Riparazione e impermeabilizzazione di strutture interrate e idrauliche in calcestruzzo armato esistenti

08/06/2019 1413

Riparare, bonificare, proteggere e impermeabilizzare dalla doppia spinta (positiva e negativa) idrostatica le strutture in c.a. rappresenta da sempre una sfida complessa per l’insieme di doti prestazionali che devono coesistere nei materiali e nelle tecnologie prescelti.

Inoltre, soprattutto nel caso di opere idrauliche e/o infrastrutturali in c.a. devono per esercizio e/o per ubicazione, è richiesta la resistenza all’attacco chimico-fisico o a severe condizioni climatiche.

Le riparazioni e le impermeabilizzazioni delle strutture interrate in c.a. secondo i metodi tradizionali

Tradizionalmente le riparazioni e le bonifiche conservative di opere idrauliche e/o infrastrutturali anche interrate si conseguono utilizzando materiali in adesione e mirano esclusivamente a proteggere e impermeabilizzare solo la superficie a vista, resistendo di fatto alla sola spinta positiva.

L’effetto impermeabilizzante di questi strati superficiali, rivestimenti polimero-cementizi e resinosi, oltre a non interessare la matrice cementizia per l’intero spessore del getto, creano una pericolosa barriera al naturale passaggio di vapore acqueo verso l’esterno (situazione tipica in condizione di controspinta di acqua e vapore acqueo), manifestando nel tempo i tipici sintomi di degrado quali fessure, rigonfiamenti e conseguenti distacchi.

Sistema PENETRON®: l'alternativa ai metodi di riparazione tradizionale delle opere idrauliche e/o infrastrutturali

In alternativa alle tradizionali malte cementizie di vario genere, osmotiche e bicomponenti flessibilizzate o ai più pregiati formulati a tre componenti epossicementizi, esiste da oltre 50 anni nel mondo e dal 2000 in Italia il Sistema Penetron®, idoneo a ripristinare, proteggere e impermeabilizzare opere in c.a. dove la presenza, anche in spinta, di acqua rappresenta la prima causa di degrado.

L’utilizzo di questa tecnologia consiste nell’applicare, a seconda del contesto e dell’entità del degrado, una boiacca cementizia (PENETRON® STANDARD), una malta da ripristino, un rasante ed intonaci regolarizzanti o spritz beton impermeabili strutturali.

Questi formulati a base cemento hanno all’interno del proprio mix design una speciale miscela in polvere di composti inorganici reattivi e particolari cementi portland, che conferisce loro l’esclusivo effetto cristallizzante e autocicatrizzante (self-healing).

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

Tale effetto si concretizza non solo in una protezione superficiale rispetto a qualunque liquido o sostanza mediamente aggressiva (pH 3-11 in immersione continua) senza al contempo impedire il passaggio del vapore acqueo, ma, grazie alla natura idrofila dei composti reattivi, asciuga la matrice e densifica le microporosità. Gli additivi cristallini, infatti, utilizzano l’acqua residua o in controspinta per reagire con i sottoprodotti dell’idratazione (idrossido di calcio), formando cristalli di idrosilicati di calcio insolubili che riempiono la porosità residua del cls, occludendo le capillarità e aumentando la resistenza del conglomerato alla permeazione dell’acqua anche sotto spinte significative. Questa reazione chiaramente aiuta a proteggere la struttura nella sua massa e per l’intero spessore, conferendo maggiore durabilità.

I vantaggi dell'utilizzo del Sistema PENETRON®

A differenza delle malte cementizie e/o polimeriche che formano strati superficiali la cui efficacia è legata alla qualità dell’adesione e alla continuità che dovranno conservarsi perfette nel tempo, i materiali cristallizzanti sfruttano la reazione chimica propria dei loro componenti per fondersi strutturalmente con il substrato cementizio esistente, bypassando tutte le problematiche connesse con i fenomeni di degrado e la limitata resistenza nel tempo alla controspinta di umidità e all’acqua, quali fessurazione, rigonfiamenti e conseguenti distacchi. L’adesione strutturale della boiacca di PENETRON® STANDARD al sottofondo, infatti, con la sua reazione di cristallizzazione attiva nel tempo, fornisce al calcestruzzo prestazioni finali superiori a quelle delle malte tradizionali, favorita appunto dalla reazione cristallina all’interfaccia, dalla elevata resistenza alla controspinta e dalla naturale traspirabilità del calcestruzzo reso impermeabile nell’interezza della sua massa.

La boiacca cementizia ad effetto cristallizzante svolge quattro funzioni fondamentali:

  1. protettivo superficiale rispetto al contatto con liquidi o sostanze in genere anche aggressive e trattamento preventivo rispetto alla formazione di muschi e licheni, grazie all’elevata alcalinità dei cristalli superficiali;
  2. protettivo del ferro d’armatura, sempre grazie all’elevata alcalinità dei cristalli superficiali, che prevengono il fenomeno della carbonatazione, evitando l’ossidazione dei ferri stessi;
  3. impermeabilizzante massivo dei getti trattati superficialmente, asciugandoli progressivamente e aumentandone la durabilità (la progressione dell’occlusione delle porosità e delle capillarità utilizzando come veicolo l’acqua interna anche in controspinta, col tempo asciuga il calcestruzzo fino alla parte opposta rispetto alla faccia trattata);
  4. ancorante/primer nelle operazioni di ripristino, dove l’applicazione della boiacca favorisce l’adesione strutturale fra nuovi riporti puntuali o generalizzati di malte cementizie monocomponenti e il sottofondo.

Queste proprietà conferiscono al trattamento cristallizzante un’importante versatilità di utilizzo, sia negli interventi di riparazione, bonifica e risanamento di manufatti in c.a. degradati e in presenza di infiltrazioni localizzate o estese anche in controspinta, sia negli interventi di manutenzione conservativa e preventiva, per aumentare e preservare la durabilità di opere la cui manutenzione risulterebbe economicamente o operativamente gravosa. L’idoneità al contatto con acque da potabili ad aggressive, dai reflui urbani ai fanghi dei biogas, dai carburanti ai sali anti gelo e all’acqua di mare consente numerosi campi d’applicazione negli interrati e in opere idrauliche, su infrastrutture di impianti idroelettrici, acquedotti e depuratori, porti marini, gallerie e sottopassi stradali e ferroviari.

Se la reazione cristallizzante superficiale da un lato aumenta l’impermeabilità e le resistenze meccaniche-chimiche, dall’altro la colorazione biancastra, tipica dei cristalli puri, tende a schiarire il colore grigio finale del trattamento, rappresentando l’unico limite del materiale, meramente estetico.


Alcuni casi concreti di riparazioni di strutture in c.a. esistenti con il Sistema PENETRON®

Trattamento antialga di canali di derivazione in cemento armato

Le lavorazioni richieste hanno interessato il trattamento preventivo di superfici interne di strutture in calcestruzzo idrauliche di contenimento o distribuzione di acqua infestate dalla proliferazione e attecchimento di muschi e licheni.

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Ndr. Articolo in continuo aggiornamento con nuove case history