Protezione dalla corrosione per il cemento armato
Sono state sviluppate nuove tecnologie con l’aiuto del progetto DOSECOPS (Development of sustainable electrochemical corrosion protection systems for reinforced concrete structures), finanziato dall’UE, le quali rimuovono e impediscono la corrosione migliorando al contempo l’aderenza e la resistenza alla trazione del materiale. Il consorzio ha riunito un team internazionale di esperti di Cina ed Europa. Tutti i partner avevano un forte interesse nel problema, dato l’invecchiamento delle infrastrutture europee e i numerosi nuovi edifici in Cina, che mostrano già segni di corrosione. Hanno proposto una soluzione basata sul recupero elettrochimico insieme all’iniezione elettrochimica di nanoparticelle. Due importanti cause della corrosione dell’acciaio da armatura nelle strutture in cemento armato sono la carbonatazione e l’attacco da cloruro. La carbonatazione è la reazione tra l’anidride carbonica (CO2) atmosferica e i componenti alcalini del calcestruzzo. Può anche rilasciare cloruro legato, che può alterare le caratteristiche fisiche e chimiche della struttura dei pori e quindi le proprietà di trasporto del calcestruzzo. La pasta cementizia è altamente alcalina (ha cioè un pH alto), principalmente a causa dell’idrossido di calcio o del contenuto di calcare. L’alcalinità passiva la superficie in acciaio con una pellicola di ossido, proteggendola dalla corrosione. La carbonatazione si verifica quando la CO2 si dissolve nell’acqua piovana e reagisce con il calcare nel cemento. Gli ioni di cloruro di impasti contaminati o di ioni nell’ambiente come fondenti chimici o acqua salmastra causano una rottura localizzata della pellicola. La carbonatazione e l’attacco del cloruro abbassano il pH, rendendo instabile la pellicola passiva. Le tecnologie elettrochimiche consentono la rialcanizzazione del cemento carbonato, la rimozione del cloruro e l’iniezione di nanoparticelle. Sono stati sviluppati anche sistemi di prevenzione catodica provata che permettono un’iniezione per eliminare la corrosione nelle strutture nuove di cemento armato. I partner del progetto hanno convalidato i nuovi processi con studi sperimentali e sul campo al fine di renderli sostenibili per il mercato. Il cemento carbonato e contaminato da cloruro è stato trattato con processi basati su reti polimeriche rinforzate con fibre di carbonio e microcapsule incorporate. DOSECOPS ha anche collaudato sistemi di prevenzione catodica basati sulle prestazioni per le strutture marine. Con le nuove tecnologie si intende rimuovere il cloruro dal cemeto e aumentarne l’alcalinità. Esse sigillano i pori, prevenendo così l’ulteriore entrata di cloruri e/o CO2 dall’ambiente, e migliorano le proprietà meccaniche per una soluzione permanente. La carbonatazione è un problema in crescita dato l’aumento del livello di CO2 nell’atmosfera. La tecnologia di DOSECOPS sarà utile per gli edifici e le infrastrutture in cemento armato esistenti e future. Secondo le previsioni avrà un grande impatto socioeconomico, riducendo i costi di manutenzione e monitoraggio e incrementando la sicurezza.
Parole chiave
Protezione dalla corrosione, cemento armato, DOSECOPS, carbonatazione, attacco del cloruro
