Strutture interrate impermeabili: la tecnologia della "vasca bianca" o "vasca in calcestruzzo impermeabile"

08/06/2019 4860

Sistemi di impermeabilizzazione delle strutture interrate: cosa si intende con il termine "vasca bianca"?

Con vasca bianca s’intende una struttura in c.a. gettata in opera che garantisca prestazioni di impermeabilità e tenuta all’acqua, esente da qualsiasi rivestimento impermeabilizzante in adesione diretta.

A seconda della destinazione d’uso e dell’ubicazione del manufatto, la vasca bianca dovrà resistere ad una spinta idrostatica positiva, negativa o frequentemente ad entrambe.

Si tratta dunque di strutture di nuova costruzione impermeabili e a tenuta fin dal principio, senza l’ulteriore applicazione di materiali impermeabili in adesione cortilcale, nel cui caso si parlerebbe di vasche nere.

Come funziona una vasca in calcestruzzo impermeabile?

La vasca bianca si contrappone ai sistemi tradizionali (= vasche nere) quali teli in pvc, pannelli bentonici e guaine che, opportunamente posizionati e fissati all’esterno del manufatto, realizzano un involucro impermeabile e meccanicamente resistente se integro e continuo. Con tali premesse, risulta chiaro che il sistema della vasca bianca risulta più competitivo qualora, per esigenze di cantiere, si debba gettare con mono-cassero direttamente contro terra (pali e diaframmi), oppure quando vi siano lavorazioni aggiuntive alla posa di regolarizzazioni e confinamenti.

In tutte le altre situazioni, con scavo aperto e doppio cassero, dove trovano spazio abitualmente i sistemi tradizionali, il metodo vasca bianca risulta comunque vincente, grazie ad una riduzione delle fasi di lavoro, snellezza e ridotti tempi di cantiere.

Quante e quali tipologie di "vasca bianca" offre il mercato? 

Il mercato delle vasche bianche si differenzia in due tipologie ben distinte, per garantire la funzionalità finale:

  • costruire manufatti con calcestruzzo impermeabile e a tenuta idraulica da interrare (anche in presenza di falda);
  • realizzare opere idrauliche interrate.

La vasca bianca tradizionale richiede generalmente la preparazione di un calcestruzzo con rapporti a/c molto bassi e con un Rck molto elevato, con conseguente difficoltà, sia per quanto riguarda la lavorabilità, sia per il controllo dei getti. Un calcestruzzo con tali caratteristiche, infatti, si presenta più difficile per quanto riguarda la messa in opera e può subire problematiche correlate alla fessurazione da ritiro igrometrico. E’ imprescindibile infatti la necessità di prevedere un’armatura integrativa anti-fessurativa, che rende ancor più complessa (e costosa) la posa in opera. Tutti i giunti (di ripresa di getto e di fessurazione controllata), punti preferenziali per il passaggio dell’acqua, inoltre, vengono risolti mediante iniezioni puntuali di resine.

La vasca bianca reattiva impermeabile è una tecnologia che si basa sul comportamento dell'additivo reattivo a cristalizzazione per confezionare calcestruzzi con matrice strutturale impermeabili. Il vantaggio della vasca bianca reattiva impermeabile è rappresentato dall’esecuzione di getti di calcestruzzo impermeabili nell’intera massa e capaci di autocicatrizzare – “self healing” – le microlesioni da ritiro, con valori prestazionali d’impermeabilità crescenti nel tempo.

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L'uso degli additivi "cristallizzanti" nel calcestruzzo: dalla riduzione della permeabilità e del ritiro alla autoriparazione delle fessure - "crack self healding"

La attuale situazione di strutture ed infrastrutture nei paesi industrializzati e la crescente domanda di esse nei paesi emergenti ed in via di sviluppo, alla luce tanto di condizioni ambientali e di utilizzo in continua evoluzione e, nel caso, caratterizzate da crescente severità, quanto delle esigenze di sostenibilità del quadro complessivo, pongono, in misura sempre più pressante, alla attenzione della comunità di professionisti che in tale contesto opera, le problematiche della durabilità di materiali, componenti e strutture. Nell’ambito dell’approccio prestazionale alla progettazione strutturale, alla base di tutte le più avanzate normative tecniche nazionali ed internazionali, il concetto di durabilità viene inteso come la capacità dell’opera di soddisfare ai requisiti prestazionali richiesti, nell’ambito delle condizioni di utilizzo ed a fronte delle azioni previste, per tutta la vita di servizio, senza richiedere interventi di manutenzione e/o ripristino non programmati.

Il calcestruzzo, come ben noto, è un materiale caratterizzato da una struttura porosa, con pori che si estendono dalla scala nanometrica a quella micro- e millimetrica, quando non esacerbata da fattori esterni di errata posa in opera e cura dei getti. L’acqua, tanto in presenza di un gradiente di pressione quanto in assenza di esso per assorbimento capillare, può penetrare all’interno di tale struttura, innescando una serie di processi chimico-fisici che possono andare a detrimento della durabilità.

Il controllo della struttura porosa del calcestruzzo, quale può ottenersi ad esempio attraverso i cosiddetti “supplementary cementitious materials” (ceneri volanti, fumi di silice, loppe etc.) caratterizzati da una distribuzione granulometrica più fine di quella del cemento: questi densificano la matrice, riducendo sia il volume complessivo dei pori sia il loro diametro e dunque contribuiscono a ridurre la permeabilità e l’ingresso di ioni potenzialmente aggressivi e a controllare i movimenti di acqua ed umidità all’interno del materiale, ripercuotendosi in maniera positiva sulla durabilità.

Negli ultimi decenni in tale quadro, accanto ai supplementary cementitious materials ovvero ad altri “filler” solidi, siano essi inerti (talco, bentonite, argille etc.) o chimicamente attivi (calce, silice colloidale) la cui azione si esplica secondo i medesimi meccanismi di densificazione della matrice e raffinamento dei pori, si sono venuti affermando sul mercato anche specifici additivi “riduttori” di permeabilità. Questi possono essere distinti in additivi “idrofobi” ed additivi cristallizzanti.

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La vasca bianca reattiva impermeabile realizzata con il Sistema PENETRON®

Il Sistema di Vasca Bianca PENETRON® si basa sul comportamento dell’additivo reattivo a cristallizzazione PENETRON® ADMIX per confezionare calcestruzzi con matrice strutturale impermeabile, capaci di reagire attivamente cicatrizzando microlesioni fino a 400 micron e restituendo le prestazioni meccaniche originali. Il Sistema è composto, inoltre, da una gamma completa di accessori idonei a conferire la tenuta idraulica in tutti i giunti di costruzione, strutturali e di fessurazione programmata molto semplici da posare in opera e studiati ad hoc per le singole casistiche.


Alcuni casi concreti di "vasche bianche" in Calcestruzzo Impermeabile in opere nuove

Depuratore di Massazza (BI), l'impermeabilizzazione e la protezione del calcestruzzo delle vasche di depurazione

Per intervenire sulla sempre più pressante problematica ambientale legata all’inquinamento delle acque, dovuta in modo particolare alla massiccia presenza sul territorio biellese di aziende tessili, nel 1978 dall'azione di 38 comuni è nata la società Codar Biella Servizi spa.
Proprio sull’assetto industriale locale è stato disegnato il sistema depurativo biellese, con i tre grandi impianti di Biella, Cossato e Massazza, in modo da poter servire nel modo più efficiente il complesso produttivo territoriale. Per tale motivo, infatti, ai 150.000 abitanti effettivi della zona corrispondono degli impianti dalla capacità largamente sovradimensionata, equivalente a 680.000 utenze.

La depurazione implica un insieme di azioni volte alla rimozione degli agenti contaminanti dalle acque reflue di origine urbana o industriale, prima di essere «restituite» all’ambiente. Il depuratore di Massazza, in particolare, è stato protetto dall’aggressione chimica ed impermeabilizzato con il Sistema PENETRON®, che ha permesso una drastica riduzione delle tempistiche di cantiere ed un’ottimizzazione dei costi.

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L'impermeabilizzazione delle strutture interrate in calcestruzzo della nuova Cantina Bisson a Chiavari (GE)

La nuova cantina, progettata e costruita da Moretti SpA, si inserisce perfettamente mimetizzandosi nella collina, da cui fuoriesce una parte porticata in legno interamente vetrata, con copertura in lamiera a sbalzo da 4 metri e brisoleil in lamelle di legno di larice colorato. Disposta su un solo livello, presenta, oltre ad uno spazio di accoglienza e degustazione da 300 mq, una parte per l’affinamento del vino in tegoli prefabbricati e una cantina per l’invecchiamento, costruita con moduli architettonici a volte da 6×4,80.

L’interrato della Cantina è stato realizzato con tempistiche estremamente ridotte ed ottimizzazione dei costi di cantiere grazie anche alla tecnologia Penetron®.
Per ottenere una fodera impermeabile su tutto l’interrato sono stati realizzati: una platea di fondazione di circa 3500 mq (gettata in quattro fasi) e i muri di contenimento di circa 1700 mq, per un totale di circa 3000 mc.

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Nuovo Porto Turistico di Ventimiglia (IM), l'impermeabilizzazione e la protezione delle vasche distributori carburante e le vasche di sollevamento acque

Il nuovo Porto Turistico è inserito nel comune di Ventimiglia, nella zona della Marina S. Giuseppe e si colloca in un tratto di litorale conformato per ospitare tale tipo di opera, quale naturale “ampliamento” dell’approdo esistente.

Il layout del porto si presenta molto compatto, grazie al disegno ottimizzato delle opere a terra costituite da volumetrie commerciali per 8.616 m3 ed un totale di 430 posti auto.
All'interno delle “Opere a mare” si inserisce l’impianto marino di rifornimento carburante e l’impianto di sollevamento acque:

  • 4 cassoni d’isolamento (bacini secondari) di dimensione 4 m x 12 m, altezza 3,60 m (spessore platea, pareti e soletta 30 cm), perennemente immersi in acqua marina per 3,10 m, contenenti i serbatoi dei carburanti per gli yacht;
  • 5 vasche di dimensione circa 5 m x 5 m, altezza totale 3,30 m (spessore platea 30 cm, pareti e soletta 25 cm), perennemente immerse in acqua marina per 2,10 m, facenti parte dell’impianto idraulico della banchina (sollevamento acque nere).

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Ndr. Articolo in continuo aggiornamento