Procedura proposta

Le prove descritte nei Paragrafi 3.3 e 3.4 hanno permesso di sviluppare una procedura di prova per tracciare il diagramma di Pedeferri, il quale può essere utilizzato per il progetto della durabilità delle strutture in calcestruzzo armato esposte ad ambienti marini o in presenza di sali disgelanti a base di cloruri. Tale procedura non solo permette di determinare la “combinazione critica” di potenziale e tenore di cloruri che provoca l’innesco della corrosione per pitting, ma permette di studiare l’effetto dei materiali utilizzati per il confezionamento degli elementi in calcestruzzo armato. Infatti, la procedura proposta può essere utilizzata per studiare qualunque tipo di calcestruzzo (o di malta) e qualunque tipo di armatura. In questo paragrafo è descritta la procedura proposta, con particolare attenzione alle prescrizioni che devono essere rispettate.

Per poter tracciare il diagramma di Pedeferri è necessario che siano confezionate almeno 4 serie di provini, con diversi tenori di cloruri aggiunti nel getto; tali tenori non possono essere fissati a priori, ma devono essere scelti in funzione dei materiali utilizzati per il confezionamento dei provini (ad esempio, nel caso in cui la metodologia proposta sia applicata per studiare la resistenza all’innesco

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della corrosione di armature in acciaio inossidabile, dovranno essere scelti tenori superiori rispetto a quelli analizzati in questa tesi).

Nel caso in cui si desideri tracciare l’intero diagramma di Pedeferri, i tenori di cloruri scelti dovranno permettere di individuare sia il tratto (quasi) verticale, sia il tratto (quasi) orizzontale del diagramma (vedi Fig.1.03); viceversa, nel caso in cui sia noto l’ambiente di esposizione della struttura in calcestruzzo armato della quale si intende progettare la durabilità, potrà essere studiata la porzione del diagramma di Pedeferri corrispondente ai potenziali relativi a tale zona di esposizione. Dal momento che non è possibile definire a priori i 4 valori di tenore di cloruri che permetteranno di tracciare il diagramma di Pedeferri, essi dovranno essere scelti per tentativi.

Ogni serie di provini deve essere costituita da almeno 8 elementi, in modo da poter studiare la variabilità del risultato, e dovranno essere scartati tutti i risultati relativi a provini in cui si è innescata la corrosione in fessura sotto lo strato di isolante mostrato in Fig.3.03. La prova relativa ad una serie dovrà essere ripetuta nel caso in cui il numero di provini che presenta corrosione in fessura sia superiore a 2.

I provini possono avere qualunque forma e dimensione, sebbene nel caso in cui si preveda di immergere i provini in soluzione è necessario che lo spessore di copriferro sia adeguato a evitare il dilavamento dei cloruri. In provini di calcestruzzo con rapporto acqua/cemento non superiore a 0.65 e stagionatura non inferiore a 7 giorni, il minimo spessore di copriferro che consente di evitare il problema del dilavamento è pari a 15 mm.

Per prevenire l’innesco della corrosione durante la stagionatura dei provini, alle armature deve essere applicata una densità di corrente catodica pari a 100 mA/m2. A tale scopo, è necessario che nei provini siano inglobati un elettrodo di riferimento e un controelettrodo, come nel provino mostrato in Fig.3.03. Tale corrente deve essere applicata entro un’ora dal getto e deve essere mantenuta per tutta la durata della stagionatura. Durante la stagionatura, il potenziale delle armature deve essere monitorato per verificare l’efficacia della pre-polarizzazione. A tal fine, è necessario verificare che il potenziale delle armature raggiunga un valore pari a circa -900 / -1000 mV vs MMO entro 12 ore dall’applicazione della pre-polarizzazione. Inoltre, è consigliabile confrontare il potenziale dei provini pre-polarizzati con quello di un provino di controllo non pre-polarizzato. Al termine della stagionatura, inizialmente ai provini deve essere imposto un potenziale tale da permettere di mantenere la condizione di passività raggiunta in condizioni di pre-polarizzazione; per questo motivo, è opportuno imporre ai provini un potenziale pari, al massimo, a +100 mV rispetto a quello raggiunto al termine della stagionatura e questo potenziale deve essere mantenuto per 24 ore. Questa fase di stabilizzazione permette ai cloruri, parzialmente migrati per effetto della pre- polarizzazione, di tornare omogenei all’interno del calcestruzzo (infatti, come è stato mostrato in

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Tab.3.07, al termine delle prova con gradini di potenziale di 50 mV ogni ora il contenuto di cloruri sulla superficie delle armature è ragionevolmente uguale al tenore di cloruri aggiunto nel getto). Infine i provini devono essere sottoposti a prova potenziostatica a gradini di 50 mV ogni ora fino a quando la densità di corrente applicata alle armature supera il valore limite di 10 mA/m2. In seguito all’innesco della corrosione, i provini devono essere isolati dal potenziostato; al termine della prova essi devono essere rotti in due parti mediante prova brasiliana per verificare che la corrosione si sia innescata per pitting. Tutti i risultati misurati sui provini in cui si è innescata la corrosione in fessura sotto lo strato di isolante devono essere scartati.

I risultati presentati nel Paragrafo 3.4.3 hanno mostrato che le prove potenziostatiche a gradini di 50 mV / ora tendono a sovrastimare la resistenza all’innesco della corrosione dell’acciaio determinata mediante prove potenziostatiche a gradini di 50 mV / 24 ore. Di conseguenza, il diagramma di Pedeferri ottenuto applicando la prova di breve durata necessita di una calibrazione affinché esso sia rappresentativo del comportamento dell’acciaio nel calcestruzzo in prove di lunga durata. Nel Paragrafo 3.4.3 è stato proposto un criterio di calibrazione basato sull’utilizzo di un fattore correttivo, pari a 0.67, per cui moltiplicare il tenore di cloruri aggiunto nel getto di calcestruzzo. tuttavia, sono necessari ulteriori studi per valutare come effettuare tale calibrazione.