- Gelo e disgelo
- Escursioni termiche/Alte Temperature
- Ritiro e fessurazione
- Calore di idratazione
Gelo e disgelo
L’espansione di volume dell’acqua nella trasformazione da liquido a solido (pari a circa +9,1%) sottopone il calcestruzzo a notevoli tensioni, causandone anche la disgregazione.
Come difendersi? Le soluzioni possibili sono:
- eseguire una protezione superficiale impermeabile sul manufatto.
- migliorare l’impermeabilità del manufatto durante la fase di esecuzione del cls mediante l’aggiunta di specifici additivi.
- inclusione d’aria nel manufatto sotto forma di bolle uniformemente diffuse creando una camera di espansione per l'acqua in forma ghiacciata.
Escursioni termiche/Alte Temperature
Il coefficiente di espansione termica del calcestruzzo è pari a 0,000012/1°C. Ciò significa che per ogni aumento di 1 °C nel calcestruzzo, la variazione lineare è 0,000012 m/m. Può sembrare un valore piccolo, ma se si moltiplica la lunghezza della struttura per la variazione dell'oscillazione termica (tra picchi estivi e invernali), si otterrà un valore di escursione lineare il quale, se non correttamente calcolato e ammortizzati e/o annullati da opportuni giunti di dilatazione, può portare il calcestruzzo a lesionarsi in più punti.
∆L = α⋅L⋅∆Tm
ΔT = differenza di temperatura (T-T0)
L = lunghezza iniziale
α = è il coefficiente di dilatazione lineare (e si misura in K−1)
ΔL = dilatazione termica lineare
Il comportamento del calcestruzzo alle alte temperature, comprese alcune condizioni operative specifiche (come le strutture in calcestruzzo dell'industria siderurgica) e situazioni di esposizione ad incendi, può essere descritto nel modo seguente: quando il calcestruzzo inizia a riscaldarsi, l'acqua libera presente nella struttura dapprima evaporerà e sarà contenuta nei pori del calcestruzzo. Se non c'è una sufficiente “via di fuga” del vapore, verrà a crearsi una sovrapressione interna che distruggerà la matrice. Successivamente, una volta raggiunti i 350 °C, l'idrossido di calcio presente nella matrice del calcestruzzo si decompone, e quando supera i 500 °C, anche la fase idrata del silicato di calcio si decompone, in entrambi i casi liberando vapore acqueo. Queste trasformazioni portano ad un aumento della porosità del calcestruzzo, e di conseguenza ad una diminuzione della sua resistenza meccanica.
Ritiro e fessurazione
In questo parte verranno trattati due tipi di ritiro, uno è il ritiro plastico e l'altro è il ritiro igrometrico.
Il primo avviene quando il calcestruzzo, mentre è ancora in fase plastico, cede una parte della sua umidità all'ambiente esterno causando così una contrazione. Le fessurazioni in questo caso sono correlate alle condizioni in cui viene realizzato il getto. In strutture gettate in cassero, l’evaporazione non avviene per ovvi motivi, mentre in opere dove il cls è direttamente a contatto con l’ambiente, avviene a causa della temperatura, della bassissima umidità esterna o del forte vento. Il ritiro plastico, avvenendo quando il calcestruzzo è ancora fresco, può portare ad una microfessurazione superficiale.
Il ritiro igrometrico è dovuto alla cessione di umidità all’ambiente con un U.R. bassa lungo tutto l’arco della vita utile.
Per evitare problemi causati dal ritiro plastico, è necessario evitare che l’acqua d’impasto evapori troppo velocemente, e questo può essere limitato tendendo inumidita la superficie esposta nei primi giorni dopo il getto, coprendo il getto con un telo impermeabile che impedisca l’evaporazione o applicando sul getto ancora fresco un film di prodotto antievaporante. Si consiglia comunque di diminuire il rapporto acqua/cemento utilizzando additivi fluidificanti.