Durabilità del calcestruzzo: come progettare strutture che resistono nel tempo

Di seguito una sintesi di un articolo di approfondimento tecnico a firma di Alessandro Morbi, Coordinatore Assistenza Tecnica Direzione Tecnologie e Qualità Heidelberg Materials, pubblicato sul blog di Heidelberg Materials. Per approfondire l'argomento nel dettaglio invitiamo il lettore a leggere l'articolo completo a questo LINK.

Calcestruzzo: cosa significa davvero durabilità

Per durabilità si intende la capacità del calcestruzzo di mantenere nel tempo le proprie caratteristiche meccaniche, fisiche e chimiche, assicurando sicurezza e funzionalità lungo tutta la vita nominale dell’opera.

Questo implica la resistenza ai principali meccanismi di degrado, spesso legati alla penetrazione di agenti aggressivi come anidride carbonica, cloruri, solfati e altre sostanze chimiche.

Un fattore chiave in questi processi è l’acqua: è infatti il veicolo principale attraverso cui gli agenti penetrano nella matrice cementizia. Per questo motivo, il controllo della permeabilità del materiale rappresenta la prima strategia per migliorarne la durabilità.

Ridurre la porosità per aumentare la resistenza nel tempo

La durabilità del calcestruzzo è strettamente legata alla sua microstruttura. In particolare, è fondamentale limitare la porosità capillare connessa, cioè quella rete di vuoti che consente il passaggio di acqua e sostanze aggressive.

La leva progettuale principale è il rapporto acqua/cemento (a/c):

• un eccesso di acqua genera pori capillari interconnessi;
• una sua riduzione porta a una matrice più compatta e meno permeabile.

Ne deriva una relazione diretta tra:

• minore permeabilità
• maggiore resistenza agli agenti aggressivi
• incremento della durabilità

Durabilità, sicurezza e costi nel ciclo di vita

La durabilità non è solo un requisito tecnico, ma anche economico e ambientale.

Un calcestruzzo non adeguatamente progettato può andare incontro a degrado precoce, con conseguente aumento dei costi di manutenzione, ripristino o addirittura sostituzione.

Al contrario, progettare per la durabilità consente di:

• prolungare la vita utile delle strutture
• ridurre gli interventi manutentivi
• migliorare la sicurezza e l’affidabilità nel tempo

Calcestruzzo: il ruolo delle classi di esposizione

Le normative tecniche, in particolare la UNI EN 206 e la recente UNI 11104:2025, collegano la durabilità alle condizioni ambientali in cui l’opera è inserita.

Le strutture vengono infatti classificate in base alle classi di esposizione (XO, XC, XD, XS, XF, XA), che identificano i possibili meccanismi di degrado.

A ciascuna classe corrispondono specifici requisiti progettuali, tra cui:

• rapporto massimo acqua/cemento;
• contenuto minimo di legante;
• classe di resistenza.

La nuova UNI 11104:2025 introduce inoltre un approccio più evoluto, che affianca ai criteri prescrittivi la possibilità di dimostrare la durabilità tramite prestazioni equivalenti.

Fattori che incidono sul degrado del calcestruzzo

I principali fattori di degrado del calcestruzzo includono:

• carbonatazione (CO₂)
• corrosione delle armature (ossigeno e cloruri)
• attacchi chimici (acidi e solfati)
• reazioni espansive (come l’alcali-silice)

Questi fenomeni agiscono attraverso diversi meccanismi (diffusione, assorbimento capillare, reazioni chimiche), ma hanno un elemento in comune: dipendono dalla capacità degli agenti di penetrare nel materiale.

Ancora una volta, il controllo della permeabilità è il principale strumento di prevenzione.

Leganti e aggiunte: la microstruttura conta

Oltre al rapporto a/c, un ruolo determinante è svolto dalla composizione del legante.

L’impiego di aggiunte minerali (SCM) – come loppa d’altoforno, ceneri volanti o pozzolane – consente di:

• migliorare la microstruttura della pasta cementizia
• ridurre la porosità
• aumentare la resistenza agli agenti aggressivi

Questi materiali contribuiscono anche alla sostenibilità, riducendo il contenuto di clinker e quindi le emissioni di CO₂.

Calcestruzzi avanzati: HPC e UHPFRC

L’evoluzione tecnologica ha portato allo sviluppo di calcestruzzi ad alte prestazioni:

• HPC (High Performance Concrete): bassa permeabilità e alta resistenza
• UHPFRC (Ultra High Performance Fiber-Reinforced Concrete): matrice estremamente compatta e rinforzo diffuso con fibre

Questi materiali offrono prestazioni superiori non solo in termini meccanici, ma anche di durabilità, limitando la fessurazione e l’ingresso di agenti aggressivi.

La maturazione del calcestruzzo: fase spesso sottovalutata

Anche una miscela ben progettata può perdere efficacia senza una corretta maturazione (curing).

La disidratazione precoce può generare:

• microfessurazioni
• aumento della permeabilità
• riduzione della durabilità

Il controllo del processo di maturazione è quindi essenziale per garantire lo sviluppo di una microstruttura compatta.

Durabilità come prestazione progettata

La durabilità non è una proprietà intrinseca automatica del calcestruzzo, ma una prestazione ingegneristica che nasce da:

• progettazione della miscela
• scelta dei materiali
• condizioni di esposizione
• corretta esecuzione e maturazione

Se progettato e realizzato correttamente, il calcestruzzo può garantire elevati livelli di affidabilità nel lungo periodo, contribuendo alla sicurezza e alla sostenibilità delle opere.

👉 Per l’approfondimento completo e i dettagli tecnici, è possibile consultare l’articolo nella sua versione integrale a firma di Alessandro Morbi pubblicato sul blog di Heidelberg Materials.

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