Il calcestruzzo è il materiale da costruzione più durevole tra quelli comunemente impiegati ma non è indistruttibile. Sapere come si degrada è il primo passo per evitare che accada.
Una struttura in calcestruzzo armato ben progettata e ben eseguita può durare cento anni o più. Eppure, ogni giorno si interviene su strutture che mostrano segni di degrado a pochi decenni dal getto o anche prima. Le cause non sono quasi mai misteriose: sono meccanismi noti, descritti dalla letteratura scientifica e dal quadro normativo, che si innescano quando le condizioni ambientali incontrano un calcestruzzo non adeguato a fronteggiarle.
Capire le patologie del calcestruzzo serve a due scopi distinti. In fase progettuale, serve a scegliere la classe di esposizione corretta e le specifiche di mix design che garantiscono durabilità sufficiente (tutto ciò che abbiamo trattato nel numero 6). In fase di ispezione e manutenzione, serve a riconoscere i sintomi, risalire alla causa e scegliere l’intervento corretto. Questo numero si concentra sui meccanismi di degrado più diffusi: cosa li innesca, come si manifestano e come si prevengono.
I meccanismi di degrado: una mappa
Le patologie del calcestruzzo si dividono in due grandi famiglie: quelle che riguardano il calcestruzzo in quanto materiale (degrado della matrice cementizia e degli aggregati) e quelle che riguardano le armature in acciaio annegate al suo interno (corrosione). Le due famiglie sono spesso collegate: il degrado del calcestruzzo apre la strada alla corrosione delle armature, e la corrosione delle armature accelera il degrado del calcestruzzo circostante.
I riferimenti normativi per la valutazione e la classificazione del degrado sono molteplici: le classi di esposizione della UNI EN 206:2021 e UNI 11104:2025 costituiscono il quadro preventivo; le norme UNI EN 13670 e le istruzioni CNR-DT 200 forniscono indicazioni sulle soglie di accettabilità in esercizio; per gli interventi di ripristino, il riferimento è la serie UNI EN 1504.
UNI EN 206:2021
Classi di esposizione come strumento preventivo: definisce i requisiti di composizione per resistere ai meccanismi di degrado attesi.
UNI EN 1504
Serie di norme per la protezione e il ripristino delle strutture in calcestruzzo. Definisce i principi di intervento, i prodotti e i sistemi ammessi. Fondamentale per chi si occupa di diagnosi e riparazione.
UNI EN 12696
Protezione catodica delle armature in calcestruzzo: principi, progettazione e installazione dei sistemi di protezione attiva.
CNR-DT 200
Istruzioni per la progettazione, l’esecuzione e il controllo di strutture di calcestruzzo con armature non metalliche (fibre): utile anche per il contesto della durabilità e degli interventi innovativi.
Carbonatazione: il fronte silenzioso
La carbonatazione è il meccanismo di degrado più diffuso nelle strutture in calcestruzzo armato esposte all’atmosfera. Non è distruttiva per il calcestruzzo in sé anzi, in alcuni casi ne aumenta leggermente la compattezza superficiale — ma è letale per le armature in acciaio che protegge.
Il meccanismo è il seguente: la CO₂ presente nell’aria penetra per diffusione nei pori del calcestruzzo e reagisce con l’idrossido di calcio presente nella pasta cementizia, abbassando il pH da valori superiori a 12 fino a valori intorno a 8–9. A questi pH, il film passivante che protegge le barre d’armatura dalla corrosione si dissolve: le armature diventano vulnerabili all’ossidazione in presenza di ossigeno e umidità.
Il fronte di carbonatazione avanza dall’esterno verso l’interno con una velocità proporzionale alla radice quadrata del tempo, cioè rapidamente all’inizio, poi sempre più lentamente man mano che lo strato carbonatato si ispessisce e ostacola la diffusione della CO₂. Quando il fronte raggiunge le armature, la corrosione si innesca.
- Fattori che accelerano la carbonatazione: calcestruzzo poroso (a/c elevato, compattazione insufficiente), basso contenuto di cemento, esposizione ciclica a bagnato e asciutto (classe XC4, la più aggressiva per la carbonatazione), concentrazioni elevate di CO₂ (ambienti urbani, tunnel stradali, parcheggi chiusi).
- Segnali visibili: la carbonatazione è invisibile a occhio nudo nelle fasi iniziali. Si rivela con il test alla fenolftaleina: la soluzione spruzzata sul calcestruzzo fresco di frattura rimane incolore nelle zone carbonatate e diventa viola nelle zone alcaline non carbonatate. Nei casi avanzati si manifestano macchie di ruggine in superficie, rigonfiamenti e distacchi del copriferro.
- Prevenzione: copriferro adeguato alla classe di esposizione (definito dall’Eurocodice 2 in funzione della classe strutturale e di esposizione), a/c massimo rispettato, maturazione prolungata che riduce la porosità superficiale, rivestimenti protettivi sulle superfici più esposte.
Attacco da cloruri: la corrosione localizzata
L’attacco da cloruri è il meccanismo di degrado più aggressivo e più rapido tra quelli che coinvolgono le armature. A differenza della carbonatazione, che abbassa il pH in modo diffuso e uniforme, i cloruri provocano una corrosione localizzata, la cosiddetta corrosione per vaiolatura, che può perforare una barra d’armatura in pochi anni senza produrre segnali superficiali evidenti.
Il meccanismo: gli ioni cloruro penetrano per diffusione nei pori del calcestruzzo e, quando raggiungono la superficie delle armature in concentrazione sufficiente (soglia critica), distruggono localmente il film passivante. Si innesca una cella elettrochimica in cui l’area attaccata (anodo) si corrode rapidamente mentre le zone circostanti (catodo) rimangono intatte. La corrosione localizzata produce ossidi di ferro di volume molto superiore al metallo originale, generando pressioni interne che spaccano il copriferro.
- Fonti di cloruri: acqua di mare e nebbia marina (classi XS), sali disgelanti sulle strade e nei parcheggi (classi XD), acque industriali contaminate. I cloruri possono anche essere presenti negli aggregati o nell’acqua d’impasto se non conformi alle norme: per questo la UNI EN 206 limita il contenuto totale di cloruri nel calcestruzzo in funzione del tipo di struttura (classi Cl 0,10, Cl 0,20, Cl 0,40).
- Segnali visibili: nelle fasi avanzate, macchie brune lineari lungo le barre, fessure longitudinali parallele all’armatura, distacchi e sfogliature del copriferro. Spesso il danno all’armatura è già grave quando i primi segnali superficiali appaiono.
Prevenzione: a/c molto basso (massimo 0,45 per le classi XS3 e XD3), copriferro aumentato, uso di cementi a bassa permeabilità (CEM III, CEM IV), verifica del contenuto di cloruri negli aggregati e nell’acqua. Per strutture in ambienti molto aggressivi: armature in acciaio inossidabile, protezione catodica, rivestimenti epossidici delle barre.
La soglia critica di cloruri oltre la quale si innesca la corrosione delle armature ordinarie è convenzionalmente fissata intorno allo 0,4% in massa sul cemento ma è un valore medio: dipende dal tipo di cemento, dalla presenza di ossigeno e umidità, e dallo stato del film passivante. In ambienti con carbonatazione avanzata, la soglia critica si abbassa ulteriormente: carbonatazione e cloruri insieme sono la combinazione più devastante per la durabilità delle strutture in calcestruzzo armato.
Attacco da gelo e disgelo: la disgregazione fisica
Il degrado da cicli di gelo e disgelo è un meccanismo fisico, non chimico: l’acqua che si trova nei pori del calcestruzzo, quando congela, aumenta di volume di circa il 9%. Se il calcestruzzo è sufficientemente saturo e i pori non offrono spazio sufficiente per l’espansione, le pressioni generate superano la resistenza a trazione della matrice cementizia e si formano microfessure. Ciclo dopo ciclo, le fessure si propagano e il materiale si disgrega progressivamente.
Il danno si manifesta principalmente in superficie: sfogliatura e scalcinatura dello strato superficiale, progressivo distacco di frammenti. Nei calcestruzzi esposti ai sali disgelanti (classe XF4) il degrado è più rapido e aggressivo: i sali aumentano la concentrazione di soluzione nei pori, abbassando il punto di congelamento e aumentando le pressioni osmotiche che si generano durante i cicli termici.
- Prevenzione principale: l’introduzione di microbolle d’aria sferica e uniformemente distribuite (aerazione del calcestruzzo) attraverso additivi aeranti. Le microbolle fungono da ‘valvole di sfogo’ per le pressioni generate dal ghiaccio, riducendo drasticamente il danno. La UNI 11104:2025 prescrive contenuti minimi d’aria in funzione del Dmax per le classi XF2 e XF4.
- Altri fattori: a/c basso (calcestruzzo meno poroso e meno suscettibile alla saturazione), maturazione prolungata prima della prima esposizione al gelo, uso di cementi con buona resistenza ai cicli termici (evitare cementi ad alto contenuto di alluminato tricalcico).
- Diagnosi: esame visivo della superficie, misura della perdita di massa dopo cicli di laboratorio (UNI EN 12390-9).
Attacco solfatico: la disgregazione chimica
L’attacco solfatico è un meccanismo di degrado chimico che coinvolge la pasta cementizia: gli ioni solfato presenti nel terreno, nelle acque di falda o nelle acque industriali penetrano nel calcestruzzo e reagiscono con i composti dell’idratazione del cemento — in particolare con l’alluminato tricalcico, formando ettringite secondaria ed altri prodotti espansivi. L’espansione che ne deriva causa fessurazione, rigonfiamento e progressiva disgregazione della matrice cementizia.
L’aggressività dell’attacco dipende dalla concentrazione di solfati nell’ambiente (classificata nelle classi XA1, XA2, XA3 della UNI EN 206) e dalla composizione del cemento. I cementi ricchi di alluminato tricalcico (C3A) come i CEM I ad alta resistenza iniziale, sono i più vulnerabili. I cementi resistenti ai solfati (indicati come SR nelle norme) o i cementi con alto contenuto di loppa (CEM III) offrono una resistenza nettamente superiore.
- Segnali visibili: rigonfiamenti, fessure parallele e trasversali non riconducibili a cause strutturali, efflorescenze bianche in superficie (depositi di gesso), progressiva perdita di coesione della pasta cementizia fino alla consistenza friabile.
- Prevenzione: scelta del tipo di cemento in funzione della classe XA (cementi SR o CEM III per XA2 e XA3), a/c basso, calcestruzzo compatto che limita la penetrazione della soluzione solfatica, eventuali barriere fisiche (guaine, rivestimenti) per le classi più aggressive.
Le fessurazioni: sintomo o patologia?
Le fessure nel calcestruzzo non sono sempre un segnale di allarme: alcune sono attese e accettabili, altre indicano un problema strutturale o un degrado in atto. Distinguerle è il primo compito di chi esamina una struttura.
- Fessure da ritiro plastico: si formano nelle prime ore dopo il getto, prima dell’indurimento, per evaporazione rapida dell’acqua superficiale. Sono superficiali, irregolari, a rete o parallele.
- Causa: maturazione insufficiente nelle prime ore critiche.
- Conseguenza: porosità superficiale elevata, riduzione della durabilità dello strato di copriferro.
- Fessure da ritiro igrometrico: si sviluppano durante l’indurimento per la riduzione di volume che accompagna l’idratazione e l’essiccamento. Sono tipiche degli elementi vincolati (solette su terreno, pareti contenute).
- Causa: ritiro contrastato dai vincoli. Spesso accettabili se contenute nelle ampiezze previste dall’Eurocodice 2 (generalmente < 0,3–0,4 mm).
- Fessure da carico: attese nelle zone tese delle strutture in calcestruzzo armato. La loro ampiezza è limitata dai criteri dell’Eurocodice 2 in funzione della classe di esposizione: in ambienti aggressivi (XC3, XD, XS) le fessure devono essere più contenute per non aprire una via di accesso preferenziale agli agenti aggressivi verso le armature.
- Fessure da corrosione delle armature: longitudinali, parallele alle barre, spesso accompagnate da macchie di ruggine. Sono un segnale inequivocabile di corrosione in atto e richiedono indagine immediata.
- Fessure da reazione alcali-silice (ASR): rete di fessure irregolari a mappa, spesso con gel siliceo bianco nelle fessure. Causate dalla reazione tra gli alcali del cemento e alcuni minerali reattivi degli aggregati. Lenta ma irreversibile e potenzialmente molto grave.
Riepilogo: patologie a confronto
| Patologia | Meccanismo | Segnali visibili | Classi XP | Prevenzione principale |
|---|---|---|---|---|
| Carbonatazione | CO₂ abbassa il pH, dissolve la passivazione delle armature. | Test fenolftaleina, ruggine, distacchi tardivi. | XC1–XC4 | Copriferro adeguato, w/c max 0,50 (XC4), maturazione prolungata. |
| Attacco da cloruri | Cl⁻ innescano corrosione per vaiolatura localizzata. | Fessure longitudinali, sfogliature, macchie brune. | XS1–XS3, XD1–XD3 | w/c max 0,45, copriferro aumentato, CEM III/IV, limitazione Cl nell’impasto. |
| Gelo/disgelo | Espansione dell’acqua congelata nei pori. | Sfogliatura superficiale, pitting con sali. | XF1–XF4 | Aerazione controllata, w/c basso, maturazione prima della prima esposizione. |
| Attacco solfatico | Reazione SO₄²⁻ → ettringite secondaria espansiva. | Rigonfiamenti, fessure, efflorescenze bianche, aspetto friabile. | XA1–XA3 | Cemento SR o CEM III, w/c max 0,45, eventuale barriera fisica. |
| Ritiro plastico | Evaporazione rapida prima dell’indurimento. | Fessure superficiali a rete nelle prime ore. | - | Maturazione immediata, protezione da vento e sole. |
| Reazione ASR | Alcali + silice reattiva degli aggregati → gel espansivo. | Fessure a mappa, gel bianco nelle fessure. | - | Aggregati non reattivi, cemento a basso tenore di alcali, aggiunte pozzolaniche. |
Le patologie del calcestruzzo non sono eventi casuali: sono la conseguenza prevedibile di condizioni ambientali che incontrano un materiale non adeguato a fronteggiarle. La conoscenza dei meccanismi di degrado è il prerequisito per scegliere le classi di esposizione corrette, per leggere i segnali di un degrado in atto e per intervenire prima che diventi irreversibile. Prevenire costa incomparabilmente meno che riparare.
Nel prossimo numero:
La sostenibilità del calcestruzzo — impronta carbonica, aggregati riciclati, cementi a basso contenuto di clinker, CAM e certificazioni ambientali: il quadro completo di un settore in rapida evoluzione.
