Il restauro del calcestruzzo

Prima di intraprendere qualsiasi riparazione delle strutture in calcestruzzo, è essenziale scoprire la causa o le cause del deterioramento. Lo scopo non è solo quello di documentarne i tipi e l'entità, ma anche di investigare sulla causa o le cause di tale deterioramento e fornire un rimedio appropriato per prevenirlo o limitarlo.

Indagini

Le tecniche d'ispezione devono riguardare:
1. la verifica dell'integrità strutturale, la localizzazione dei ferri di armatura e di eventuali fessurazioni;
2. la qualità e la composizione del calcestruzzo e la stima dei valori di resistenza meccanica;
3. la determinazione della profondità di carbonatazione;
4. l'accertamento delle condizioni dei ferri di armatura.

Prove in situ

Esame visivo

L'esame visivo è il primo passo. È importante registrare quante più informazioni possibili poiché queste possono essere utilizzate per spiegare alcuni fenomeni. Per esempio, il motivo degli alti livelli di cloruri nel calcestruzzo.
La presenza di fessure, di forma irregolare e magari localizzate sulle pavimentazioni, ma non sulle strutture casserate (travi, pilastri ecc.), può essere il sintomo di una fessurazione indotta dal ritiro plastico per assenza di stagionatura umida subito dopo la finitura del pavimento. D'altra parte, la presenza di fessure dislocate in corrispondenza di determinati ferri di armatura, lungo strutture casserate, può indicare che esse sono comparse per effetto del ritiro igrometrico a causa di un'eccessiva quantità di acqua nell'impasto del calcestruzzo.

Magnetometria

Le analisi con il covermeter possono avere tre finalità:
1. localizzare i ferri di armatura, i cavi di precompressione, le legature ecc. anche per evitarli durante il prelevamento di carote o durante l'esame con ultrasuoni;
2. determinare il diametro dei ferri di armatura e l'intraferro;
3. determinare lo spessore minimo del copriferro e le sue variazioni.

Determinazione della profondità di carbonatazione

La determinazione sperimentale dello strato carbonatato si può effettuare, in modo molto semplice, spruzzando sulla superficie di fresca frattura del calcestruzzo una soluzione alcolica di fenolftaleina. Le zone a pH superiore a 9 assumono la colorazione violacea, tipica della fenolftaleina in ambiente basico. In effetti, anche se la fenolftaleina non visualizza il calcestruzzo parzialmente carbonatato, per esempio con pH compreso tra 9 e 11,5, l'errore che si compie nell'individuazione del fronte di carbonatazione è modesto perché il passaggio da pH superiore a 12 a pH inferiore a 9 avviene nello spazio di alcuni millimetri.

Determinazione della resistenza meccanica con sclerometro

L'utilizzo dello sclerometro di Schmidt permette di determinare la resistenza meccanica del calcestruzzo in situ senza eseguire carotaggi. Queste prove in genere sono riportate come "prove superficiali", poiché la resistenza dell'intero calcestruzzo è valutata da prove eseguite sulla "corteccia" del calcestruzzo stesso. Tuttavia, queste prove non distruttive e superficiali presentano notevoli vantaggi:

• sono semplici e veloci da eseguire;
• sono di valido aiuto nel decidere dove è opportuno prendere le carote.

Determinazione della velocità delle onde ultrasoniche

La determinazione della velocità delle onde ultrasoniche è descritta in dettaglio in numerose norme nazionali. La prova si basa sul fatto che la velocità degli ultrasuoni nel calcestruzzo dipende sia dalla densità sia dalle proprietà elastiche del materiale. Poiché il modulo elastico è legato alla resistenza del calcestruzzo, la velocità delle onde ultrasoniche può essere usata per stimare la resistenza. La misurazione della velocità è anche influenzata dai difetti nel calcestruzzo.

Stato di conservazione delle armature

La corrosione dei ferri di armatura nel calcestruzzo è il sintomo di degrado più frequente che si osserva nelle strutture in calcestruzzo. Quando le barre dei ferri di armatura iniziano a corrodersi, non si nota perdita di resistenza, ma i risultati della corrosione dei ferri di armatura sono la fessurazione e la frattura del calcestruzzo.
Varie tecniche d'ispezione sono utilizzate per ricercare la corrosione dell'acciaio nel calcestruzzo. Le prove più utilizzate in situ sono quelle di rilevamento del potenziale di semicella e la prova di resistività del calcestruzzo (UNI 9535 e UNI 10174).

Prove in laboratorio

Determinazione della resistenza meccanica del calcestruzzo su carote

Le carote sono prelevate per uno o più dei seguenti motivi:
1. stimare la riserva di resistenza del calcestruzzo (resistenza potenziale):
2. determinare la resistenza del calcestruzzo per l'analisi strutturale;
3. indagare eventuali deterioramenti nella struttura a causa di attacchi chimici, fuoco ecc;
4. dereminare la qualità del calcestruzzo.

Determinazione del contenuto di cemento e del rapporto acqua-cemento

Le metodologie di prova sono descritte in dettaglio in alcune norme. È da tenere presente, in ogni caso, che i metodi analitici possono dare valori:
1. con approssimazione di 40-60 kg/ml per il dosaggio del cemento nel calcestruzzo indurito, con prove condotte su quattro campioni indipendenti;
2. con un'approssimazione di ± 0,15 del rapporto a/c originale su calcestruzzo non deteriorato e non carbonatato, con contenuto di cemento nella gamma di 250-500 kg/m3 e rapporti a/c nell'intervallo 0,4-0,8, - sempre che gli aggregati siano insolubili in acido.

Materiali per la riparazione

Nella maggior parte dei casi, il restauro consiste in una semplice asportazione delle parti deteriorate (o ammalorate) seguita da una sostituzione con malta o nuovo calcestruzzo. L'operazione di sostituzione, che è realizzabile con estrema facilità dal punto di vista tecnico, si presenta invece più problematica per quanto riguarda l'affidabilità del restauro eseguito.

Il problema per questo tipo di interventi è l'adesione tra il nuovo riporto, cioè tra il calcestruzzo fresco e la superficie della vecchia struttura. Un getto di calcestruzzo eseguito su di un getto preesistente non aderisce e tende a distaccarsi. Il motivo è, in genere, attribuito al ritiro, che crea uno scorrimento differenziato tra il getto vecchio e il nuovo, durante la sua essiccazione.

Malte a base di resine

Un caso limite, che per piccoli restauri costituisce una valida alternativa ai metodi illustrati, consiste nell'effettuare il restauro con calcestruzzi, o malte, a base di resina anziché di cemento. La pasta di cemento è in tal caso sostituita da una fase liquida (per esempio resina epossidica o poliestere, pura o in soluzione) capace, a causa della bassa tensione superficiale, di bagnare bene la superficie del calcestruzzo asciutto e di indurire per aumento di viscosità secondo i canoni di un buon adesivo. I requisiti delle resine sono:

• non essere dannose per la salute;
• reversibilità, cioè essere rimovibili nel caso di danneggiamento o degradazione per riportare il sistema nelle condizioni preesistenti l'intervento;
• durabilità anche in presenza di pioggia, raggi solari, UV;
• compatibilità con il substrato originale, in altri termini esclusione di reazioni chimiche indesiderate tra le resine e il calcestruzzo;
• non rilasciare prodotti secondari.

I polimeri di più ampio utilizzo sono i poliesteri e gli epossidici.
La reversibilità è un aspetto negativo nell'utilizzo delle resine, in quanto, trattandosi di polimeri reticolati e non più modificabili dopo la posa in opera, sono asportabili solo per degradazione termica a temperature molto elevate (oltre 300 °C).

Le resine poliestere hanno il vantaggio della semplicità, perché tutti i componenti della reazione di curing sono contenuti nella resina liquida; l'induritore è un filler che contiene un catalizzatore in polvere che avvia la reazione. La quantità di filler catalizzante da aggiungere non è, di solito, critica sempre che sia aggiunta una quantità minima soglia. Ciò dà la possibilità di adattare il contenuto di filler al lavoro da eseguire, cosicché il prodotto può essere impiegato come malta semi fluida, malta intonacabile o miscela densa per iniezioni.

Le resine poliestere sono soggette a una reazione molto rapida e, durante questa reazione, subiscono un elevato ritiro.

Le resine epossidiche induriscono per aggiunta di un induritore. La reazione è favorita dalla presenza di un catalizzatore. L'induritore è un liquido la cui quantità deve essere misurata con esattezza per trasformare lo sciroppo base in resina. Un eccesso di ogni componente può portare a una resina indurita più soffice e più debole, per effetto del liquido non reagito. Benché siano stati fatti progressi nello sviluppo di formulazioni tolleranti piccoli eccessi di ogni componente, è necessario che questi due componenti siano usati nelle loro proporzioni corrette. La reazione delle resine epossidiche causa una leggera riduzione di volume allo stato liquido, ma una volta avvenuta la gelazione non vi è un ulteriore ritiro. A differenza dei poliesteri, la reazione di polimerizzazione degli epossidici avviene con un basso sviluppo di calore e, di conseguenza, una trascurabile contrazione termica al raffreddamento.

I formulati di resina possono essere usati come stucco per riempire lesioni. Oltre a unire il calcestruzzo e a ripristinare l'integrità strutturale, la resina iniettata sigilla le crepe, evitando la penetrazione di acqua o di altri agenti aggressivi. L'utilizzo nelle riparazioni del calcestruzzo riguarda in misura maggiore le malte.

Le malte di poliestere sono utilizzate per piccoli lavori e sono impiegate per riparare spigoli rotti e danni locali. Le malte epossidiche, per il loro basso ritiro, sono usate per riparazioni più ampie rispetto alle malte poliestere, sebbene debba essere sempre considerato l'effetto della massa sullo sviluppo di calore. Quando sono usate per spessori fino a 5 mm, la malta epossidica può essere applicata su zone molto ampie; se utilizzate in spessori maggiori, per evitare l'eccessiva tensione dovuta alla contrazione termica, può essere applicata in strati successivi.

Questi materiali presentano una resistenza a compressione dell'ordine di 50-100 N/mm2 . Notevole è la loro tensione di trazione e flessione che sono rispettivamente circa 4 e 6 volte superiori a quella dei calcestruzzi di cemento portland. Questo conferisce loro un ottimo comportamento anche sotto severe condizioni di impatto e di abrasione e il loro uso è raccomandato in riparazioni di spigoli, di giunti di pavimentazione, di gradini delle scale e in altri simili applicazioni. Il vantaggio, rispetto alla malta cementizia, è la maggiore velocità di indurimento.

Trattamenti per i ferri arrugginiti

La maggior parte dei lavori di riparazione del calcestruzzo riguarda il ripristino del calcestruzzo armato in seguito all'arrugginimento dei ferri d'armatura. In genere è necessario rimuovere i prodotti di corrosione dell'acciaio prima di ricostruire il calcestruzzo. L'eccessivo costo di questa operazione può essere evitato solo nel caso di strati di ruggine leggeri, usando trasformatori chimici di ruggine. Tuttavia, i più comuni in commercio non sono adatti nella riparazione del calcestruzzo perché la copertura di fosfato, prodotto da tali vernici, è sensibile all'acqua ed è richiesto l'impiego di un rivestimento di gomma clorurata (caucciù) prima di rimettere il calcestruzzo. Altri trasformatori della ruggine sono a base di tannino, apparendo i più idonei.

Un approccio alla protezione dei ferri di armatura è l'uso delle coperture con resina epossidica, contenente un pigmento anti-corrosivo come il cromato di zinco. Questo sistema dà una buona protezione quando l'intera barra è ricoperta. Invece è rischioso quando è accessibile solo una limitata lunghezza della barra. Se la corrosione inizia oltre la zona rivestita, la ruggine può progredire lungo la barra sotto il rivestimento epossidico. In alternativa, il rivestimento con resine epossidiche a base zinco dà una pellicola che contiene più del 95% di zinco metallico.

Tecniche di riparazione

Quando la corrosione dell'acciaio è avvenuta, il calcestruzzo deve essere rimosso intorno all'intera circonferenza della barra e questo processo di rimozione deve continuare almeno 50 mm lungo la barra oltre l'estensione della corrosione.

Se i ferri di armatura messi a nudo sono arrugginiti, è essenziale rimuovere i prodotti della corrosione prima di iniziare il lavoro di riparazione. La necessità di rimuovere la ruggine è spesso messa sotto accusa quando non vi sono cloruri coinvolti. La questione sorge perché l'acciaio arrugginito è usato nelle nuove costruzioni. C'è una grande differenza. Sui nuovi ferri di armatura la patina molto fine di ruggine è convertita in una pellicola di ossido passivante per reazione con la pasta cementizia alcalina. Se vi è uno spesso deposito di ruggine, come può accadere nel caso in cui il film passivante è stato distrutto e la corrosione ha reso necessario la riparazione, la pasta cementizia del nuovo calcestruzzo o della malta non saranno capaci di convertire la ruggine interamente e non si svilupperà il film passivante sull'acciaio.
La sabbiatura è la via più efficace per pulire l'acciaio. Togliere la ruggine con una spazzola metallica è errato poiché essa incide solo superficialmente la ruggine dando l'impressione ingannevole di una superficie metallica lucida.

L'acciaio pulito e umido incomincerà ad arrugginire entro poche ore se non è ben protetto. Se deve essere incassato nel calcestruzzo non vi è alcun problema poiché, come osservato in precedenza, la ruggine sarà convertita per reazione con la pasta cementizia alcalina. Invece, se l'acciaio deve ricevere un trattamento protettivo (rivestimento epossidico ricco in zinco) questo è più efficace sull'acciaio lucente e pulito. In genere 4-5 ore sono considerate come il tempo massimo che deve trascorrere tra la sabbiatura e l'applicazione del rivestimento.

Trattamenti superficiali

Se lo stato di degrado è solo incipiente, può essere preferibile tentare di difendere la struttura dal procedere dell'aggressione piuttosto che ricostruire le parti ammalorate. Si può ricorrere a trattamenti della superficie de¬stinati a impedire, o ritardare, l'azione degli agenti aggressivi. Simili trattamenti possono essere effettuati anche su strutture nuove al fine di prevenire fin dall'inizio forme di degrado, prevedibili in ambienti aggressivi come, per esempio, le aree urbane o industriali.

La funzione di questi trattamenti è sempre quella di prevenire il contatto con l'ambiente esterno, in particolare con l'acqua o il suo vapore. La via più semplice consiste in una verniciatura effettuata con ricoprenti o sigillanti. La protezione dura per tutto il periodo in cui lo strato protettivo si mantiene perfettamente integro e aderente alla superficie del calcestruzzo, in seguito un'eventuale infiltrazione o condensa di acqua tra calcestruzzo e strato protettivo può trasformare la protezione stessa in un danno piuttosto che in un vantaggio.
Un'altra possibilità consiste nel trattare la superficie del calcestruzzo con impermeabilizzanti e turapori in modo che non sia più bagnabile dall'acqua.

Ricoprenti e sigillanti

Questi formano sulla superficie del calcestruzzo un film continuo, privo di fori, di spessore limitato, che agisce da barriera al passaggio dell'acqua o alla diffusione dell'anidride carbonica. Questi materiali penetrano leggermente nei pori del calcestruzzo. I ricoprenti sono costituiti da una pellicola di 100-300 µm, da applicare in due o più strati, sebbene siano anche usati ricoprenti più spessi.
I ricoprenti e sigillanti usati per il calcestruzzo includono copolimeri epossidici, poliesteri, acrilici, poliuretanici, vinilici, butadienici e polietilenici, vernici alchidiche, bituminose e oleoresinose come olio di lino. Nel ricoprente può essere miscelato un filler affinché sia applicabile con maggior spessore o per migliorare la resistenza all'abrasione. Nei ricoprenti colorati sono utilizzati pigmenti vari.
Un'importante caratteristica dei ricoprenti per calcestruzzo è che l'integrità della pellicola non deve essere distrutta dall'alcalinità del substrato di calcestruzzo. Pitture a base di olio, per esempio, hanno poca resistenza agli alcali e sono usate solo con primer alcali-resistenti.

Impermeabilizzanti

Questi trattamenti sono effettuati con materiali idrofobi che ricoprono il calcestruzzo e impediscono la penetrazione di acqua (per esempio quella piovana). I materiali più importanti di questa classe sono basati su composti siliconici3. La resina siliconica è disciolta in un solvente organico che, con l'evaporazione, deposita la resina idrorepellente sulle pareti dei pori del calcestruzzo. Il silicone può legarsi chimicamente al substrato cementizio. I silani, monomeri della resina siliconica, che possono essere usati non diluiti o diluiti in etanolo, reagiscono con l'umidità presente nei pori per formare la resina di silicone, chimicamente legata al substrato. La reazione non è spontanea e avviene dopo alcuni giorni. I silani hanno molecole piccole che penetrano in profondità nel calcestruzzo (2-3 mm). D'altra parte, essendo costituito da sostanze volatili, il silano applicato evapora facilmente.
Gli oligo-silossani si formano per polimerizzazione del silano monomerico con la formazione di lunghe catene. Il vantaggio di questi composti è che sono meno volatili dei silani monomerici. Sono anche utilizzati trattamenti idrorepellenti basati su soluzioni di stearati in alcool etilico. Come le resine di silicone, esse sono usate nel trattamento di murature e il loro comportamento è simile a quello delle resine di silicone.

Turapori

Questi prodotti penetrano nel calcestruzzo e otturano i pori. Per alcuni materiali la chiusura dei pori è un prodotto della reazione tra il penetrante e i composti già presenti nel calcestruzzo. Gli esempi più comuni di questo gruppo sono i silicati e i fluorosilicati liquidi che reagiscono con l'idrossido di calcio nel calcestruzzo per formare, nel caso di silicati, gel di C-S-H e, per il fluorosilicato, l'insolubile fluorosilicato di calcio. Alcuni sigillanti, come le resine epossidiche o acriliche, possono avere una sufficiente penetrazione da essere considerate turapori per indurimento in seguito a reazione chimica con il substrato.

Malte e premiscelati cementizi

Si definisce malta cementizia la miscela di leganti inorganici, aggregati fini, acqua ed eventuali additivi organici e/o inorganici, in proporzioni tali da conferire alla miscela adeguate caratteristiche. Essa si differenzia dai calcestruzzi per la sola assenza della componente granulometrica di maggior pezzatura. Per la maggiore area superficiale offerta dagli aggregati, le malte devono avere un contenuto di legante, rispetto al calcestruzzo, maggiore. Una malta cementizia può avere un contenuto di cemento sino a 700 kg/m3.

Dall'iniziale miscela di leganti (calce aerea e/o idraulica), aggregati e acqua, direttamente preparata in cantiere mediante lavorazione manuale in cui, per ottenere un prodotto di buone caratteristiche, molto era dovuto all'esperienza dell'addetto alla preparazione, si è giunti alle attuali confezioni premiscelate in stabilimento. Queste ultime sono pronte all'uso con la sola aggiunta dell'acqua d'impasto e garantite, a priori, di qualità standard, secondo i principi della produzione industriale. Soprattutto, si è passati da un prodotto a bassa specializzazione e vasto spettro di applicazione a una famiglia di semilavorati, ognuno con la sua nicchia d'impiego ottimale.

Le tecnologie di preparazione delle malte offrono elevate garanzie per quanto attiene le caratteristiche prestazionali. Tuttavia, decisive per la qualità finale dei manufatti, sono ancora le tecniche di lavorazione in cantiere.
Per le malte premiscelate e confezionate in sacchi, è il dosaggio dell'acqua, effettuato in cantiere, l'operazione cruciale che influisce sul livello prestazionale. Un eccesso di acqua d'impasto genera una malta soggetta a ritiro e penalizzazione delle caratteristiche di resistenza, mentre una malta con poca acqua d'impasto è di difficile lavorazione. In entrambi i casi, poi, le malte in opera possono essere danneggiate se non sono previste le influenze delle condizioni ambientali (temperatura e umidità relativa) in cui avviene l'indurimento. Per questo motivo, i cataloghi e le schede tecniche dei diversi prodotti riportano sempre le quantità di acqua da aggiungere e le temperature massime e minime oltre le quali se ne sconsiglia l'applicazione.

Tipologie

È possibile individuare, nel panorama delle offerte attuali, varie tipologie di malte:

• Malte aeree, costituite da calce idrata o gesso più sabbia.
• Malte idrauliche, costituite da: calce idraulica più sabbia (queste malte presentano caratteristiche di resistenza meccanica superiori a quelle delle malte aeree, ma sempre inferiori a quelle a base di cemento); cementi più sabbia; calce aerea più pozzolana più sabbia.
• Malte bastarde o composite, costituite da sabbia e due o più leganti allo scopo di combinare i vantaggi di ciascuno di essi; nella composizione è necessario tenere in considerazione le compatibilità dei diversi leganti impiegati.

Le malte sono sempre addittivate, allo scopo di modificarne alcune proprietà allo stato fresco e/o allo stato indurito. Tutte queste malte si trovano in commercio anche nelle varietà ad alta adesione, tixotropiche, fibrorinforzate, termoisolanti, con aggregati leggeri, pompabile, con asciugatura rapida.

Il campo di utilizzo delle malte si può schematizzare nel seguente elenco.

• Malte per murature: possono essere impiegate tutte le malte elencate in precedenza. Per muri sollecitati sono preferite le malte a base di calce idraulica rispetto a quelle a base di calce aerea, per la maggiore resistenza meccanica.
• Malte per intonaci: si possono utilizzare tutti i tipi di malte sopra descritte, tenendo presente che la granulometria della sabbia deve essere, in generale, più fine.
• Malte per sottofondi: per pavimenti realizzabili con elementi rigidi (piastrelle) si usano, in genere, malte composite, con prevalenza di malte costituite da calce aerea e calce idraulica. Si utilizzano, invece, malte cementizie per la posa di rivestimenti flessibili (moquette, linoleum).
• Malte speciali: a ritiro controllato, anticorrosive, espansive, a presa rapida. Esse sono sempre a base cementizia con aggiunta di specifici additivi.

Malte per intonaci

L'intonaco è uno strato di rivestimento protettivo delle murature. Esso, oltre alla funzione protettiva, assume talvolta una funzione estetica.

L'intonaco deve assolvere alcune funzioni:

• allo stato fresco, aderire alla struttura senza produrre l'effetto slump (crollo) e, dopo indurimento, legarsi a questa;
• opporsi al passaggio dell'acqua, senza essere del tutto impermeabile, ma permettendo alla parete la necessaria traspirazione dall'interno all'esterno;
• essere resistente per far fronte al degrado in genere;
• non fessurarsi in conseguenza del ritiro.

L'intonaco è costituito da una malta che forma un rivestimento compatto e sottile sulla muratura. Il primo strato, a contatto con la muratura, è il rinzaffo (detto anche intonaco rustico): esso forma la struttura portante in aderenza alla muratura ed è regolarizzato, ma non completamente rifinito. Talvolta, è sostituito da una soluzione "aggrappante" costituita da polimeri dispersi in acqua.

Il secondo strato è la stabilitura, o arricciatura o intonaco civile. Esso ha la funzione di rifinire l'opera e permettere l'applicazione di uno strato protettivo. L'ultimo strato (colla) ha la funzione di proteggere l'intonaco e renderlo gradevole.

Intonaco a base di calce aerea

In un edificio, per creare un ambiente sano e confortevole, dal punto di vista dell'abitabilità, è necessario che i valori di umidità e di qualità dell'aria al suo interno siano contenuti entro determinati valori.
Un intonaco a completa base cementizia ha una scarsa traspirabilità e, quindi, scambierà poca aria con l'ambiente esterno. L'aria, all'interno degli ambienti, risulterà in breve tempo "viziata". Inoltre, il vapore che è prodotto dalle persone, se non ha la possibilità di scaricarsi all'esterno, si condenserà sulle pareti, con conseguenti fenomeni di presenza di superfici bagnate e di eccesso di umidità all'interno.
Per evitare questi inconvenienti, è necessario che tutto l'edificio abbia la possibilità di "respirare" e di interagire con l'ambiente esterno. Quindi il materiale che costituisce la tamponatura delle varie sezioni abitabili dell'edificio deve essere traspirante, caratteristica legata alla porosità della malta. Un intonaco a calce possiede una porosità ben superiore a quella di un intonaco cementizio.
Per la composizione di una malta da intonaco a base di calce, il rapporto volumetrico fra aggregato e legante può oscillare tra valori che vanno da 2 a 3 parti di aggregato a 1 parte di legante. Vale, in ogni caso, il principio che la pasta di calce (legante più acqua) deve riempire solo in parte i vuoti della sabbia che si formano durante il costipamento, per favorire la penetrazione dell'anidride carbonica in profondità.

Intonaco a base di calce idraulica

Le malte a base di calci idrauliche, a differenza delle malte a base di cemento, presentano una notevole porosità. Ne deriva la capacità di costituire un polmone igrometrico che è determinante per lo scambio di vapore ed aria con l'esterno.
La calce idraulica, inoltre, a differenza del cemento, è dotata di un'elevata plasticità che le è conferita dalla presenza della calce al suo interno. Non raggiungendo poi gli elevati valori di modulo elastico caratteristici dei cementi, mantiene flessibilità per sopportare bene le forti escursioni termiche.

Intonaco a base cementizia

Questo tipo di intonaco presenta una notevole resistenza ed una bassa porosità, con conseguente impermeabilità al vapore.
Per evitare rischi di fessurazioni, in questo tipo di intonaco è opportuno che il dosaggio di cemento diminuisca progressivamente nell'applicazione dei diversi strati, dall'interno verso l'esterno.
L'intonaco di finitura, il più delle volte, è costituito da malte a base di leganti polimerici. Tali superfici di finitura conferiscono all'intonaco una protezione compatta, il che è soddisfacente rispetto all'impermeabilizzazione delle strutture. Questa compattezza influisce, però, negativamente sul comportamento dell'intero rivestimento in quanto l'acqua e l'umidità, che si possono accumulare nello strato di fondo del rivestimento, non riescono a evaporare verso l'esterno, con conseguenti rigonfiamenti e rotture del rivestimento.

Intonaco con malta bastarda

L'intonaco a base di sola calce presenta bassa resistenza meccanica, tempi di indurimento piuttosto lunghi. Questi inconvenienti possono essere eliminati o attenuati con l'aggiunta moderata di leganti idraulici. Le resistenze meccaniche che si sviluppano, così come la durabilità, l'impermeabilità all'acqua e la traspirabilità dipendono dalla quantità e qualità dei leganti idraulici presenti.

• Le malte più comuni sono quelle ottenute aggiungendo alla calce idraulica una quantità variabile di cemento al fine di migliorarne la resistenza meccanica.
• Un altro tipo di malta composta è ottenuto aggiungendo una piccola quantità di calce idrata alla malta cementizia. Questa combinazione rende la malta più lavorabile e meno soggetta al ritiro e alle fessurazioni.
• Un'altra miscela è costituita da calce idrata, calce idraulica e cemento, al fine di ottenere una malta adatta agli intonaci esterni.
• Per il rinzaffo spesso si adopera una malta mista di calce idraulica e di grassello, mescolati nelle proporzioni di 1:1, mentre per l'arriccio, a un volume di legante idraulico sono mescolati 2-3 parti di calce grassa. La finitura, invece, è eseguita con una malta di solo grassello.

Intonaci termoisolanti e/o fonoassorbenti

Tali intonaci sono composti da leganti aerei o idraulici, additivi aeranti e aggregati. Questi ultimi sono costituiti, oltre che da una sabbia naturale, da aggregati leggeri quali perle espanse di polistirolo e/o aggregati naturali espansi. Questi garantiscono all'intonaco una struttura microporosa capace di soddisfare i requisiti richiesti.

Intonaci ignifughi

Gli intonaci ignifughi, composti da silicoalluminati, silice fossile e leganti idraulici, sono indicati per proteggere un edificio dall'azione del fuoco, permettendo di soddisfare i criteri:

• della stabilità al fuoco (R);
• della tenuta al fuoco (E);
• dell'isolamento termico (I).

Per la protezione completa delle strutture dell'edificio dalle fiamme, esistono appositi prodotti di rivestimento.
La funzione del rivestimento protettivo antincendio è, soprattutto, quella di incrementare la resistenza al fuoco intrinseca degli elementi. In genere, essi contengono materiali che rallentano la propagazione del calore dell'incendio verso il supporto. Si tratta, per esempio, di materiali espansi naturali come la perlite e la vermiculite, di fibre minerali come la lana di roccia, oppure di perle di polistirene espanso, insieme ad additivi polimerici e a leganti cementizi.

Prodotti antifessurativi

Gli intonaci sono soggetti a fessurazione dovuta al ritiro in fase plastica delle miscele fresche. L'obiettivo da perseguire è quello di evitare che le fessurazioni interessino l'intero spessore dei manufatti. Questi, infatti, sarebbero compromessi già prima di iniziare la propria vita di servizio.
Un efficace prodotto antifessurazione intercetta la fessura non appena si comincia a formare, in corrispondenza della superficie del manufatto. Per limitare l'apertura delle fessure, si inseriscono negli intonaci, così come nei massetti di posa dei pavimenti, armature in forma di reti. L'armatura non svolge funzioni statiche ma solo di "cucitura" delle fessure stesse. Accanto alla soluzione tradizionale rappresentata dalle reti metalliche annegate nelle miscele, è possibile fare riscorso a prodotti innovativi come fibre o reti in polipropilene.

L'umidità negli edifici. Intonaci macroporosi

La presenza di acqua all'interno e all'esterno della costruzione costituisce uno dei fattori scatenanti di molte patologie di degrado. Va tenuto presente, in ogni caso, che la presenza di acqua nell'edificio può essere controllata e contenuta, ma mai del tutto eliminata. Fattori naturali come la pioggia o l'umidità atmosferica, infatti, sfuggono a qualsiasi forma di controllo totale.

Le cause della presenza di umidità negli edifici possono essere suddivise in due principali gruppi:

• cause endogene
  - acqua residua nei materiali di costruzione dei paramenti murari (laterizi);
  - scarsa manutenzione di pluviali, condutture, serbatoi, fognature;
  - cattiva impermeabilizzazione di terrazzi e coperture.
• cause esogene
  - acqua nel terreno che può infiltrarsi nelle murature interrate oppure essere assorbita nei muri, per il fenomeno della risalita capillare;
  - vapore acqueo atmosferico che può condensare sulla superficie o all'interno della muratura;
  - pioggia che può penetrare all'interno degli edifici sospinta sulle pareti dalla forza del vento.

Queste cause difficilmente si presentano da sole. L'umidità può scatenare un'ampia gamma di fenomeni; tra i più diffusi troviamo:

• il degrado causato dall'incompatibilità chimica dei materiali della muratura che in assenza di acqua potrebbero coesistere senza generare reazioni chimiche distruttive;
• il degrado dei materiali per effetto delle pressioni generate dal congelamento dell'acqua all'interno dei pori del laterizio e dell'intonaco;
• l'esfoliazione e distacchi superficiali degli intonaci dalla muratura per effetto della cristallizzazione di sali provenienti dal terreno o dalle zone più interne del muro.

L'umidità di risalita capillare

La costruzione entra in contatto diretto e costante con il terreno attraverso le strutture di fondazione. Attraverso queste ultime, grazie al fenomeno di risalita capillare, l'acqua penetra nelle strutture di elevazione con un percorso che procede dal basso verso l'alto.
Il fenomeno fisico della capillarità ha origine dalle forze di adesione che si stabiliscono in un "tubicino", di dimensioni ridotte (capillare), tra il liquido in esso contenuto e le pareti del capillare stesso. L'altezza massima di risalita capillare dipende dalla dimensione dei pori del materiale con cui è realizzata la muratura. Il risanamento delle murature interessate da questo degrado deve prevedere l'incremento dell'evaporazione dell'acqua dalle murature verso l'ambiente esterno e l'eliminazione o la riduzione del flusso di acqua che risale dal terreno.
L'impiego di intonaci macroporosi consente di facilitare, grazie all'elevata porosità, l'evaporazione dell'umidità dal muro verso l'ambiente esterno. Non si elimina la risalita capillare di acqua nella muratura (soluzione possibile con la realizzazione di vespai o intercapedini oppure con barriere chimiche), ma si favorisce lo smaltimento dell'umidità, soprattutto, nei periodi di stagione calda e secca.
L'impiego degli intonaci macroporosi da una parte consente un facile smaltimento dell'umidità di risalita ma, dall'altra, non può impedire l'ingresso dell'acqua piovana nella muratura. Si ottiene, dunque, un beneficio in termini di deumidificazione della muratura, solo se essa è situata in zo¬ne caratterizzate da un clima in cui le giornate asciutte e ventilate prevalgono su quelle umide e piovose.

Malte per utilizzi diversi

Malta a ritiro controllato

Malta idraulica composta di cemento, aggregati e additivo superfluidificante. Talvolta è presente anche un agente espansivo. Possono essere fibrorinforzate, a presa e indurimento rapido, a comportamento tixotropico. Alcune versioni sono formulate con prodotti elastomerici che garantiscono alla malta notevole flessibilità in opera. Nelle diverse versioni trova utilizzo:

• per rappezzi e rifacimenti corticali di superfici in calcestruzzo degradate;
• per regolarizzare superfici di calcestruzzo;
• per la formazione di massetti sia galleggianti sia aderenti.

Malta anticorrosiva dei ferri di armatura

Si utilizza nella ristrutturazione di calcestruzzi ammalorati. Il prodotto svolge azione anticorrosiva sui ferri e di strato di aggrappaggio, sul preesistente calcestruzzo, per i successivi trattamenti nel ripristino volumetrico.
La malta è costituita da cemento, inibitori di corrosione, resine e additivi. Per favorire un'applicazione uniforme sui ferri, la malta è stesa a pennello su tutti gli elementi metallici. Questa malta non può essere sostituita da un tradizionale prodotto antiruggine che ridurrebbe l'adesione tra barre e calcestruzzo.

Malta impermeabilizzante

Malta costituita da cemento, aggregati fini, additivi riduttori di acqua e additivi idrofughi. In molti casi si tratta di additivi polifunzionali o di miscele studiate per ottenere particolari prestazioni in termini di impermeabilità all'acqua, resistenza agli agenti chimici, adesività al supporto, compattezza finale. Nella versione elastica è indicata per proteggere il calcestruzzo con rivestimenti di elevata flessibilità.
Essa è utilizzata per impermeabilizzare superfici in calcestruzzo, pietra o muratura, contro l'acqua in pressione sia positiva sia negativa.

Malta espansiva

Malta idraulica tradizionale, con aggiunta di agente espansivo e di superfluidificante, utilizzata per ancoraggi nel calcestruzzo di macchinari, strutture metalliche prefabbricate, macchine utensili. Questa malta consente di realizzare conglomerati capaci di compensare sia il ritiro plastico sia il ritiro idraulico. È anche utilizzata per eseguire, mediante iniezione, riempimenti di cavità, fessure in calcestruzzo, rocce, murature.
Il componente che conferisce alla malta l'espansione è l'agente espansivo, presente in percentuali variabili. Si tratta, nella maggior parte dei casi, di formulati a base di solfoalluminati o di calce o magnesia stracotta o di polveri metalliche.

Malta a presa rapida

Sono oggi disponibili sul mercato malte a presa rapida o medio-rapida.
Al di là delle differenze che possono contraddistinguere i diversi prodotti oggi in commercio, il componente principale è il legante composto da miscele di cemento portland e cemento alluminoso. Sono caratterizzati da tempi di presa molto brevi e prestazioni iniziali elevate, già nell'arco di poche decine di minuti.
L'utilizzo delle malte a presa rapida va dal fissaggio di elementi metallici agli interventi di ripristino. Nella versione tixotropica è utilizzata per fissaggi rapidi su superfici verticali.

Malta a rapidissimo indurimento

È a base cementizia, con aggiunte di alcali che accelerano la presa e l'indurimento. È utilizzata per tamponare perdite di acqua, anche in pressione, in scantinati, gallerie e sottopassi.

Malta per incollaggio o per rivestimenti sottili

Malta adesiva, mono o bicomponente, costituita da aggregati a granulometria fine, cementi e polimeri sintetici. Esse consentono:

• l'incollaggio di elementi non strutturali (piastrelle, pannelli isolanti);
• la regolarizzazione di superfici di getti di calcestruzzo o pannelli di elementi prefabbricati con imperfezioni, porosità o zone erose o deteriorate di piccola profondità;
• la rasatura turapori del calcestruzzo per la successiva applicazione di verniciature o rivestimenti;
• il rivestimento di protezione del calcestruzzo non armato contro aggressioni di lieve entità (atmosfere marine e industriali);
• l'impermeabilizzazione di vasche e canali con limitata pressione idraulica positiva.

Malta di asfalto per massetti

Si tratta di una massa applicata a caldo costituita da bitume, ghiaietta, sabbia e filler. Il massetto è posto in opera a una temperatura di 180-220 °C nello spessore di 2-3 cm. Questi massetti a base di asfalto presentano impermeabilità all'acqua e al vapore e buone caratteristiche isolanti.

Malta espansiva per tagli di rocce e calcestruzzi

Trattasi di malta molto espansiva da utilizzarsi, in alternativa a esplosivi, per demolire o tagliare rocce e calcestruzzi, con pressioni di spinta fino a 800 kg/cml. Consentono di lavorare in condizioni di assoluta sicurezza e precisione di taglio.