Degrado del Cemento Portland Degrado superficiale porosit capillare

Degrado del Cemento Portland

Degrado superficiale – porosità capillare cemento acqua • Lo strato superficiale interessato dal degrado è tanto più profondo quanto maggiore è la porosità capillare. • Lo strato superficiale decoeso (polverizzazione) viene asportato esponendo una nuova superficie all’azione del degrado. Strato superficiale interessato dal degrado

Effetto delle acque dilavanti sul cemento indurito Nella pasta di cemento indurita il gelo CSH e la Portlandite sono in equilibrio: CSH Ca(OH)2 Acqua a contatto con il cemento può alterare questo equilibrio attraverso il seguente meccanismo: a)Solubilizzazione della Portlandite: Ca(OH)2 → Ca++ + 2 OHb)Decomposizione progressiva del gelo CSH → SH + Ca++ + 2 OH§Il gelo CSH si trasforma in silicati idrati a basso tenore di calcio, dotati di scarse proprietà leganti, fino a diventare silice idrata SH (Si. O 2. n. H 2 O). §Le acque in movimento hanno il massimo potere di dilavamento.

Effetto delle acque dilavanti sul cemento indurito Ruolo della CO 2 nell’acqua a contatto La presenza di CO 2 nell’acqua a contatto può trasformare la Portlandite (solubile) in carbonato di calcio insolubile: La presenza di Ca. CO 3 blocca il processo di decomposizione del gelo. Il Carbonato di calcio può essere però, a sua volta, sciolto in un’acqua in cui ci sia un eccesso di anidride carbonica: creando le condizioni di decomposizione del gelo CSH.

Effetto delle acque dilavanti sul cemento indurito Ruolo della CO 2: Acque aggressive ed incrostanti Costante di equilibrio K: Da questa relazione si ricava la [CO 2] di equilibrio: Se [CO 2] effettiva > [CO 2] eq l’acqua è aggressiva Se [CO 2] effettiva < [CO 2] eq l’acqua è incrostante Se [CO 2] effettiva = [CO 2] eq l’acqua è ininfluente

Effetto delle acque dilavanti sul cemento indurito Ruolo della CO 2: Acque aggressive ed incrostanti Le acque aggressive non consentono la formazione di Ca. CO 3 protettivo oppure, se si era precedentemente formato, lo portano in soluzione. Il cemento è destinato ad un progressivo degrado. Le acque potenzialmente più aggressive sono quelle che contengono bassa concentrazione di Ca++ e HCO 3– (acque dolci) quali quelle meteoriche o di condensa. Per esse, infatti, basta una piccola quantità di CO 2 per superare la concentrazione di equilibrio, relativamente bassa, e rendere l’acqua aggressiva. Acqua aggressiva degrado Ca++ OH- Ca. CO 3 Acqua incrostante protezione

Attacco solfatico esterno sul cemento Portland indurito Per attacco solfatico esterno (ESA) si intende una serie di reazioni chimiche tra gli ioni SO 4 -2, presenti nei terreni o nelle acque a contatto con opere cementizie, e i componenti del cemento indurito: Portlandite, i geli CSH e CAH, il monosolfato (C 3 A. Ca. SO 4. 12 H 2 O). Interazione con la Portlandite: L’azione di degrado deriva dall’aumento di volume connesso alla formazione del gesso e alle tensioni interne indotte. Se tali tensioni superano i limiti di resistenza del cemento si assiste al progressivo degrado superficiale del cemento con perdita di materiale che espone nuova superficie all’azione di degrado dello ione solfato. Tutte le forme di attacco sono tanto più profonde e veloci quanto maggiore è la porosità capillare, cioè quanto maggiore è il rapporto a/c utilizzato per il confezionamento dell’impasto.

Attacco delle acque solfatiche sul cemento Portland indurito Interazione con gelo CSH Quando tutta la Portlandite viene allontanata inizia il processo di decalcificazione del gelo CSH con formazione di altro gesso: Il processo di decalcificazione è accompagnato, inoltre, da un progressivo indebolimento meccanico fino a che il gelo CSH non si sia trasformato in silice idrata (SH) priva di proprietà leganti:

Attacco delle acque solfatiche sul cemento Portland indurito Interazione con gelo CAH v. Sia gli ioni solfato sia il gesso formatosi attraverso i precedenti meccanismi interagiscono con il gelo CAH per formare ettringite. v. Il monosolfato si ritrasforma in ettringite. Anche in tale caso il degrado è da attribuire ai fenomeni espansivi legati alla formazione dell’ettringite.