Malte autoriparanti per il ripristino strutturale: il caso applicativo sulla A13 in Svizzera

La malta tissotropica autoriparante R4 è un premiscelato fibrorinforzato per il ripristino strutturale di calcestruzzo armato e precompresso, applicabile anche su superfici verticali senza casseri. Risponde a degradi da fessurazione, perdita di copriferro e reazione alcali-aggregato, integrando ritiro compensato, adesione al supporto, posa manuale o a spruzzo e capacità di sigillare microfessure fino a 0,5 mm in presenza d’acqua. Il caso studio Ghiffa A13/N13 offre a progettisti e gestori infrastrutturali un riferimento operativo su preparazione del supporto, controlli EN 1542 e riduzione dell’impatto ambientale. INGENIO lo inquadra come contenuto tecnico utile per valutare durabilità, posa e limiti applicativi.

Malta tissotropica autoriparante R4: prestazioni, campi d’impiego nel ripristino del calcestruzzo

La sfida del ripristino srutturale

Negli ultimi decenni, le infrastrutture in calcestruzzo armato hanno richiesto interventi di riparazione sempre più frequenti. Cicli termici, agenti chimici, sollecitazioni meccaniche e la scarsa qualità dei materiali impiegati in passato inducono fessurazioni diffuse e degradano rapidamente le armature.

Secondo stime riportate nella letteratura tecnica, in Europa circa il 50 % del budget annuale dell’edilizia viene destinato alla riparazione o alla riabilitazione di strutture esistenti e molti interventi falliscono entro pochi anni. La comunità scientifica e il mercato stanno quindi sviluppando materiali capaci di autoripararsi, riducendo la necessità di manutenzioni future e l’impatto ambientale complessivo. La malta tissotropica autoriparante DMAT si presenta come una risposta innovativa a questa sfida.

La reazione alcali-aggregato e le problematiche di risanamento

La reazione alcali-aggregato (RAA) è un processo di degrado chimico che si verifica nel calcestruzzo quando gli alcali presenti nella pasta cementizia reagiscono con la silice amorfa contenuta in alcuni aggregati. Tale reazione genera un gel igroscopico che, assorbendo acqua, si gonfia causando la fessurazione e la perdita di resistenza del calcestruzzo.

Diverse tipologie di RAA sono note in funzione della natura degli aggregati, tra cui la più diffusa reazione alcali-silice. Nelle opere soggette a RAA le fessure si presentano diffuse e irregolari; la prosecuzione del fenomeno compromette la durabilità e può rendere necessaria la demolizione dell’opera.

Le norme di progettazione consigliano di prevenire la RAA attraverso l’adozione di cementi a basso tenore di alcali o di leganti pozzolanici, l’impiego di aggregati non reattivi e l’uso di aggiunte silicee finissime che neutralizzano l’alcalinità e riducono la permeabilità del calcestruzzo.

Una volta che la reazione è innescata in un manufatto esistente, non esistono trattamenti curativi definitivi. Le linee guida internazionali sottolineano che gli interventi di riparazione possono al più rallentare o confinare il fenomeno, ad esempio mediante l’applicazione di membrane impermeabili per ridurre l’apporto d’acqua o mediante il ripristino volumetrico con materiali a ritiro compensato e a bassa porosità. In questo contesto l’uso di malte tissotropiche ad alta durabilità rappresenta una delle strategie più efficaci.

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Tecnologia DMAT: Una malta tissotropica autoriparante

DMAT Malta strutturale tissotropica autoriparante R4 è un premiscelato monocomponente fibrorinforzato, specificamente sviluppato per ripristini strutturali di calcestruzzo armato e precompresso. La formulazione presenta elevata tissotropia e stabilità volumetrica: la malta può essere applicata manualmente o a spruzzo anche su superfici verticali o inclinate senza cedere e senza necessità di casseri. Grazie alla presenza di fibre in polipropilene e a leganti idraulici resistenti ai solfati, il prodotto offre un ritiro compensato e una durabilità superiore.

La malta è classificata R4 ai sensi della norma EN 1504-3 e soddisfa i principi generali dell’EN 1504-9.

Le principali proprietà fisico-meccaniche emerse nelle prove di laboratorio comprendono: resistenza a compressione superiore a 45 MPa a 28 giorni, resistenza a flessione oltre 7 MPa, contenuto di cloruri inferiore allo 0,05 %, aderenza al calcestruzzo maggiore di 2 MPa secondo EN 1542 e modulo elastico circa 22 GPa. Lo spessore consigliato per
singolo strato è compreso tra 10 e 50 mm; per spessori maggiori è possibile inserire una rete di armatura e utilizzare aggregati calibrati. La quantità d’acqua di impasto per sacco da 25 kg è 3,5–3,7 litri, con un tempo di lavorabilità fino a 120 minuti a 20 °C.

Una caratteristica peculiare della tecnologia DMAT è la capacità di autoriparazione delle microfessure. In presenza di acqua la malta rilascia ioni di calcio che reagiscono con l’anidride carbonica e formano cristalli di calcite in grado di sigillare autonomamente fessure fino a 0,5 mm. Inoltre il design incorpora una quota di materiali riciclati compresa tra il 66 % e l’88 % della massa di legante, riducendo l’impronta di CO₂ alla produzione fino al 50 % rispetto alle malte tradizionali.

Questi aspetti rendono la malta DMAT una soluzione sostenibile per interventi di consolidamento, in linea con gli obiettivi di decarbonizzazione del settore edile.

Caso applicativo: il cantiere di Ghiffa sulla N13

L’intervento descritto si inserisce nel programma di risanamento dei manufatti dell’autostrada A13 (N13) condotto dall’Ufficio Federale delle Strade Svizzero (USTRA) nel tratto del San Bernardino. Presso l’area di sosta Ghiffa, in comune di Mesocco (Canton Grigioni), un sottopasso pedonale a doppia campata consente l’accesso tra i parcheggi e i percorsi escursionistici.

I due muri d’ala che fiancheggiano l’ingresso sud del sottopasso, realizzati negli anni ’70, evidenziavano un avanzato stato di fessurazione e disgregazione dovuto alla reazione alcali-aggregato.

Le reti di escursione erano degradate, con distacchi localizzati e perdita di materiale fino a diversi centimetri. In totale la superficie da risanare era pari a circa 50 m².

L’adozione della malta DMAT ha risposto alle esigenze di USTRA di evitare la demolizione del manufatto, ridurre al minimo i disagi al traffico e contenere l’impatto ambientale.

La tecnica ha consentito di realizzare i lavori senza interrompere completamente la viabilità dell’area di sosta: le lavorazioni hanno infatti interessato solo le spallette laterali e non hanno comportato scavi o ricostruzioni totali.

Fasi dell’intervento

Idrodemolizione e preparazione del supporto

La prima fase ha previsto la rimozione del calcestruzzo ammalorato mediante idrodemolizione ad alta pressione. Questa tecnica permette di demolire il calcestruzzo degradato senza creare microfratture nelle zone sane e garantisce una superficie rugosa, ideale per l’adesione del nuovo rivestimento. Il getto d’acqua ha asportato lo strato superficiale interessato dalla RAA fino a raggiungere il conglomerato sano e ha aperto i pori degli aggregati, creando asole e asperità che migliorano l’aggrappo meccanico della malta tissotropica. Il risultato di questa fase è ben visibile nella superficie irregolare e porosa mostrata in Figura 2.

Prove di adesione

Prima della posa definitiva, sono stati eseguiti test a strappo sul supporto idrodemolito per verificarne l’idoneità a ricevere un rivestimento. Le prove, condotte secondo la norma EN 1542, hanno restituito valori di resistenza al distacco dell’ordine di 2 MPa, confermando l’attitudine del supporto ad essere rivestito.

Pulizia e preumidificazione

Successivamente, le superfici sono state lavate con acqua in pressione per rimuovere polvere, residui di idrodemolizione e fanghi. È stata prestata particolare attenzione a mantenere il supporto in condizioni di saturazione a superficie asciutta (SSD) al momento della posa, condizione che favorisce l’adesione e limita l’assorbimento dell’acqua d’impasto.

Riempimento manuale delle fessure

Su entrambi i muri è stato eseguito un primo strato di malta steso a mano con cazzuola.

Questa fase ha avuto lo scopo di saturare le profonde fessure causate dalla reazione alcali-aggregato e di regolarizzare le asperità prodotte dall’idrodemolizione. L’impasto fresco, grazie alla consistenza tissotropica, ha permesso di riempire cavità e vuoti senza colare. Una volta staggiato, lo strato è stato lasciato maturare fino a raggiungere una consistenza tale da permettere la posa degli strati successivi.

Applicazione con rete di armatura e strati sovrapposti

Sul primo muro è stata predisposta una rete di armatura in acciaio del diametro di 8 mm fissata alla superficie idrodemolita. Successivamente sono stati applicati due strati di circa 4 cm ciascuno utilizzando un’intonacatrice a miscelazione separata. Il primo strato è stato proiettato a spruzzo con ugello airless, compattato con spatole e quindi rigato per creare una rugosità di aggancio. Dopo la presa iniziale e la pulizia delle polveri, è stato proiettato un secondo strato di pari spessore.

L’elevata tissotropia della malta DMAT ha consentito l’applicazione di spessori importanti senza fenomeni di scivolamento. La finitura finale è stata eseguita a mano con frattazzo, ottenendo una superficie uniforme e compatta.

Applicazione senza rete di armatura

Sul secondo muro, dopo il riempimento manuale delle fessure si è proceduto con un unico strato di circa 4 cm di malta applicata a spruzzo senza rete di armatura. Anche in questo caso la superficie è stata rifinita manualmente per armonizzarsi con il contesto. La scelta di eliminare l’armatura di contrasto ha permesso di ridurre i tempi di esecuzione e i costi, mantenendo comunque adeguate prestazioni meccaniche grazie alle proprietà della  malta.

Risultati e benefici dell’intervento

L’applicazione della malta tissotropica DMAT nel cantiere di Ghiffa ha messo in evidenza diverse prestazioni positive. Durante la fase di posa la malta ha mostrato un’ottima lavorabilità e nessun fenomeno di segregazione o colatura, anche per spessori di 40 mm.

I valori di adesione misurati con prove a strappo (≈ 2 MPa) hanno superato ampiamente i limiti prescrittivi, attestando la solidità del sistema di ripristino. Dopo la maturazione il rivestimento si è presentato compatto e privo di cavillature superficiali: in presenza di umidità alcune microfessure hanno mostrato fenomeni di auto-cicatrizzazione, tipici della tecnologia DMAT.

Dal punto di vista ambientale l’uso di una malta ad alto contenuto di materiale riciclato e a basso tenore di clinker ha contribuito a ridurre significativamente l’impronta di CO₂ dell’intervento, stimata fino al 50 % in meno rispetto a malte tradizionali.

Inoltre, l’ approccio basato su idrodemolizione e ripristino puntuale ha evitato la demolizione completa dei muri, con conseguente risparmio di materiali, minor produzione di rifiuti e riduzione dei disagi alla circolazione. Per l’ente gestore ciò si traduce in minori costi di esercizio e in una maggiore durabilità, poiché la capacità di autoriparazione delle microfessure limita l’evoluzione dei danni futuri. I risultati ottenuti evidenziano quindi la replicabilità di questa tecnica in altri cantieri affetti da RAA o da degrado del calcestruzzo.

L’applicazione in cantiere della malta tissotropica autoriparante DMAT, realizzata lungo la A13 all’area di sosta Ghiffa, dimostra come l’innovazione dei materiali possa offrire soluzioni efficaci e sostenibili per il patrimonio infrastrutturale esistente. Grazie all’uso di idrodemolizione, alla posa a spruzzo senza casserature e alla capacità di autoriparazione,
è stato possibile risanare due muri d’ala affetti da reazione alcali-aggregato evitando la demolizione e riducendo drasticamente l’impatto ambientale. Le prove di adesione e l’osservazione in opera confermano prestazioni meccaniche elevate, eccellente aggrappo e assenza di fessurazioni significative.

I vantaggi in termini di durabilità, riduzione delle manutenzioni future e abbattimento dell’impronta di CO₂ fanno di questa tecnologia una valida alternativa alle soluzioni tradizionali di riparazione. La collaborazione tra enti pubblici, mondo della ricerca e imprese dimostra la fattibilità tecnica ed economica di progetti di questo tipo. L’intervento di Ghiffa costituisce un precedente importante: la replicabilità su scala nazionale ed internazionale potrebbe contribuire in modo significativo alla tutela e alla valorizzazione delle infrastrutture in calcestruzzo armato.

FAQ TECNICHE: Malta tissotropica autoriparante R4 per ripristino del calcestruzzo

Che cos’è una malta tissotropica autoriparante R4?

È una malta da ripristino strutturale che mantiene stabilità su superfici verticali o inclinate senza colare. La classe R4 indica l’impiego per riparazioni strutturali secondo UNI EN 1504-3. Nel caso DMAT, il testo indica un premiscelato monocomponente fibrorinforzato, con fibre in polipropilene, leganti resistenti ai solfati e ritiro compensato. La capacità autoriparante riguarda microfessure fino a 0,5 mm in presenza d’acqua.

In quali contesti si applica una malta R4 autoriparante?

Si applica nel ripristino di calcestruzzo armato e precompresso degradato, su superfici verticali, inclinate o localmente fessurate. È indicata per infrastrutture, muri d’ala, sottopassi, elementi esposti ad agenti chimici, cicli termici e degrado da RAA. Nel caso Ghiffa è stata usata su due muri d’ala di un sottopasso pedonale dell’area di sosta A13/N13, per circa 50 m² di superficie.

Quali norme regolano le malte strutturali da ripristino?

Il riferimento principale è la UNI EN 1504-3, che disciplina requisiti, prestazioni, durabilità e sicurezza dei prodotti per riparazioni strutturali e non strutturali del calcestruzzo.  La UNI EN 1504-9 definisce i principi generali per l’uso dei prodotti e sistemi di protezione e riparazione delle strutture in calcestruzzo.
Per le prove di adesione al supporto è pertinente EN 1542 / UNI EN 1542, relativa alla resistenza di aderenza per trazione diretta.

Quali vantaggi offre rispetto a un ripristino tradizionale?

Il vantaggio principale è la possibilità di ripristinare il volume degradato senza demolire integralmente l’elemento. La tissotropia consente applicazioni a spruzzo o manuali anche in spessori rilevanti, mentre l’autoriparazione può limitare l’evoluzione di microfessure. Nel testo sono indicati materiali riciclati tra 66% e 88% della massa di legante e una riduzione della CO₂ fino al 50% rispetto a malte tradizionali: dato da verificare con EPD o rapporto LCA.

Quali sono le fasi corrette di posa?

Il ciclo descritto prevede idrodemolizione del calcestruzzo ammalorato, lavaggio, preumidificazione del supporto in condizione SSD e riempimento manuale delle fessure. Seguono applicazione a spruzzo o manuale, eventuale rete di armatura, compattazione, rigatura tra strati e finitura a frattazzo. Nel cantiere Ghiffa sono stati applicati due strati da circa 4 cm su un muro e uno strato da circa 4 cm sull’altro.

Bibliografia

• [1] P. Tudori, P. Sabatini, ‘La nuova malta tissotropica autoriparante: durabilità e sostenibilità nel ripristino strutturale’, Ingenio, 2026
  
• [2] USTRA – Ufficio federale delle strade, ‘In Svizzera i primi muri con malta autoriparante DMAT’, comunicato stampa 2025