Durabilità delle strutture esistenti in calcestruzzo armato: analisi dell’efficacia dei trattamenti cristallizzanti nebulizzati sulla superficie dei manufatti = Durability of Existing Reinforced Concrete Structures: Analysis of the Effectiveness of Spray-Applied Crystalline Surface Treatments

La manutenzione delle strutture in calcestruzzo armato ha assunto un'importanza sempre crescente negli ultimi decenni. A partire dal Decreto Ministeriale del 14 gennaio 2008, in particolare, è stato introdotto l’obbligo di redigere un Piano di Manutenzione dell’Opera sia per le nuove costruzioni sia per interventi rilevanti su edifici esistenti, con l’obiettivo di garantire durabilità e sicurezza lungo tutta la vita utile. Il presente lavoro di tesi ha l’obiettivo di valutare gli effetti sulla durabilità dovuti alla nebulizzazione di diversi additivi cristallizzanti sulla superficie di strutture esistenti in calcestruzzo armato. Tali agenti, infatti, penetrano negli strati a matrice cementizia, riducendo la porosità e risanando eventuali fessure, con l’effetto di incrementare la durabilità della struttura, grazie anche alla diminuzione dell’ingresso di sostanze dannose. Gli effetti derivanti dalla loro applicazione sono stati valutati attraverso una serie di prove condotte presso i laboratori del Politecnico di Torino su diversi campioni di calcestruzzo; in particolare sono state effettuate prove di penetrazione dell’acqua sotto pressione, di self-healing, di resistenza alla carbonatazione e alla penetrazione dei cloruri. Per quanto concerne le proprietà di self-healing, a seguito di fessurazione dei campioni, si è proceduto all’osservazione mediante microscopio digitale delle fessure, sottoposte a nebulizzazione di acqua per simulare l’effetto pioggia, ed è stato valutato l’indice di self-healing sia attraverso un’analisi lineare, confrontando cioè l’ampiezza della fessura in prescelti punti di misura dopo diversi periodi di stagionatura, sia mediante una valutazione della riduzione di superficie attraverso software di elaborazione digitale delle immagini. Dopo ogni valutazione visiva è stata anche misurata la velocità di propagazione delle onde ultrasoniche, ulteriore parametro per quantificare l’autoriparazione delle fessure tramite opportuno indice. Contemporaneamente, altri provini fessurati sono stati sottoposti a un processo di self-healing in presenza di un flusso continuo di acqua a una pressione costante di 0,5 bar. È stata monitorata la variazione di portata nel tempo, una ulteriore grandezza utile per l’analisi della capacità di auto-cicatrizzazione. Per quanto riguarda la resistenza alla carbonatazione e alla penetrazione dei cloruri, sono state eseguite prove seguendo le Norme UNI EN 12390-12 e ASTM C1202. A partire dai risultati ottenuti con il Rapid Chloride Permeability Test e attraverso uno script Python, è stato valutato l’incremento di durabilità dei calcestruzzi trattati rispetto a quello di riferimento, considerando diversi scenari di esercizio, in particolare diverse distanze dal mare, differenti classi di esposizione ambientale, differenti valori di copriferro (minimo normativo e di uso più comune). I risultati finali hanno evidenziato un decremento del fronte di carbonatazione, rispetto al campione di riferimento, del 7% con il trattamento Dryseal, del 9% con Dryseal Ultra e del 16% con l’applicazione di entrambi. L’incremento di vita utile in termine di resistenza alla penetrazione dei cloruri, ottenuto come media dei diversi scenari esaminati, rispetto al campione di riferimento, è del 91% con il trattamento Dryseal, dell’85% con il Dryseal Ultra e del 97% con la loro combinazione.