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The inhibition synergism of some plant extracts and common inorganic inhibitors to enhance the corrosion control of the embedding steel bars in concrete

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Il calcestruzzo resiliente è un calcestruzzo verde

Il deterioramento dell’acciaio incorporato nelle strutture in calcestruzzo solido, dovuto alle sostanze reattive, è uno dei problemi fondamentali dell’ingegneria civile, a cui gli inibitori della corrosione derivati da prodotti vegetali offrono una soluzione.

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Il calcestruzzo è uno dei materiali più duraturi, in grado di resistere anche a gravi disastri naturali. Tuttavia, la corrosione delle armature spesso limita la durata delle strutture in cemento armato. Le cause principali sono l’impatto degli ioni cloruro o la procedura di carbonatazione. Questo effetto può essere controllato attraverso gli inibitori di corrosione senza modifiche significative alle proprietà del calcestruzzo. Gli inibitori di corrosione verdi sono stati ritenuti più appropriati rispetto a quelli di sintesi grazie al minor numero di composti tossici. Gli inibitori di corrosione estratti da prodotti vegetali combinano basso costo, disponibilità e sostenibilità. Grazie alla loro composizione, quasi tutte le parti delle piante, quali le foglie e il fusto, potrebbero essere idealmente utilizzate come inibitori di corrosione per vari supporti in diversi elettroliti. Il progetto NATCON, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, si proponeva di sviluppare inibitori naturali organici e inorganici sinergici per applicazioni edili. La soluzione di NATCON costituisce una novità assoluta, in quanto c’è ancora molta ricerca da fare sugli inibitori ottenuti da estratti vegetali in ambienti fortemente alcalini quali quelli che si formano nei pori del calcestruzzo. Oltre alla sinergia con gli inibitori inorganici tradizionali, i nitriti, il progetto ha cercato di valutare le prestazioni degli inibitori naturali sia in soluzione che in malta.

Liquirizia e ortiche come mezzi di controllo della corrosione

Il gruppo responsabile di NATCON ha condotto un’analisi completa del possibile utilizzo di estratti vegetali come inibitori verdi della corrosione dell’acciaio. La ricerca ha incluso studi in soluzione e in malta, valutando l’efficienza e i possibili meccanismi dell’inibitore, nonché l’effetto degli estratti vegetali sulle malte, sia sugli acciai incorporati che sulle proprietà della malta. Inoltre, è stata dimostrata la sinergia fra l’inibitore tradizionale nitrito di sodio e un estratto vegetale selezionato, la liquirizia. L’uso simultaneo dei materiali consente di ridurre la quantità totale di inibitore.

Le potenzialità dell’additivo per il calcestruzzo verde

«L’utilizzo di estratti vegetali è il principale aspetto verde di NATCON. Le piante studiate si trovano ovunque e la procedura di estrazione è molto semplice», spiega Francisco Velasco, coordinatore del progetto. «La loro capacità dimostrata per questa applicazione e la loro sinergia con gli inibitori tradizionali, i nitriti, riducono l’impiego di questi ultimi, che spesso provocano problemi ambientali.» Gli estratti vegetali sono completamente sicuri da usare e vengono aggiunti insieme all’acqua durante la produzione del calcestruzzo con procedure consolidate. Il campo di applicazione si basa sulle armature in acciaio che di solito vengono usate nelle costruzioni. «Riteniamo che i risultati del progetto possano essere utilizzati in infrastrutture specifiche; sarebbe difficile utilizzarli ovunque», osserva Velasco. «In realtà, le applicazioni sono le stesse che si possono trovare per i nitriti. Le aziende che si occupano di additivi per calcestruzzo possono facilmente gestire questa tecnologia e fornire i costruttori.»

I risultati portano a nuove domande

Il gruppo responsabile di NATCON intende proseguire le ricerche in materia, poiché ci sono due domande fondamentali a cui rispondere: Qual è la soglia di cloruro che questi estratti vegetali forniscono, cioè in quali condizioni di corrosione funzionano correttamente? Quale sarebbe lo spettro del loro utilizzo nel calcestruzzo, dato che tutte le costruzioni comuni utilizzano aggregati di grandi dimensioni che non sono stati considerati nel progetto NATCON? Un’altra direzione per la ricerca futura potrebbe essere la combinazione di diversi estratti vegetali per ottenere una sinergia di inibizione.

Parole chiave

NATCON, calcestruzzo, corrosione, estratto vegetale, inibitori di corrosione, nitrito, liquirizia

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