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Domanda


Per la realizzazione di una tesi di laurea con oggetto la durabilità, alla trattazione teorica si è integrata un'applicazione pratica mediante l'ausilio di un software capace di eseguire stime di durabilità sia in termini fisici (tempo di propagazione, di innesco, ecc), sia in termini economici tramite l'input di alcuni parametri. Il  problema è quello di reperire dati attendibili in merito alla "concentrazione superficiale dei cloruri", cioè la concentrazione dei cloruri sulla superficie delle opere in calcestruzzo in funzione della località. Dove si possono reperire questi dati? 


Risposta


Sarebbe opportuno chiarire cosa intende per “concentrazione superficiale dei cloruri”. Se lei semplicemente intende il contenuto di cloruri misurati sullo strato più superficiale del copriferro (ad esempio nei primi 2-10 mm), nella letteratura scientifica è riportato un numero elevatissimo di profili dei cloruri rilevati su strutture esposte ad ambienti diversi e realizzate con i calcestruzzi di varia composizione. Molti dati li trova, ad esempio, negli atti del 2nd International RILEM Workshop Testing and modelling the chloride ingress into concrete, C. Andrade, J. Kropp (Eds.), PRO 19, RILEM Publications, 2000. Guardando questi dati emerge una elevata variabilità di questo parametro, ad esempio in funzione del tipo di calcestruzzo o delle condizioni di esposizione.

Se lei intende invece con “contenuto superficiale dei cloruri” il parametro Cs da introdurre in una qualche soluzione della seconda legge di Fick per tracciare i profili di penetrazione dei cloruri nel tempo, la questione è più complessa. Ad esempio, considerando la relazione più utilizzata:

il parametro Cs è in genere determinato per interpolazione dei profili di contenuto di cloruri, insieme al coefficiente di diffusione dei cloruri (D). Anche in questo caso in letteratura sono riportati molti valori di Cs e D ricavati dall’interpolazione di profili reali. Peraltro è stato mostrato come sia il coefficiente di diffusione sia Cs dipendano, oltre che dalle condizioni di esposizione e dalla composizione del calcestruzzo, anche dal tempo. Alcuni autori sostengono che Cs vari nei primi anni di esposizione e poi assuma un valore pressoché costante, altri autori sostengono invece che continui ad aumentare nel tempo (sono stati proposti andamenti di vario tipo). È stato inoltre mostrato come il valore di Cs (oltre che di D) dipenda fortemente dal modo in cui vengono interpolati i punti sperimentali (in particolare, da come vengono considerati i dati superficiali quando i profili di penetrazione presentano un tratto iniziale in cui il contenuto di cloruri aumenta all’aumentare della profondità, a causa del dilavamento superficiale).

Per questi motivi, le equazioni ricavate dalla II legge di Fick, come quella riportata sopra (che assume costanti sia Cs sia D), non possono essere utilizzate per la previsione della vita di servizio.  Questo deriva semplicemente dal fatto che la penetrazione dei cloruri nel calcestruzzo non è mai un fenomeno puramente di tipo diffusivo e, quindi, non può essere descritto con la II legge di Fick. La maggior parte dei modelli di previsione del tempo di innesco della corrosione da cloruri, tuttavia, si basano sull’equazione precedente, utilizzandola come semplice strumento matematico per tracciare i profili di penetrazione dei cloruri nel tempo e introducono dei coefficienti correttivi che modificano Cs e D per prendere in considerazione gli effetti dei fattori che ho accennato prima (e di altri ancora). Un tentativo di fornire dei coefficienti correttivi per la stima della vita utile delle strutture soggette a penetrazione dei cloruri è riportato nel recente Model Code for Service Life Design, pubblicato dalla Federazione Internazionale del calcestruzzo (FIB), nel Bulletin d’information No. 34 del febbraio 2006 e recentemente tradotto in italiano a cura dell’AICAP. 

Prof. Luca Bertolini

 

 

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