Edifici esistenti in calcestruzzo armato: esempi di ripristino con i prodotti DRACO e le migliori modalità d’intervento per le strutture in calcestruzzo

L’articolo analizza le modalità di intervento su strutture esistenti in calcestruzzo armato, con particolare attenzione ai fenomeni di degrado come la carbonatazione e la corrosione delle armature. Vengono descritti cicli di ripristino corticale e profondo mediante malte cementizie e trattamenti protettivi, insieme a tecniche di rinforzo strutturale con sistemi FRP per nodi trave-pilastro. Il contenuto integra indicazioni operative di cantiere con riferimenti normativi (NTC 2018 e UNI EN 1504), offrendo un quadro utile per progettazione, scelta dei materiali e controllo della posa.

Esempio di ripristino di sezioni in c.a. nella facciata di un edificio

Gli interventi, sia di natura corticale che di profondità più ragguardevoli, vengono eseguiti con l’impiego di materiali a base cementizia, contenenti generalmente cementi, aggregati selezionati, fibre e additivi.

Ipotizzando la necessità di ripristino di una facciata di un edificio con elementi in calcestruzzo che hanno subito fenomeni di espulsione del copriferro localizzato in diversi punti, è possibile delineare la seguente procedura generale:

• pulizia delle barre di armatura con la rimozione dei composti della corrosione (ruggine);

• trattamento rialcalinizzante delle barre di armatura attraverso malta cementizia monocomponente pennellabile ad azione passivante e protettiva per le armature, a base di polimeri idrodispersi, leganti cementizi e inibitori di corrosione tipo DRACOSTEEL MONO. L’applicazione avviene con pennello a setole dure in 2 mani successive a distanza di 2-3 ore (ed entro le 24 ore), realizzando uno spessore totale di circa 2 mm. È importante coprire uniformemente tutta la superficie esposta delle barre d’armatura;

• in funzione di dimensione, profondità e posizione dell’ammaloramento sarà possibile optare per la ricostruzione con malte tixotropiche o colabili, con malte a basso modulo elastico (meno rigide) oppure malte con modulo elastico a compressione secondo EN 13412 maggiore di 20 GPa; ipotizzando in questo caso di procedere con ripristini di piccola entità, si potrebbe considerare una malta a consistenza tixotropica e a presa rapida tipo FLUECO BLITZ R4, malta cementizia a rapido indurimento, pronta all’uso, indicata per il ripristino rapido e la finitura di superfici in calcestruzzo e c.a. danneggiate sia in verticale sia orizzontale. Per questo genere di prodotti, è molto importante attenersi per le preparazioni e alla messa in opera alle procedure indicate in scheda tecnica;

• in ottica di durabilità ed in accordo con principi e metodi contenuti nella UNI EN 1504 è molto importante prevedere anche un idoneo rivestimento dei ripristini di sezione che, seppur realizzati con prodotti marcati CE e regolarmente posati, è bene possano godere di uno strato protettivo superficiale avente caratteristiche di elasticità e protezione particolari. Questo obiettivo specifico si può perseguire attraverso l’impiego di MAGIFLEX, rivestimento impermeabilizzante cementizio a base di inerti selezionati, leganti idraulici, additivi e polimeri da miscelare con lattice sintetico micronizzato.

Esempio di rinforzo strutturale di un nodo trave – pilastro con i Sistemi FRP DRACO

Simuliamo l’intervento sulla facciata dell’edificio in c.a., ipotizzando anche l’esistenza di una problematica di natura strutturale, come può essere la carenza di resistenza in uno dei punti più importanti del telaio in c.a. ossia il nodo trave – pilastro, dove si sono manifestate delle preoccupanti lesioni.

Quando è necessario riordinare la corretta gerarchia delle resistenze tra gli elementi, incrementando le resistenze a taglio di trave e pilastro, nonché la duttilità del calcestruzzo del pilastro, nel punto di convergenza, è possibile valutare l’impiego di fasciature FRP (fasciando la trave a taglio e cerchiando il pilastro, in entrambi i casi con fasce di tessuto unidirezionale). Questa tecnica migliora anche la capacità dissipativa del nodo alle azioni sismiche. Per rinforzare il pannello nodale è possibile seguire la seguente procedura applicativa generale:

• sulla sezione di calcestruzzo sanata e ricostruita, dovrà essere applicata a pennello una mano di primer ARMOPRIMER 100 per la preparazione del supporto;

• entro 2 ore potrà essere steso l’adesivo di incollaggio specifico per i tessuti in fibra di carbonio ARMOFIX MTX sul quale dovranno essere posate sia il foglio di tessuto quadriassiale, sia le fasce di carbonio unidirezionale ARMOSHIELD C-SHEET tagliate a misura per la realizzazione del rinforzo a taglio per le travi e la cerchiatura sui pilastri, quest’ultima con sovrapposizione di almeno 30 cm nel senso delle fibre;

• Il tessuto in carbonio ARMOSHIELD C - SHEET dovrà essere steso sullo strato di resina ARMOFIX MTX ancora fresca, orientando la trama secondo progetto. È opportuno verificare che il tessuto sia ben disteso senza grinze o pieghe, ed esercitare una pressione con rullo dentato ARMOROLLER per favorire la completa impregnazione delle fibre ed eliminare eventuali bolle d’aria. Dopo circa 1 ora stendere una seconda mano di adesivo ARMOFIX MTX e ripetere il ciclo se sono previsti più strati di rinforzo.

Sulla mano finale di adesivo ARMOFIX MTX potrà essere applicata della sabbia di quarzo fresco su fresco qualora si dovessero realizzare intonaci o rivestimenti successivi in aderenza. La protezione finale, se prevista, viene applicata al fuori tatto dell’adesivo. 

Anche in questo caso l’intervento potrà essere protetto con rasature cementizie elastiche e successivamente verniciate con pitture a base acrilica conformi alla UNI EN 1504-2.

Dopo aver presentato le due casistiche di intervento ci addentriamo in quelle che sono le normative tecniche per le costruzioni e al modus operandi più efficace per intervenire sulle strutture esistenti.

Interventi su strutture esistenti: secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni (N.T.C. 2018)

Il capitolo 8 delle N.T.C. 2018 è interamente dedicato alle strutture esistenti, ed illustra i criteri generali e le variabili che consentono di definire lo stato di conservazione in funzione della tipologia di edificio. Sono tre i diversi tipi di intervento che possono essere effettuati su una costruzione esistente:

• interventi di riparazioni o locali: interventi che interessano singoli elementi strutturali e che, comunque, non riducono le condizioni di sicurezza preesistenti;

• interventi di miglioramento: interventi atti ad aumentare la sicurezza strutturale preesistente, senza necessariamente raggiungere i livelli di sicurezza fissati al paragrafo 8.4.3 delle N.T.C. 2018;

• interventi di adeguamento: interventi atti ad aumentare la sicurezza strutturale preesistente, conseguendo i livelli di sicurezza fissati al paragrafo 8.4.3 delle N.T.C. 2018.

La progettazione di un intervento su una struttura esistente non può prescindere da un’adeguata campagna di indagini conoscitive. Per effettuare un’opportuna caratterizzazione meccanica dei materiali e del loro degrado, si procede per livelli di accuratezza progressiva: documentazione esistente già disponibile, verifiche visive in situ e indagini sperimentali.

Sulla base degli approfondimenti effettuati nelle fasi conoscitive, saranno individuati i “livelli di conoscenza” dei parametri coinvolti nel modello e definiti i relativi fattori di confidenza, da adottare nelle verifiche di sicurezza. Per poter stabilire il tipo di analisi e i valori dei fattori di confidenza, si distinguono tre livelli di conoscenza con approfondimento crescente: LC1, LC2 e LC3.

Gli aspetti che definiscono i livelli di conoscenza sono: geometria della struttura, dettagli costruttivi, proprietà dei materiali, connessioni tra i diversi elementi e loro presumibili modalità di collasso. Deve essere posta particolare attenzione all’individuazione dei potenziali meccanismi di collasso locali e globali, duttili e fragili.

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Scaricando il PDF dell'articolo completo, scoprirai come affrontare in modo efficace gli interventi su strutture esistenti secondo le NTC 2018: come impostare una adeguata campagna di indagine, quali tecniche di indagine adottare e le tecniche di recupero secondo UNI EN 1504 e NTC2018. Scarica il PDF!

FAQ - Ripristino calcestruzzo armato e rinforzo FRP: sistemi DRACO per durabilità

Che cos’è un intervento di ripristino del calcestruzzo armato?
È un insieme di operazioni finalizzate a ripristinare la sezione resistente e la durabilità del calcestruzzo degradato. Include rimozione delle parti incoerenti, trattamento delle armature e ricostruzione con malte idonee, spesso integrate da protezioni superficiali. 

A cosa serve e in quali contesti si applica?
Serve a intervenire su edifici esistenti soggetti a degrado, come espulsione del copriferro o corrosione. È applicato su facciate, travi, pilastri e nodi strutturali, sia in ambito civile che infrastrutturale, con finalità manutentive o di miglioramento strutturale. 

Quali sono le prestazioni richieste ai materiali di ripristino?
Le malte devono garantire adesione, compatibilità meccanica (modulo elastico), resistenza e durabilità. La scelta tra malte tixotropiche o colabili dipende da profondità e geometria dell’intervento, con riferimento alla UNI EN 1504. 

Quali vantaggi offrono i sistemi FRP rispetto alle tecniche tradizionali?
I sistemi FRP consentono incrementi di resistenza a taglio e duttilità senza aumentare significativamente peso e ingombro. Migliorano la risposta sismica e permettono interventi localizzati, ad esempio nei nodi trave-pilastro. 

Quali sono le principali fasi di posa nel ripristino del c.a.?
Pulizia e passivazione delle armature, ricostruzione della sezione con malte, applicazione di rivestimenti protettivi. Per FRP: primer, adesivo, posa del tessuto e impregnazione con rullo, con controllo dell’assenza di bolle e corretta adesione. 

Come incidono questi interventi su durabilità e sicurezza?
Un ripristino eseguito correttamente ristabilisce l’alcalinità del copriferro e riduce la penetrazione degli agenti aggressivi. I rivestimenti protettivi elastici e impermeabilizzanti contribuiscono alla durabilità del sistema, mentre i rinforzi FRP incrementano la capacità portante e la risposta dissipativa della struttura.