33204-L26 Durabilità AggressioneChimica

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durabilità

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  • UNIVERSITA DEGLI STUDI DI BERGAMOUNIVERSITA DEGLI STUDI DI BERGAMO

    FACOLTA DI INGEGNERIA

    DURABILIT DEL CALCESTRUZZO DURABILIT DEL CALCESTRUZZO AGGRESSIONE CHIMICA

    Prof. Ing. Luigi Coppola

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • AGGRESSIVI CHIMICIAGGRESSIVI CHIMICIAGGRESSIVI CHIMICIAGGRESSIVI CHIMICI

    Alcune sostanze presenti naturalmente o pereffetto delle attivit antropiche nei terreni eeffetto delle attivit antropiche nei terreni enelle acque possono determinare il degradodel calcestruzzo nelle strutture idrauliche ed indel calcestruzzo nelle strutture idrauliche ed inquelle parzialmente o completamente interrate

    di i i hi i h ha causa di reazioni chimiche che essestabiliscono con i costituenti della matricecementizia.

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • AMBIENTI ACIDIAMBIENTI ACIDIAMBIENTI ACIDIAMBIENTI ACIDI

    La pasta di cemento costituita principalmente daidrati di calcio relativamente solubili la cui stabilit

    tit d ll bi t f t t b i d t i tgarantita dallambiente fortemente basico determinatodalla presenza degli ioni OH- e dagli alcali disciolti nellaf SE ILfase acquosa dei pori capillari. Pertanto, SE ILCALCESTRUZZO VIENE IN CONTATTO CONAMBIENTI ACIDI (TERRENI E ACQUE) QUESTOEQUILIBRIO PU ESSERE COMPROMESSOQCON CONSEGUENTE DEGRADO DEGLIELEMENTI STRUTTURALIELEMENTI STRUTTURALI.

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • PROCESSI DI DEGRADO DI TIPO CHIMICO

    RIMOZIONE O SOSTITUZIONE

    IONI C 2+

    IDROLISI E

    REAZIONICHIMICHE

    IONI Ca2+ DILAVAMENTO CON ESPANSIONI

    - ASPORTAZIONE PARZIALE- ESPANSIONI,

    DISALLINEAMENTI EASPORTAZIONE PARZIALEDELLA MATRICE LEGANTE

    - AUMENTO DELLA PENETRABILITA

    DISALLINEAMENTI E DEFORMAZIONI- FESSURAZIONI

    ESPULSIONI DI PORZIONIPENETRABILITA - ESPULSIONI DI PORZIONIDI CALCESTRUZZO

    PERDITA DI MASSA PERDITA DI PORTANZA E RIGIDEZZAL. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

    PERDITA DI MASSA, PERDITA DI PORTANZA E RIGIDEZZAACCELERAZIONE DEI PROCESSI DI DEGRADO

  • NATURALI E ARTIFICIALINATURALI E ARTIFICIALINATURALI E ARTIFICIALINATURALI E ARTIFICIALI

    S i li l t hi i h hSono innumerevoli le sostanze chimiche chepossono promuovere i processi di degradodelle strutture in calcestruzzo ed elencarletutte rappresenterebbe impresa improba,pp p p ,soprattutto se si volesse tener conto anche ditutte quelle di provenienza artificialetutte quelle di provenienza artificiale .

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • Tipo di sostanza aggressiva e Tipo di sostanza aggressiva e manifestazione del degrado delle strutturemanifestazione del degrado delle strutturemanifestazione del degrado delle strutture manifestazione del degrado delle strutture

    in calcestruzzo in calcestruzzo

    Sostanza chimica Effetto sul calcestruzzoBASI DEBOLI Nessun degrado

    BASI FORTI Nessun degradoBASI FORTIACIDI DEBOLI Dilavamento ed asportazione della pasta di cemento

    ACIDI FORTI Forte dilavamento e disgregazione della matrice leganteACIDI FORTI Forte dilavamento e disgregazione della matrice legante

    ACQUE DOLCI Dilavamento con asportazione superficiale della pasta di cementoOLI E GRASSI Disgregazione della matrice cementizia

    Espansioni, disallineamenti, fessurazioni, espulsioni di SOLFATI

    p , , , pporzioni del copriferro e disgregazione della matrice cementizia

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • NORMA EN 206NORMA EN 206 11NORMA EN 206NORMA EN 206--11

    Proprio a causa della impossibilit di elencarein ununica lista tutte le possibili sostanzein un unica lista tutte le possibili sostanzeaggressive, la normativa europea EN 206 silimita a fornire le prescrizioni di capitolato perlimita a fornire le prescrizioni di capitolato peril confezionamento del calcestruzzo soltanto

    ll t hi i h hper quelle sostanze chimiche che conmaggiore frequenza si incontrano nei terreni enelle acque naturali.

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • CLASSE XA CLASSE XA DEGRADO DA ATTACCO CHIMICO DEGRADO DA ATTACCO CHIMICO

    Per attacco chimico si intende la pericolosit che pu venire da agenti aggressivi neiriguardi della pasta cementiziaPrima delle prescrizioni di capitolato deve essere sempre EFFETTUATA LANALISIPrima delle prescrizioni di capitolato deve essere sempre EFFETTUATA L ANALISICHIMICA DELLACQUA E DEL TERRENO A CONTATTO CON ILCALCESTRUZZO, per stabilire la concentrazione ionica degli agenti aggressivi, ilrelativo grado di attaccorelativo grado di attacco

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • CLASSE XA CLASSE XA DEGRADO DA ATTACCO CHIMICO DEGRADO DA ATTACCO CHIMICO

    CLASSE

    DESCRIZIONE DELLAMBIENTE*

    (a/c)ma C(x/y)mi cmin(Kg/m3)

    TERRENO ACQUA

    Acidit SO42- SO42- pH CO2 NH4+ Mg++ x n (Kg/m )Acidit Bauman Gully**

    SO4(mg/Kg@)

    SO4(mg/l)

    pH CO2(mg/l)

    NH4+(mg/l)

    Mg++(mg/l)

    XA1 > 200 2000 200 6.5 15 40 15 300 0.55 C28/35 320XA1 3000 600 5.5 30 1000

    XA2 - >3000 12000600 3000

    5.54 5

    >40 100

    >30 60

    >1000 3000

    0.50 C32/40 34012000 3000 4.5 100 60 3000

    XA3 - >12000 24000>3000 6000

    4.54.0

    >100 >60 100

    >3000 0.45 C35/45 360

    (*) Quando due o pi agenti conducono a classi di esposizione diverse, lambiente deve essere classificato nella classe con il grado di aggressione maggiore.(**) Lacidit del terreno viene valutata con il metodo DIN 4030-2.(@) Terreni rocciosi o argillosi con permeabilit inferiore a 10-5 m/s debbono essere classificati nella classe di esposizione immediatamente inferiore.(@) g p p(#) Valore in N/mm2 misurato su provini cubici di cls confezionati con cementi di classe 32.5

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • MAGNESIO E AMMONIOMAGNESIO E AMMONIOMAGNESIO E AMMONIOMAGNESIO E AMMONIO

    Entrambi danno luogo ad una reazionegche consiste in uno scambio cationicocon lo ione calcio dei prodotti dicon lo ione calcio dei prodotti diidratazione del cemento generando salisolubili di calcio che vengono facilmenterimossi dallazione delle acquerimossi dall azione delle acque.

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • TERRENI AGRICOLITERRENI AGRICOLITERRENI AGRICOLITERRENI AGRICOLI

    AMMONIOAMMONIOAcque che permeano terreni agricoli sottoposti a trattamenti di concimazione che utilizzano come

    fertilizzanti il cloruro ed il solfato di ammonio

    A contatto con il calcestruzzo le acque contenentii (NH +) i di t f lid idammonio (NH4+) sono capaci di trasformare lidrossido

    di calcio presente nella pasta di cemento in prodottifortemente solubili (CaCl2 e 2NH4OH) che per effettofortemente solubili (CaCl2 e 2NH4OH) che per effettodel dilavamento esercitato dallacqua vengonoasportati generando un incremento della porosit dellamatrice cementiziamatrice cementizia

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • CLASSE XA CLASSE XA DEGRADO DA ATTACCO CHIMICO DEGRADO DA ATTACCO CHIMICO

    CLASSE

    DESCRIZIONE DELLAMBIENTE*

    (a/c)ma C(x/y)mi cmin(Kg/m3)

    TERRENO ACQUA

    Acidit SO42- SO42- pH CO2 NH4+ Mg++ x n (Kg/m )Acidit Bauman Gully**

    SO4(mg/Kg@)

    SO4(mg/l)

    pH CO2(mg/l)

    NH4+(mg/l)

    Mg++(mg/l)

    XA1 > 200 2000 200 6.5 15 40 15 300 0.55 C28/35 320XA1 3000 600 5.5 30 1000

    XA2 - >3000 12000600 3000

    5.54 5

    >40 100

    >30 60

    >1000 3000

    0.50 C32/40 34012000 3000 4.5 100 60 3000

    XA3 - >12000 24000>3000 6000

    4.54.0

    >100 >60 100

    >3000 0.45 C35/45 360

    (*) Quando due o pi agenti conducono a classi di esposizione diverse, lambiente deve essere classificato nella classe con il grado di aggressione maggiore.(**) Lacidit del terreno viene valutata con il metodo DIN 4030-2.(@) Terreni rocciosi o argillosi con permeabilit inferiore a 10-5 m/s debbono essere classificati nella classe di esposizione immediatamente inferiore.(@) g p p(#) Valore in N/mm2 misurato su provini cubici di cls confezionati con cementi di classe 32.5

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • MAGNESIOMAGNESIOMAGNESIOMAGNESIO

    Il magnesio presenta la peculiarit di poterreagire chimicamente sia con lidrossido digcalcio che con il C-S-H che per effetto diquesta interazione perde gradualmente ioniquesta interazione perde gradualmente ionicalcio i quali vengono sostituiti proprio dalmagnesio generando un silicato idrato dimagnesio generando un silicato idrato dimagnesio responsabile della perdita parzialed ll t i i i h d ldelle prestazioni meccaniche delconglomerato.

    L. Coppola Concretum Durabilit: aggressione chimica

  • CLASSE XA CLASSE XA DEGRADO DA ATTACCO CHIMICO DEGRADO DA ATTACCO CHIMICO

    CLASSE

    DESCRIZIONE DELLAMBIENTE*

    (a/c)ma C(x/y)mi cmin(Kg/m3)

    TERRENO ACQUA

    Acidit SO42- SO42- pH CO2 NH4+ Mg++ x n (Kg/m )Acidit Bauman Gully**

    SO4(mg/Kg@)

    SO4(mg/l)

    pH CO2(mg/l)

    NH4+(mg/l)

    Mg++(mg/l)

    XA1 > 200 2000 200 6.5 15 40 15 300 0.55 C28/35 320XA1 3000 600 5.5 30 1000

    XA2 - >3000 12000600 3000

    5.54 5

    >40 100

    >30 60

    >1000 3000

    0.50 C32/40 34012000 3000 4.5 100 60 3000

    XA3 - >12000 24000>3000 6000

    4.54.0

    >100 >60 100

    >3000 0.45 C35/45 360

    (*) Quando due o pi agenti conducono a classi di esposizione diverse, lambiente deve essere classificato nella classe con il grado di aggressione maggiore.(**) Lacidit del terreno viene valutata con il metodo DIN 4030-2.(@) Terreni rocciosi o argillosi con permeabilit inferiore a 10-5 m/s debbono essere classificat