Carbonatazione del calcestruzzo

La carbonatazione è una delle principali cause di degrado delle opere in calcestruzzo armato, poiché provoca la perdita della protezione alcalina naturale delle armature in acciaio, innescando i fenomeni di corrosione.

Principio Chimico del Fenomeno

Reazione di Carbonatazione: L’anidride carbonica ( $CO_2$ ) presente nell’aria penetra nei pori del calcestruzzo e reagisce con l’idrossido di calcio $Ca(OH)_2$ (portlandite), presente nella pasta di cemento idratata, trasformandolo in carbonato di calcio ( $CaCO_3$ ):

CO_2 + Ca(OH)_2 \xrightarrow{\text{umidità}} CaCO_3 + H_2O

Abbassamento del pH: La reazione riduce il $\text{pH}$ del calcestruzzo da valori fortemente alcalini ( $\text{pH} \approx 12,5 \div 13,5$ ) a valori sub-acidi o neutri ( $\text{pH} \le 9$ ).
Depassivazione delle Armature: Quando il fronte di carbonatazione raggiunge la profondità del copriferro, il film protettivo d’ossido (film di passivazione) attorno ai ferri d’armatura viene distrutto. In presenza di ossigeno e umidità, le barre iniziano ad ossidarsi ed a corrodersi.

Procedura Operativa dell’Indagine (UNI EN 14630)

Estrazione del Campione o Saggio Superficiale:
- Prelievo di una carota di calcestruzzo o esecuzione di una rottura/scrostamento fresco e pulito sulla superficie dell’elemento strutturale.
Applicazione dell’Indicatore Cromatico:
- Spruzzatura immediata di una soluzione alcolica al $1\%$ di fenolftaleina sulla superficie di frattura fresca o lungo generatrice della carota appena estratta.
Lettura del Fronte di Carbonatazione:
- Zona Alcalina (non carbonatata, pH > 9,2): Assume una virata di colore fucsia/viola intenso.
- Zona Carbonatata (pH < 9,2): Rimane incolore.
Misurazione della Profondità ( $d_c$ ):
- Misura con calibro della distanza (in $\text{mm}$ ) tra il bordo esterno e la linea di viraggio cromatico.