Arriva l’inverno. Usiamo gli aeranti o li dobbiamo rifiutare?

Renzo Aicardi*
*segretario tecnico ENCOPER (Ente Nazionale COstruttori Pavimenti E Rivestimenti)


Il fenomeno del gelo e disgelo riguarda soprattutto le pavimentazioni esterne di quelle aree geografiche in cui la temperatura in inverno può scendere sotto i 0°C. Le zone più esposte non sono quelle perennemente fredde, ma quelle dove di notte la temperatura scende sotto lo zero, mentre di giorno sale al di sopra. Ovvero tutte le zone esposte a sud. E’ proprio in queste zone che si verificano i danni maggiori.
La presenza di acqua libera all’interno del calcestruzzo è sempre determinante per il degrado del pavimento esposto all’esterno. In particolare per la formazione del ghiaccio, che genera un aumento del volume del 9%. Sarà quindi indispensabile evitare di costruire un piazzale esterno in calcestruzzo a ridosso del periodo invernale. Pertanto trattiamo l’acqua che si deposita in superficie a seguito di pioggia o di nebbia, ed è questa acqua che adsorbita dal calcestruzzo all’interno della matrice cementizia e dagli aggregati, assume un ruolo determinante per il degrado da gelo.
delaminazione da gelo disgelo
Infatti è cosa assai nota che il calcestruzzo impiegato per il pavimento è un materiale caratterizzato da una porosità continua e aperta e quindi destinato a saturazione di acqua in caso di pioggia o anche solo nebbia. Questa sua porosità dipende dal fatto che il calcestruzzo non viene vibrato ( le laser screed ne vibrano solo la superficie per qualche cm) e dal fatto che lo strato superficiale è molto ricco in cemento (per applicazione dello spolvero) e quindi di per sé dispone di una porosità capillare.

CONSIDERAZIONI PRATICHE
Secondo le linee guida sui pavimenti e le norme UNI sul calcestruzzo dobbiamo seguire alcune regole affinche un piazzale in calcestruzzo esposto a cicli di gelo e disgelo resista qualche stagione.
Le Linee guida sui pavimenti esterni indicano queste regole pratiche:
1) Realizzare pendenze dell’1,5% per meglio far defluire le acque verso i punti di raccolta
2 ) Applicare un prodotto impregnante per impermeabilizzare la superficie del pavimento
3) “Sigillare” (non riempire) i giunti con una resina elastoplastica
4) Realizzare i giunti di dilatazione per consentire al pavimento l’aumento di volume che si manifesta con l’aumentare della temperatura.
Le norme cogenti sul calcestruzzo prescrivono i presidi da adottare per confezionare una miscela resistente ai cicli di gelo/disgelo:
1) Limitare il rapporto acqua/cemento
2) Impiegare aggregati non gelivi
3) Additivare la miscela di calcestruzzo con agente aerante (AEA – Air Entraining Agents) il cui scopo è quello di favorire la formazione artificiale di bolle d’aria per migliorare la resistenza del calcestruzzo ai cicli di gelo e disgelo
(Le bolle d’aria inglobata ospitano le molecole d’acqua allentandone la tensione allorché gelando aumenterà di volume. Nel periodo del disgelo, l’acqua evapora verso l’ambiente per effetto della suzione capillare. Le bolle d’aria svuotatesi dall’acqua nel periodo del disgelo sono così pronte ad ospitare altra acqua nel successivo rigelo.
Il volume totale delle bolle d’aria rispetto a quello del calcestruzzo deve essere di almeno il 4-6% per aggregati con diametro massimo di 31,5 mm ed il volume d’aria deve essere ancora maggiore (fino all’8%) per aggregati di minor dimensione nel caso di calcestruzzo pompato).
Quindi si può ben capire che il calcestruzzo subirà un depotenziamento della resistenza con l’aggiunta di un aerante.

CONSIDERAZIONI SUI REQUISITI DI BASE DEL CALCESTRUZZO
Il prospetto 4 della norma cogente UNI 11104 “Calcestruzzo Specificazione, prestazione, produzione e conformità- Istruzioni complementari per l’applicazione della EN 206-1” fornisce i valori limite per la composizione e le proprietà del calcestruzzo in relazione alle classi di esposizione .
I valori per il rapporto massimo acqua/cemento , il contenuto minimo in cemento e la classe minima di resistenza si applicano a tutte le classi di esposizione, tali valori limite devono essere soddisfatti contemporaneamente ed indipendentemente gli uni dagli altri.
Consideriamo ora le classi d’esposizione riportate nel prospetto 1 della stessa norma cogente UNI 11104 e possiamo constatare che l’unica classe d’esposizione da applicare per i pavimenti è la XF4, che viene descritta valida per ambienti con “Elevata saturazione d’acqua con presenza di agente antigelo” e può essere applicata per le “Superfici orizzontali quali strade o pavimentazioni esposte al gelo ed ai Sali disgelanti in modo diretto o indiretto, elementi esposti al gelo e soggetti a frequenti bagnature in presenza di agenti disgelanti”.
Ne consegue che per essere certi di resistere ai cicli di gelo e disgelo dovremmo usare un calcestruzzo Rck 28/35 in classe d’esposizione XF4 con aggiunta di additivo aerante nel dosaggio subordinato alle dimensioni dell’aggregato massimo.
MA CIÒ NON VA BENE PER UN CALCESTRUZZO DESTINATO AL PAVIMENTO
e spiego il perché rifacendomi alle linee guida sui pavimenti in calcestruzzo dell’American Concrete Institute (ACI 302-1 Guide for Concrete Floor and Slab Construction) dalle quali, a proposito degli additivi aeranti, si evince che:
Il calcestruzzo da utilizzare in aree che saranno esposte a temperature di congelamento, mentre è ancora umido, dovrebbe contenere aria inglobata (Sezione 6.2.7). L’aria inglobata non è raccomandata per il pavimento con superficie liscia, densificata, con finitura frattazzata perché può portare alla delaminazione della parte corticale. Nella maggior parte dei casi, il calcestruzzo per pavimenti in calcestruzzo con spolvero di quarzo e finiti a frattazzo non dovrebbe contenere un additivo aerante; Il calcestruzzo per pavimenti deve avere un contenuto d’aria massimo del 3%. Un contenuto d’aria superiore rende in genere la superficie difficile da finire, e può portare alla formazione di bolle in superficie e distacchi corticali durante le fasi di frattazzatura.
Inoltre:
Aggiungendo un aerante si deve confezionare il cls con un mescolatore.
Una miscelazione troppo breve genera una non uniforme dispersione delle bolle.
Una miscelazione prolungata gradualmente le espelle (“spiralling effect” circolare ai soci del 18 marzo 2016).
CONSIDERAZIONE SULLE PROVE DI RESISTENZA AL GELO DEL MATERIALE
Le prove di resistenza al gelo del calcestruzzo, si basano sulla totale immersione del campione in acqua e sul suo successivo congelamento. Benché i risultati ottenibili siano riproducibili con una buona approssimazione, la letteratura scientifica relativa considera la prova non significativa per valutare la durata del materiale né qualitativamente né, tantomeno, quantitativamente.
Si aggiunga che la prova non rispecchia le variabili presenti sul piazzale che ad una giornata umida segue una gelata notturna ed il giorno successivo il piazzale può essere inondato dal sole ed a volte questo ciclo può manifestarsi molte volte nel ciclo di una stagione.
CONCLUSIONI
Basandoci sull’esperienza di molti pavimentisti, possiamo confermare e avvallare il testo dell’ACI 302-1 che sconsiglia l’utilizzo di un agente Aerante nel calcestruzzo per costruire un piazzale in calcestruzzo esposto in ambiente umido e sottoposto a cospargi mento di Sali disgelanti o antigelo.
Però, qualora si utilizzassero calcestruzzi confezionati con additivo aerante, e sempre sulla scorta di scelte condivise da diverse aziende di pavimentazione, è comunque opportuno evitare l’applicazione dello strato superficiale di usura a spolvero.
Dunque una strada alternativa per costruire un piazzale soggetto a gelo e disgelo è la seguente:
A) Requisiti per il calcestruzzo
a) Limitare il rapporto acqua/cemento
b) Impiegare aggregati non gelivi
c) Aumentare la classe minima di resistenza
B) Requisiti per il pavimento
a) Realizzare pendenze dell’1,5% per meglio far defluire le acque verso i punti di raccolta
b) Applicare sulla superficie del pavimento un prodotto che minimizzi l’assorbimento.
Il rispetto di questo approccio e’ in grado di ridurre la misura in cui l’acqua penetra la superficie del calcestruzzo.

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