Calcestruzzo in ambiente fognario: la perdita di massa non è un indicatore affidabile di durabilità
I protocolli standardizzati per la valutazione della durabilità del calcestruzzo esposto ad ambienti aggressivi, come quelli previsti dalla norma ASTM C267, si fondano quasi esclusivamente sulla variazione di massa del provino. Una recente indagine sperimentale condotta su un insieme di 27 miscele binarie e ternarie, per un totale di 486 provini, mette in discussione l’affidabilità di questo parametro come indicatore unico del degrado strutturale. I risultati indicano che la perdita di peso può mascherare fenomeni di deterioramento interno, portando a conclusioni errate sulla resistenza effettiva del materiale.
Le quattro criticità del criterio basato sulla massa
Lo studio, pubblicato su Infrastructures (Vol. 11, pag. 171), evidenzia limiti precisi nell’impiego della sola misurazione gravimetrica. Questi limiti riguardano in particolare le miscele cementizie contenenti scorie di altoforno, pozzolane e altri leganti reattivi.
La prima anomalia riguarda le miscele con elevate percentuali di scoria. In questo caso, la superficie del provino può apparire integra e la perdita di massa può risultare trascurabile. Tuttavia, la resistenza a flessione residua cala in modo significativo. Si tratta di un ammorbidimento strutturale interno che la bilancia non rileva. Un tecnico che si basasse unicamente sul dato ponderale potrebbe ritenere idonea una miscela che in realtà ha perso gran parte della sua capacità portante.
La seconda criticità si manifesta in ambiente fognario reale, dove l’attacco è di tipo biogenico. In queste condizioni, i provini mostrano un aumento di massa. Il dato registrato è positivo, fino a +1,21%, nonostante l’aggressione chimica continui. L’incremento ponderale è dovuto alla precipitazione di sali e alla formazione di nuovi composti all’interno della matrice porosa. Questo fenomeno falsa completamente il giudizio sulla tenuta del calcestruzzo se ci si limita a pesarlo.
Accelerazione dei test e maturazione del legante
Un terzo problema riguarda la scala di concentrazione degli acidi impiegati nei test accelerati. I protocolli standard utilizzano soluzioni al 5% di acido solforico per simulare in tempi brevi l’esposizione decennale. Lo studio dimostra che questa concentrazione altera la cinetica di degradazione rispetto a condizioni realistiche con acidi all’1%. I meccanismi di corrosione e di lisciviazione non sono linearmente proporzionali alla concentrazione. Una prova al 5% può indurre modalità di attacco che non si verificano mai in esercizio.
Il quarto punto riguarda il periodo di maturazione. Per i calcestruzzi con pozzolane a lenta reattività, come il cemento, una stagionatura prolungata fino a 56 giorni migliora la resistenza fisica all’attacco acido. Al contrario, per miscele ternarie ad alte prestazioni contenenti metacaolino e fumi di silice, la stessa maturazione aumenta la perdita di massa. Il fenomeno è attribuito all’esaurimento anticipato della capacità tampone di queste miscele. Più il legante reagisce in fase di stagionatura, meno riserve alcaline rimangono per neutralizzare l’acido durante la prova.
Indicatore complementare proposto: la resistenza residua a flessione
La ricerca propone l’adozione della resistenza residua a flessione come metrica aggiuntiva obbligatoria nei protocolli di qualifica dei conglomerati destinati a reti fognarie e impianti di trattamento. Questo parametro meccanico coglie il decadimento delle prestazioni strutturali che la massa non registra. Per il progettista e per il direttore dei lavori, la conseguenza pratica è chiara: le schede tecniche dei calcestruzzi per ambienti aggressivi dovrebbero riportare non solo la perdita di peso dopo cicli di esposizione, ma anche il rapporto tra resistenza a flessione iniziale e residua.
L’impiego di leganti cementizi con scorie o pozzolane richiede cautela nella lettura dei certificati di prova. Un materiale che sembra preservare la sua geometria dopo l’attacco acido potrebbe aver subito una degradazione interna tale da compromettere la sicurezza della struttura nel medio periodo. La norma ASTM C267, da sola, non fornisce garanzie sufficienti.
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