Corrosione dei ferri d'armatura

Cos'è la corrosione?

La corrosione non è altro che l'insieme di processi chimico-fisici che comportano il degrado dei materiali metallici a causa degli agenti esterni, come vento, acqua, sole, e dell'ambiente in cui sono collocati, ambiente che si può dividere in più umido meno umido, ad alta o bassa concentrazione di sali ecc..
La corrosione non è altro che un lento attacco chimico che avviene nel momento in cui gli elementi metallici, come il ferro, tendono a legare con elementi presenti nell'ambiente come l'ossigeno, l'acqua, o altri acidi, formando così degli strati di ossido ferrico, e altre sostanze, che con la loro presenza vanno ad attaccare la consistenza dell'elemento metallico, fino a distruggerlo con il tempo.

Il fenomeno della corrosione risulta alquanto pericoloso soprattutto se colpisce elementi strutturali di un edificio, poiché tende ad indebolirli e a far diminuire la resistenza degli elementi metallici.

La corrosione diventa ancora più pericolosa se si manifesta nei ferri di armatura degli edifici realizzati in cemento armato.

Questo perché a causa delle condizioni esterne, come umidità, infiltrazioni d'acqua, salsedine ecc.., intorno ai ferri di armatura che in una struttura in cemento armato sono annegati nel calcestruzzo, viene a formarsi quella che a tutti è nota coma ruggine. La formazione di ruggine sulla superficie dei ferri scientificamente non è altro che il processo di ossidazione del ferro, alla vista la ruggine si presenta come una patina dal colore rosso bruno.

Ci possono essere diversi stati di ossidazione del ferro. Infatti quando lo strato di ruggine risulta essere molto spesso, vuol dire che questo è formato da diversi strati successivi di ossido di ferro (FeO), che sono la Wustite, la Magnetite idrata verde, la Magnetite Anidra Nera e l'Ematite rosso-bruna.

Lo strato di ruggine che si viene a formare intorno all'elemento metallico è per sua natura discontinuo, poroso e scarsamente protettivo.

Infatti sebbene la sua presenza rallenti in qualche misura la velocità di corrosione del metallo sottostante, il danneggiamento prosegue comunque a velocità elevate anche se il fenomeno dipende molto dall'ambiente esterno. La patina essendo discontinua e porosa, favorisce l'attacco da parte di agenti esterni, principalmente dell'acqua.

A seguito della ossidazione che comporta inevitabilmente una corrosione delle armature metalliche dovuta proprio alla presenza di agenti esterni, il ferro tende prima a espandersi aumentando notevolmente il suo volume, comportando l'espulsione di quello strato di calcestruzzo spesso circa 3-4 cm che prende il nome di copriferro, proprio perché la sua funzione è quella di proteggere i ferri d'armatura.

Successivamente però questa patina tende a sfaldarsi, facendo diminuire notevolmente lo spessore dei ferri d'armatura che oltre al volume perderanno anche in termini di resistenza. Se si verificano queste circostanze si andrà sicuramente incontro a fenomeni di degrado della struttura e indebolimento della stessa e quindi si dovrà intervenire in maniera repentina.

Come evitare la corrosione dei ferri d'armatura

Per cercare di evitare che si verifichi il fenomeno di corrosione delle armature, si può intervenire sul rapporto acqua/cemento che incide profondamente sulle proprietà di protezione del calcestruzzo. Si possono utilizzare cementi di miscela, questi nella loro composizione contengono ceneri volanti o scorie d'altoforno o pozzolana naturale, questi elementi limitano fortemente l'ingresso di cloruri all'interno dei manufatti costituiti con questo tipo di cemento. Se però l'ambiente in cui è collocato il nostro manufatto risulta molto favorevole alla corrosione dei ferri di armatura, è necessario, ricorrere all'adozione di misure di prevenzione aggiuntive.

Quella più drastica è quella che prevede la sostituzione dell'armatura metallica tradizionale, con una realizzata con l'acciaio inossidabile, questo perché questo tipo di armatura resiste molto meglio all'attacco da parte dei cloruri. Sicuramente scegliere questo tipo di intervento comporta dei risultati certi, ma l'unico aspetto negativo è il suo costo molto elevato.

Se non si vuole ricorrere alla sostituzione si può pensare di rivestire i ferri con materiali resistenti alla corrosione, come le resine epossidiche oppure il processo di zincatura Le resine, però, presentano problemi per quanto riguarda lo stoccaggio delle barre rivestite prima dell'uso, la movimentazione delle stesse durante la messa in opera, e l'adesione al calcestruzzo.

Il processo di zincatura, invece, è notevolmente più economico degli altri sistemi di prevenzione, presenta problemi di corrosione, particolarmente nel primo periodo di vita, ma se protetta in tale periodo, la zincatura fornisce buoni risultati a tempi lunghi. Si può pensare anche di aggiungere inibitori di corrosione, la cui funzione è quella proprio di resistere alla corrosione per un lungo periodo, queste sostanze sono ad esempio il nitrito di calcio, molto utilizzato in edilizia.

Un altro sistema poco utilizzato per il suo costo elevato è la protezione catodica, che consiste nell'applicare un campo elettrico tra l'armatura, che viene fatta funzionare da catodo, e un altro sistema elettrodico come una rete di titanio attivato o una pittura conduttrice, che svolge la funzione anodica. Il metodo più diffuso anche per la sua fattibilità dal punto di vista economico e quello di rivestire i ferri d'armatura con il calcestruzzo, che vanno a costituire una barriera aggiuntiva a quella fornita dal copriferro nei riguardi della diffusione delle sostanze aggressive all'interno delle struttura. Oppure si può ricorrere all'utilizzo di malte speciale che prendono il nome di malte tixotropiche.