono:
1. Caso base (assenza di protezioni,
Ct=0,05%)
2. Nitrito di Calcio (30 l/m3, Ct=0,4%) 3. Membrana (vita utile: 20 anni; efficienza
iniziale: 90%; sostituzione ogni 10 anni,
Ct = 0,05%)
4. Armature in Acciaio Inossidabile
(Ct=0,05%).
In Figura 6 i profili di concentrazione per i nuovi scenari previsti.
L’evoluzione del degrado è ostacolata dalla maggiore compattezza del getto, dovuta al miglioramento del rapporto acqua/cemen-to, e dall’aumento dello spessore del copri-ferro. Tuttavia è necessario prevedere delle protezioni aggiuntive che ritardino l’innesco della corrosione delle armature.
Tra quelli considerati, gli investimenti più performanti risultano essere quelli che pre-vedono l’uso di armature in acciaio inossi-dabile o la diluizione di Nitrito di Calcio in
concentrazione pari a 30 l/m3.
Il costo di tali investimenti è sintetizzato nel-la Tabelnel-la 2.
Se da un lato l’uso di armatura in Accia-io Inossidabile è poco conveniente sotto l’aspetto economico, dall’altro l’ipotesi di
diluire 30 l/m3 di Nitrito di Calcio può
ap-parire eccessiva, in quanto si tratta di una concentrazione elevata se si pensa agli ef-fetti che potrebbe avere sui tempi di presa e sulla perdita di lavorabilità dell’impasto. Sarebbe quindi necessario considerare il costo associato all’introduzione di prodot-ti in grado di migliorare tali problemaprodot-tiche.
Inoltre, l’azione inibente del Nitrito di Calcio si conserva nel tempo solo in calcestruzzi di elevata qualità, in quanto un’eccessiva fessurazione del getto potrebbe favorirne il dilavamento.
Diminuire la concentrazione di Nitrito si-gnifica invece rischiare di favorire l’innesco della corrosione e limitare così la vita utile dell’elemento strutturale.
È dunque possibile ipotizzare la collabora-zione tra più elementi di protecollabora-zione.
Fig. 7 - Profilo di concentrazione dei cloruri al variare della profondità nel caso di scenari di protezione realizzata con la collaborazione di più elementi (caso II).
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 Profondità (mm)
Concentrazione dei cloru
ri (%) Profondità (mm) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0
Concentrazione dei cloru
ri (%)
Fig. 6 - Profilo di concentrazione dei cloruri al variare della profondità per i nuovi scenari previsti.
Si analizzano i seguenti casi:
1. Caso base (assenza di protezioni,
Ct=0,05%)
2. Membrana + Nitrito (Membrana. Vita uti-le: 20 anni; efficienza iniziauti-le: 90%;
so-stituzione ogni 15 anni. Nitrito. 10 l/m3,
Ct=0,15%)
3. Trattamento di ostruzione dei pori + Ni-trito (Trattamento Sigillante. Vita utile: 15 anni; efficienza iniziale: 90%;
sosti-tuzione ogni 10 anni. Nitrito. 10 l/m3,
Ct=0,15%).
I profili che ne scaturiscono sono indicati in Figura 7.
Si evidenzia che la collaborazione tra le protezioni garantisce una buona durabilità all’elemento strutturale: si stima che l’inne-sco della corrosione avvenga intorno ai 50 anni nel caso Trattamento Superficiale più Nitrito e, nel caso Membrana più Nitrito, ol-tre il periodo di vita utile richiesto.
La Tabella 3 fornisce un prospetto del valo-re economico di ciascun caso in esame. L’ipotesi di trattare il getto mediante l’appli-cazione di un sigillante superficiale e la
dilu-izione di 10 l/m3 di Nitrito di Calcio, appare
ragionevole anche sotto il profilo economi-co. L’analisi sin qui condotta ha mostrato un approccio progettuale razionale che tenga conto del problema della durabilità di Tab. 3 - Valutazione economica nel caso di sistemi di protezione combinati.
Protezione Costo Iniziale (o/mq) Innesco della corrosione (anni) Costo totale del ciclo di vita (o/mq) Caso base 72,31 10,6 125,32 Membrana + Nitrito 105,31 >50 148 Trattamento Superficiale + Nitrito 79,31 49,4 95 Tempo (anni) 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 0.0 8.0 16.0 24.0 32.0 40.0 48.0 €/mq anni 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0 8 16 24 32 40 48 Concentrazione superficiale, C s (%) Profondità (mm) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.7 0.6 0.5 0.4 = 0.3 a —c 0.0 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0
Concentrazione dei cloruri (%)
Fig. 8 - Caso III: elemento strutturale sottoposto ad una elevata concentrazione superficiale di cloruri. Andamento delle concentrazioni superficiali dei cloruri nel tempo.
Fig. 9 - Profilo di concentrazione dei cloruri al variare della profondità per diversi valori del rapporto acqua cemento.
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CONCRETO88
F I L O D I R E T T O
un elemento strutturale soggetto all’attacco dei cloruri.
Si tratta di una valutazione qualitativa che non ha lo scopo di sottolineare il miglior funzionamento di una protezione rispetto alle altre in quanto ciascun problema pro-gettuale si caratterizza di una modalità riso-lutiva particolare, dipendente dal problema stesso e dall’esperienza maturata dal pro-gettista.
In ultima analisi si propone un confronto tra i profili di concentrazione di cloruri diffusi all’interno di getti di calcestruzzo caratte-rizzati da diversi valori del rapporto acqua/ cemento.
Si tratta di un elemento non soggetto a
particolari protezioni, esposto alla concen-trazione superficiale di cloruri associata ad uno scenario ambientale prossimo al mare (0,6% in 50 anni), Figura 8.
Al variare del rapporto acqua/cemento (da 0,3 a 0,7) si ottengono i profili di Figura 9. Aumentando il valore del rapporto acqua/ cemento da 0,3 a 0,7 si passa dal profilo rassicurante in blu a quello più preoccu-pante in grigio: si è così voluto dimostrare l’importanza di monitorare attentamente il contenuto d’acqua effettivamente aggiun-to nell’impasaggiun-to in fase di realizzazione del getto, attenzione che è spesso omessa in favore di una maggiore lavorabilità (ed eco-nomicità!) esecutiva.