- Aggressione da anidride carbonica/carbonatazione

- Cloruri
- Alcali
- Acque a bassa durezza

- Agenti chimici non naturali
a. acidi e basi organiche ed inorganiche;

b. sali ed idrocarburi presenti negli ambienti industriali;

c. acque reflue naturali ed industriali.

- Correnti vaganti

Aggressione da anidride carbonica/carbonatazione

La carbonatazione è dovuta alla penetrazione della CO2 nel calcestruzzo. Il fenomeno consiste nella trasformazione della calce, che si genera a seguito dell’idratazione del cemento, in carbonato di calcio a causa della presenza di anidride carbonica, il cui contenuto dipende dall’ambiente in cui ci si trova (zone più o meno industrializzate). Tale fenomeno è frequente nei materiali edili come i leganti (cemento, calce, ecc.) dove l'idrossido di calcio, naturalmente presente in essi, reagisce con l'anidride carbonica con conseguente formazione di carbonato di calcio secondo la seguente reazione:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

ll pH di un calcestruzzo sano è maggiore di 13, e in questo caso formerà sull'acciaio delle barre di rinforzo un film di ossido ferrico passivo il quale impedisce il passaggio di ossigeno e umidità. In questo ambiente fortemente alcalino (campo di immunità del ferro), il film di ossido che ricopre l‘armatura è compatto e aderisce alla superficie delle barre, quindi le barre di rinforzo risultano passivate e protette.

Aggressione da Solfati

I Solfati solubili più comuni presenti nel terreno, nell'acqua e nei processi industriali, sono quelli di Calcio e Sodio. C'è anche quello di Magnesio, che è meno comune ma più distruttivo. Gli ioni Solfato possono essere presenti nell'acqua, nei terreni, ma possono anche trovarsi negli aggregati direttamente sotto forma di impurità.

I Solfati che provengono dalle acque o dal terreno, che sono a contatto e trasportati nella struttura, reagiscono con l'idrossido di calcio presente nel calcestruzzo per formare il gesso.

Questo a sua volta reagisce con l'Alluminato di Calcio Idrato (C-A-H), anch’esso presente nel calcestruzzo, formando l‘Ettringite secondaria la quale, a causa dell'aumento di volume, provoca delaminazione, rigonfiamenti, crepe e infine distacchi. A differenza dell‘Ettringite secondaria, l'Ettringite primaria, che si forma durante la prima reazione di idratazione del calcestruzzo posto in opera, non è dannosa per il calcestruzzo.

L’Ettringite secondaria si forma dopo molto tempo dal getto per lo più nella parte corticale del calcestruzzo (quella penetrata dai solfati), creando forti tensioni espansive a causa della rigidità ormai acquisita dal getto. In presenza di Carbonato di Calcio e con temperature basse (inferiori ai 10°C) e un’umidità relativa superiore al 95%, si può formare anche la Thaumasite, che provoca il degrado per decalcificazione del calcestruzzo. Per stabilire un degrado dovuto all’attacco solfatico si effettua un’analisi chimica con il Diffrattometro a Raggi X (XRD) per identificare la presenza di Calcite (Carbonato di Calcio), Ettringite e Gesso (biidrato). La quantità esatta di questi composti può essere determinata con l’Analisi Termogravimetrica (TGA).

Aggressione da cloruri

I cloruri sono naturalmente presenti nell’acqua di mare, pertanto tutte le opere marittime in calcestruzzo armato risultano potenzialmente vulnerabili al loro attacco. I cloruri sono anche presenti artificialmente nei sali disgelanti e, dove usati, rendono particolarmente esposte tutte le opere in calcestruzzo armato di tipo autostradale e le pavimentazioni esterne.

I cloruri, oltre ad aggredire le barre di armatura, possono danneggiare in modo diretto il calcestruzzo.

1. Cloruro di Calcio (CaCl2): sale utilizzato come disgelante. Per effetto del Cloruro di Calcio la pasta cementizia, che avvolge gli aggregati, si disintegra. La reazione che sta alla base di tale meccanismo di danneggiamento è la seguente:

3CaCl2 + Ca(OH)2 + 14H2O > 3CaO·CaCl2·15H2O

Il Cloruro di Calcio penetrando nel calcestruzzo, reagisce con la calce libera sotto forma di idrossido di calcio (Ca (OH)2), che si è sviluppata durante la reazione dell’acqua con il cemento, con conseguente formazione dell’ossicloruro di calcio idrato (3CaO·CaCl2·15H2O).

2. Cloruro di Sodio (NaCl): sale utilizzato come disgelante. Questo secondo caso riguarda il calcestruzzo confezionato con aggregati “reattivi”. Il Cloruro di Sodio, a contatto con tali aggregati, può innescare la cosiddetta “reazione alcali-aggregato” tra Sodio e Potassio, presenti nel cemento, e la silice amorfa, se è presente negli aggregati.

I danni da cloruri interessano anche l’acciaio. La corrosione delle barre di armatura ad opera dell’anidride carbonica o dei cloruri è un processo elettrochimico molto complesso che, affinché si possa innescare, necessita della presenza di ossigeno e acqua (O2 + H2O). In questa condizione il ferro metallico Fe si trasforma chimicamente in ossido o idrossido di ferro, formando la cosiddetta ruggine. È importante distinguere l’azione dell’anidride carbonica che distrugge completamente il film protettivo delle barre provocando corrosione diffusa, dall’azione dei cloruri che provocano una corrosione localizzata (anche se, superati i valori critici di concentrazione dei cloruri pari a circa lo 0,5% del peso del cemento, anche questa può interessare l’intera superficie). I due tipi di aggressione, diffusa e localizzata, spesso coesistono a causa delle molteplici condizioni di esposizione ambientale. I cloruri, In funzione delle condizioni di esposizione, attraversano il calcestruzzo secondo i seguenti meccanismi:

- Diffusione: in presenza di un gradiente di concentrazione i cloruri entrano nel calcestruzzo attraverso i pori della pasta cementizia satura di acqua.

- Assorbimento capillare: quando la superficie di un calcestruzzo non saturo d’acqua viene a contatto con una soluzione contenente cloruri, tale soluzione è assorbita nel calcestruzzo.

- Permeazione: riguarda la penetrazione di un liquido a seguito di una differenza di pressione.
​- Migrazione: è il trasporto degli ioni cloruri, carichi elettricamente, sotto l’azione di un campo elettrico.