Miglioramento ecocompatibile dei rivestimenti silicatici per l’acciaio mediante estratto di Lawsonia inermis come disperdente e inibitore di corrosione a doppia funzione

Il bilancio delle prove elettrochimiche premia senza ambiguità una sola formulazione: il rivestimento silicatico a base di zinco e alluminio addittivato con estratto di foglie di Lawsonia inermis, la pianta nota come henné, dosato al 5% in peso. Dopo 35 giorni di immersione in soluzione di NaCl al 3,5% in peso, questa miscela ha fornito la più alta impedenza e la massima resistenza alla polarizzazione tra tutte le condizioni esaminate, comprese quelle prive di additivo.

I risultati sono restituiti in un articolo pubblicato su Construction Materials, Vol. 5, pag. 87, firmato da Le Thi Nhung, Nguyen Hoang, Truong Anh Khoa, Phan Minh Phuong e Thanh-Danh Nguyen (doi: 10.3390/constrmater5040087). L’impostazione è dichiaratamente ecocompatibile: l’estratto vegetale viene incorporato nel sistema protettivo con l’obiettivo di migliorare la resistenza alla corrosione dell’acciaio.

Cloruri e corrosione, la posta in gioco per l’acciaio nelle costruzioni

Il degrado da corrosione resta una criticità costante per le strutture in acciaio, con un’esposizione particolarmente severa negli ambienti costieri e industriali, dove l’azione dei cloruri accelera l’evoluzione del danno fino alla rottura strutturale. Su questo fronte la ricerca ha valutato l’inserimento dell’estratto di henné nei rivestimenti silicatici, preparando formulazioni a tenori crescenti di additivo, da 0 a 12% in peso, per quantificarne l’influenza sulla struttura del film, sull’adesione e sul comportamento elettrochimico del sistema.

Dispersante e inibitore, le due mansioni dell’additivo vegetale

Il miglioramento delle prestazioni viene ricondotto a due meccanismi che operano in parallelo. Nella massa della formulazione l’estratto agisce come dispersante, favorendo una distribuzione uniforme dei pigmenti di zinco e alluminio e riducendo la porosità del rivestimento, con effetti diretti sulla qualità della barriera. Sull’interfaccia con il metallo, invece, l’estratto si comporta da inibitore di corrosione di origine naturale, sviluppando sulla superficie dell’acciaio un film protettivo adsorbito. La combinazione delle due azioni fonda l’incremento di protezione registrato nelle prove.

FTIR, XRD, XRF e SEM: la microstruttura si compatta al 5%

Le caratterizzazioni fisico-chimiche hanno incrociato spettroscopia infrarossa con trasformata di Fourier (FTIR), diffrazione di raggi X (XRD), fluorescenza a raggi X (XRF) e microscopia elettronica a scansione (SEM). Dal confronto tra le formulazioni il tenore al 5% in peso risulta quello che ottimizza la dispersione dei pigmenti, con una microstruttura del rivestimento più densa e più omogenea rispetto alle altre condizioni di dosaggio.

Impedenza e polarizzazione dopo 35 giorni di immersione

La verifica prestazionale si è svolta in ambiente elettrochimico: i campioni sono stati immersi per 35 giorni in soluzione di NaCl al 3,5% in peso e quindi analizzati mediante spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS) e prove di polarizzazione potentiodinamica. La formulazione con il 5% di estratto ha registrato l’impedenza più elevata e la resistenza alla polarizzazione massima, a conferma di una maggiore resistenza alla corrosione rispetto alle restanti miscele.

Le condizioni di prova in sintesi

Per chi si occupa di durabilità, il dato di rilievo è che un incremento misurato elettrochimicamente sia stato ottenuto dosando nei rivestimenti un additivo di origine naturale. Gli autori ne ricavano un’indicazione sul potenziale degli additivi di origine biologica per il miglioramento della durabilità a lungo termine delle infrastrutture in acciaio, con un supporto allo sviluppo di materiali protettivi sostenibili per il settore delle costruzioni.