Cause e trattamento delle fessurazioni del calcestruzzo

La fessurazione del calcestruzzo è un problema molto comune e complesso. Di seguito spiegherò in dettaglio le principali cause di fessurazione del calcestruzzo, come identificare i diversi tipi di fessurazioni e le relative misure di trattamento e prevenzione.

 

1. Principali cause di fessurazione del calcestruzzo

Le fessurazioni del calcestruzzo possono essere classificate in due tipologie principali: fessurazioni precoci e fessurazioni tardive.

(1) Rottura precoce (entro ore o giorni dopo il versamento)

Fessure da assestamento plastico:

Causa: Dopo il getto il calcestruzzo è ancora allo stato plastico. Gli inerti (ghiaia, sabbia) affondano, mentre il liquame cementizio risale (il cosiddetto "bleeding"). Quando questo assestamento è ostacolato da armature, casseforme o aggregati più grandi, si sviluppano crepe sulla superficie del calcestruzzo lungo la direzione delle armature.
Caratteristiche: le crepe superficiali si verificano tipicamente lungo la direzione dell'armatura.

Fessure da ritiro plastico:

Causa: prima che il calcestruzzo faccia presa, l'umidità superficiale evapora più velocemente della velocità con cui filtra verso l'alto, provocando un rapido restringimento della superficie mentre il calcestruzzo all'interno rimane plastico, con conseguenti crepe e screpolature irregolari, simili a reti-.
Cause: alte temperature, forti venti, bassa umidità e stagionatura inadeguata.

Crepe da stress termico (causate dal calore di idratazione):

Causa: dopo aver versato grandi volumi di calcestruzzo (come piastre di fondazione e travi), la reazione di idratazione del cemento rilascia una grande quantità di calore, provocando un brusco aumento della temperatura interna (fino a 50-70 gradi). Questa rapida dissipazione del calore dalla superficie crea una notevole differenza di temperatura tra interno ed esterno, generando stress termico. Quando la tensione di trazione supera la resistenza a trazione iniziale del calcestruzzo, si verificano fessurazioni.
Caratteristiche: le crepe sono profonde e larghe e spesso si verificano in corrispondenza dei cambiamenti della sezione trasversale o al centro della struttura.

Problemi del processo di costruzione:

Aggiunta eccessiva di acqua: l'aggiunta arbitraria di acqua per facilitare la costruzione aumenta il rapporto acqua-cemento, riducendo notevolmente la resistenza del calcestruzzo.
Vibrazioni inadeguate: vibrazioni eccessive provocano l'affondamento degli aggregati e le infiltrazioni d'acqua; Le vibrazioni inadeguate provocano la formazione di calcestruzzo allentato.
La mancata applicazione di una spatola secondaria sulla superficie prima della presa iniziale impedisce la chiusura delle prime fessure plastiche.

(2) Fessurazione tardiva (dopo l'indurimento)

Fessure da ritiro da essiccazione:

Causa: dopo che il calcestruzzo si è indurito, l'umidità in eccesso evapora gradualmente, causando un ritiro volumetrico. Quando questo ritiro è vincolato da forze esterne (come fondazioni e colonne) o interne (come armature), si generano tensioni di trazione che portano alla fessurazione. Questo è il tipo più comune di crepa.
Caratteristiche: le crepe sono superficiali e fini, spesso formano una rete irregolare o linee parallele.

Fessurazione indotta dal carico-:

Causa: i carichi sostenuti dalla struttura (come il peso proprio o il carico operativo) superano la sua capacità di progetto.
Caratteristiche: Le fessure sono relativamente larghe e la loro direzione è correlata alla natura del carico (ad esempio, le fessure verticali al centro della parte inferiore della trave sono fessure di flessione, mentre le fessure diagonali alle estremità della trave sono fessure di taglio). Queste crepe richiedono particolare attenzione, poiché possono compromettere la sicurezza strutturale.

Cessioni di fondazione irregolari:

Causa: La qualità irregolare del terreno di fondazione, l'ammorbidimento dovuto a ristagno d'acqua o carichi eccessivi portano ad assestamenti irregolari della fondazione, con conseguente ulteriore stress all'interno della struttura e fessurazioni.
Caratteristiche: Le crepe sono spesso penetranti, con direzione legata all'assestamento.

Reazione aggregata degli alcali-:

Causa: gli alcali presenti nel cemento reagiscono chimicamente con la silice attiva presente nell'aggregato, formando un gel espansivo. Questo gel si espande di volume dopo aver assorbito l'acqua, provocando la fessurazione del calcestruzzo.
Caratteristiche: una struttura di crepe-simile a una mappa o una rete-con gel di silicone che fuoriesce dalla superficie.

Crepe da corrosione del tondo per cemento armato:

Causa: Copertura di calcestruzzo insufficiente o carbonizzazione che raggiunge la superficie dell'armatura. In presenza di acqua e ossigeno, l'armatura arrugginisce, provocando l'espansione della ruggine più volte in volume, fessurando il calcestruzzo.
Caratteristiche: Lungo l'armatura corrono crepe, successivamente accompagnate da ruggine marrone.

 

2. Metodi di trattamento delle crepe

Prima di trattare le fessure, è necessario analizzare e determinare il tipo, la larghezza, la profondità, la stabilità e l'impatto della fessura sulla sicurezza strutturale. I metodi di trattamento sono principalmente classificati come sigillatura superficiale e rinforzo interno.

(1) Crepe non-strutturali (larghezza ridotta, nessun impatto sulla sicurezza)

Metodo di sigillatura della superficie (adatto per micro-fessure<0.2mm)

Metodo con spazzolatura: applicare un materiale impermeabilizzante cristallizzante penetrante a base di cemento-, resina epossidica o sospensione di cemento modificato con polimero-direttamente sulla superficie della fessura per sigillare la fessura e impedire l'intrusione di umidità e sostanze nocive.
Metodo di scanalatura e riempimento (adatto per fessure statiche larghe 0,2-0,5 mm):

Passaggi: scalpellare una scanalatura a forma di "V" o "U"- lungo la fessura → Pulisci accuratamente → Applica un primer → Riempi con malta di resina epossidica, malta cementizia polimerica o un sigillante specializzato.

(2) Crepe strutturali (di larghezza maggiore, che influiscono sulla durabilità strutturale o sulla capacità di carico-)

Stuccatura a bassa-pressione (metodo di iniezione) (adatta per fessure larghe 0,1-1,5 mm)

Passaggi:

Pulizia della superficie: pulire l'area attorno alla fessura.
Inserimento degli ugelli per stuccatura: Applicare gli ugelli per stuccatura ad intervalli regolari lungo la fessura.
Sigillatura delle crepe: utilizzare un sigillante per sigillare la superficie della fessura per evitare perdite di malta.
Stuccatura a pressione: utilizzare una siringa a bassa-pressione per iniettare malta epossidica o poliuretanica nella fessura da un ugello di stuccatura finché la malta non viene rilasciata dall'ugello di stuccatura adiacente.
Finitura superficiale: Dopo che lo stucco si è solidificato, rimuovere l'ugello per stuccatura e lisciare la superficie.
Metodo di rinforzo strutturale (adatto per fessure ampie che influiscono sulla capacità portante)

Incollaggio di materiali compositi in fibra (pannello/piastra in fibra di carbonio): il tessuto in fibra di carbonio ad alta-resistenza viene incollato alla superficie dell'area fessurata, utilizzando la sua elevata resistenza alla trazione per condividere il carico.
Incollaggio di piastre in acciaio: le piastre in acciaio vengono incollate alla superficie del calcestruzzo utilizzando un adesivo strutturale per aumentare la rigidità strutturale.
Allargamento della sezione trasversale-: uno strato di cemento viene avvolto attorno al componente esistente per aumentarne le dimensioni e il rinforzo della sezione trasversale-.
Precompressione: i tiranti precompressi vengono utilizzati per applicare attivamente pressione alla struttura, compensando parte dello stress di trazione.
Importante: per le crepe causate da assestamenti irregolari delle fondamenta, reazioni alcaline-aggregate, ecc., è necessario risolvere prima la causa principale (ad esempio rafforzando le fondamenta) prima di riparare le crepe.
 

3. Misure di prevenzione delle crepe (chiave)

Prevenire è molto meglio che curare. Dovrebbe essere applicato un controllo rigoroso a tutti gli aspetti del processo, inclusi materiali, progettazione, costruzione e manutenzione.

Materiali:

Ottimizza le proporzioni della miscela, riduci il rapporto acqua-cemento e utilizza riduttori d'acqua ad alta-efficienza.
Utilizza aggregati ben-classificati e riduci il dosaggio del cemento per ridurre il calore di idratazione e il ritiro.
Utilizza cemento a fuoco basso-o medio-per calcestruzzo di grandi-volumi.

Aspetti progettuali:

Garantisci il corretto posizionamento dei rinforzi e aggiungi rinforzi strutturali (come una rete di acciaio resistente alle crepe-) nelle aree soggette a fessurazioni (come attorno ai fori e ai cambiamenti di sezione-trasversale).
Stabilire correttamente i giunti di dilatazione e i giunti post-getto (per strutture extra-lunghe).

Garantire uno spessore sufficiente del copriferro.

Costruzione:

È severamente vietata l'aggiunta di acqua in cantiere.
Controllare rigorosamente i processi di colata e vibrazione per garantire una compattazione uniforme ed evitare vibrazioni eccessive-e mancate.
Implementa misure di raffreddamento (come aggregati di raffreddamento ad acqua-) durante le stagioni calde e misure di isolamento in inverno.
Eseguire tempestivamente la spatolatura e la compattazione secondaria per eliminare le crepe di plastica.

Manutenzione (fondamentale!):

Indurimento precoce: coprire immediatamente con un telo di plastica o una coperta per l'essiccazione dopo aver versato il prodotto per evitare una rapida evaporazione.
Idratazione sufficiente: dopo la presa finale, iniziare a annaffiare regolarmente o utilizzare un agente indurente per mantenere umida la superficie del calcestruzzo per almeno 7-14 giorni.
Indurimento dell'isolamento: per grandi volumi di calcestruzzo, monitorare la differenza di temperatura tra interno ed esterno, implementare l'isolamento e l'indurimento con umidità e mantenere la differenza di temperatura entro 25 gradi.
 

Riepilogo

Tipi di crepe	Cause principali:	Focus del trattamento	Prevenzione dei problemi fondamentali
Crepe da ritiro/assestamento della plastica	Prematura perdita d'acqua e impedimento all'insediamento	Sigillatura della superficie	Massetto e copertura tempestivi per trattenere l'umidità
Crepe termiche	Calore di idratazione e grande differenza di temperatura tra interno ed esterno	Rinforzo della malta	Utilizza cemento, raffreddamento e isolamento termico a basso- calore
Crepe da ritiro per essiccazione	Successiva evaporazione e ritiro dell'acqua	Sigillatura/stuccatura delle superfici	Riduce il rapporto acqua-cemento e migliora la ritenzione dell'umidità
Fessure di carico/assestamento	Sovraccarico e problemi di fondazione	Rinforzo strutturale + trattamento delle cause profonde	Design ragionevole per garantire la qualità della costruzione

Quando incontri crepe nel cemento, non affrontarle ciecamente. Innanzitutto, determinarne la natura e la gravità. Per crepe ampie, persistenti o che potrebbero compromettere la sicurezza strutturale, consultare un ingegnere strutturale professionista o una società di test per la valutazione. Sulla base dei risultati, sviluppare un valido piano di trattamento.
 

Nota:I parametri forniti in questo documento sono solo di riferimento e non sono obbligatori. A causa delle differenze nelle caratteristiche tecniche tra le diverse marche e modelli di livellatori laser, consultare il produttore per una soluzione adeguata prima dell'uso effettivo. Questo documento di riferimento non si assume alcuna responsabilità per eventuali problemi derivanti dalla mancata osservanza delle istruzioni del produttore.
 

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