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Realizzare un manufatto ad opera d’arte spesso non basta. I calcestruzzi meglio confezionati, le accortezze di messa in opera, l’osservazione dei tempi di realizzazione possono venire vanificati se non si è ricorsi a una corretta protezione esterna delle strutture sotterranee. Ecco che la bentonite può essere la soluzione ideale ai problemi di infiltrazione. Indice: Le patologie legate ai fenomeni di umidità Bentonite: caratteristiche e proprietà Prodotti a base di bentonite Geocompositi bentonitici I waterstop a base di bentonite Riferimenti bibliografici Le vie di penetrazione dell’acqua, come è noto, sono molteplici: cavillature nel materiale consolidato, discontinuità dovute alle riprese di getto, porosità localizzate o diffuse, costituiscono, spesso, facile vie di accesso che consentono una migrazione progressiva proprio dell’acqua dall’esterno all’interno della costruzione. I fenomeni di infiltrazione con l’andare del tempo possono minare pericolosamente la durabilità del manufatto. Uno dei sistemi più efficaci per eliminare – a monte – la creazione di pericolosi fenomeni di infiltrazione d’acqua nelle strutture in calcestruzzo controterra prevede l’utilizzo di teli, pannelli, giunti o granulati compositi in bentonite. Le patologie legate ai fenomeni di umidità Tra le manifestazioni maggiormente evidenti derivanti dalla presenza di fenomeni d’umidità capillare di risalita una delle più diffuse consiste nella formazione di macchie e aloni sulle superfici murarie.Tali macchie si contraddistinguono per la presenza di bordi biancastri – le efflorescenze saline – che tendono a disgregare progressivamente le superfici interne a vista rendendole friabili, ma le conseguenze delle infiltrazioni non si fermano qui. Il fenomeno, infatti, ha risvolti più ampi che arrivano ad inficiare il livello d’isolamento termico dei locali, rendendolo particolarmente insalubre. Nei casi più gravi, ad esempio, l’acqua che si infiltra può, a sua volta, divenire veicolo di composti aggressivi in soluzione e provocare la disgregazione del materiale cementizio a la successiva corrosione dei ferri di armatura. Ne consegue, inevitabilmente, una forte riduzione delle doti meccaniche nella zona maggiormente sollecitata della costruzione: quella della fondazioni. In assenza di adeguati dispositivi di protezione le alterazioni connesse all’azione dell’acqua sulle strutture interrate possono manifestarsi sia immediatamente dopo la realizzazione delle strutture stesse che in una fase successiva. Non deve, infatti, venire dimenticato che la compattezza propria del cls non è in grado di fermare l’azione dell’acqua, in particolare se in pressione. Una volta innescato, il fenomeno è di difficile eliminazione, senza prevedere opere consistenti ed economicamente onerose. Proprio per questo è bene realizzare in via preventiva le opere a carattere continuo per la protezione del contro-terra. Bentonite: caratteristiche e proprietà La bentonite è un’argilla naturale derivata dall’alterazione di rocce effusive vetrose. Il materiale è composto, quasi interamente, da un minerale dotato di una particolare struttura cristallina lamellare, non tossica e chimicamente inerte, ma è con la presenza dell’acqua che la bentonite si trasforma, divenendo un gel impermeabile ed idrorepellente. Il fenomeno è accompagnato da un consistente aumento di volume (15-20 volte superiore a quello iniziale) e da un assorbimento tale da far raggiungere alla massa un peso cinque volte superiore a quello di un’uguale quantità di materiale secco. Tempi e gradi di idratazione variano in relazione ad una serie di fattori tra cui la granulometria del minerale o la temperatura dell’ambiente in cui avviene il fenomeno. Le proprietà impermeabilizzanti della bentonite posta in opera si manifestano quando il materiale viene sottoposto a una pressione che contrasta l’espansione (proprio come avviene in esercizio a causa delle masse di confinamento). Il materiale, infatti, si idrata ed aumenta di volume solo nella quantità consentita dallo spazio disponibile. L’incremento dimensionale, come è facilmente intuibile, consente di bloccare il passaggio di acqua per capillarità lungo la struttura. La bentonite espansa occlude eventuali cavità e satura fessure ampie sino a 3 mm dovute al ritiro igrometrico o all’assestamento in fase iniziale del getto di calcestruzzo. Il processo di idratazione si innesca anche in presenza di minime quantità d’acqua. Prodotti a base di bentonite Date le sue proprietà sigillanti ed impermeabilizzanti la bentonite viene impiegata per la realizzazione di un’ampia gamma di prodotti specificatamente studiati per la protezione delle strutture contro-terra. Aldilà delle specifiche di ogni tipologia, per assicurare una completa e duratura efficacia della protezione, è indispensabile che i prodotti siano posati prima di eseguire il getto in calcestruzzo o al momento di effettuare il reinterro su strutture in elevazione poste al di sotto del piano di campagna. Particolarmente ampia la gamma di manufatti che possono beneficiare dell’installazione di prodotti in bentonite: pavimentazioni e pareti in locali seminterrati, tunnel e gallerie, parcheggi, terrazzi, giardini pensili, fondazioni. Teli e pannelli Sul mercato sono oggi disponibili componenti di grande formato a base di bentonite, particolarmente datti alla protezione di ampie superfici contro-terra, sia verticali che orizzontali. I diversi tipi di manufatti si caratterizzano per la natura del materiale di supporto e di contenimento del minerale di base.Nei pannelli con esterno in cartone kraft e nei teli con rivestimento esterno in geotessile (di cui si parlerà in seguito) lo strato intermedio è realizzato con bentonite in granuli, con un contenuto di minerale idroespansivo pari, almeno, al 95%. Nelle diverse versioni la quantità di bentonite impiegata oscilla tra i 5 e i 7 chilogrammi al metro quadrato. Entrambi le varianti sono in grado di impedire il passaggio di infiltrazioni d’acqua . L’adattabilità di teli e pannelli ne consente un impiego ampio ed agevole. I singoli elementi, inoltre, possono essere forati per consentire il passaggio di armature o di ferri di collegamento. Normalmente la posa di teli o pannelli viene effettuata a strato unico con fissaggio mediante chiodi di acciaio con testa a rondella. Si ricorre, invece, generalmente al doppio strato in caso di pressioni idrostatiche elevate. Geocompositi bentonitici Con il termine geocompositi bentonitici si intendono quei prodotti costituiti da bentonite sodica e geosintetici: essi consistono di un sottile strato di argilla (bentonite) racchiuso tra 2 geotessili o incollato ad una geomembrana sintetica. Allo stato attuale sono disponibili in commercio tre tipi di geocompositi bentonitici. Primo tipo Il primo tipo è realizzato fissando meccanicamente (mediante processo di agugliatura o di cucitura) uno strato di bentonite interposto tra due geotessili: tale sistema di vincolo determina un incremento di resistenza al taglio all’interfaccia bentonite-geotessile. In corrispondenza delle giunzioni in sito, i materiali vengono semplicemente sovrapposti e, nel caso di GCL prodotto mediante agugliatura, della polvere di bentonite è interposta lungo la striscia di sovrapposizione. La sigillatura si realizza quando la bentonite viene idratata, senza la necessità di alcuna cucitura di tipo meccanico. Secondo tipo Il secondo tipo è realizzato mescolando polvere di bentonite sodica a granulometria controllata con un collante solubile in acqua che è poi posto tra i due geotessili. Il collante ha lo scopo di tenere insieme il materiale durante le operazioni di trasporto e di posa. Il geotessile inferiore è molto sottile e con tessitura larga, cosicchè in corrispondenza delle sovrapposizioni la bentonite fuoriesce dalle aperture del geotessile quando si idrata, realizzando in tal modo la sigillatura della sovrapposizione. Terzo tipo Il terzo tipo è realizzato mescolando la bentonite con un collante che la fa aderire ad una geo-membrana di polietilene ad alta densità (HDPE). Come nel caso del secondo tipo, il materiale è autosigillante in corrispondenza delle sovrapposizioni. I waterstop a base di bentonite Nei manufatti in calcestruzzo uno dei punti più deboli e maggiormente esposti ad eventuali infiltrazioni è rappresentato dalle riprese di getto. Per eliminare all’origine un simile pericolo oggi si ha a disposizione una nuova generazione di prodotti: i waterstop espansivi. La bentonite, in particolare, viene anche utilizzata, da sola o in abbinamento con gomme butiliche o leganti elastomerici, per realizzare cordoni di sezione rettangolare e di lunghezza prestabilita. Waterstop a base di bentonite sodica e gomma idroespansiva di Azichem Tali manufatti vengono generalmente impiegati come barriere all’acqua nella sigillatura delle riprese di getto verticali e orizzontali sotto la quota del piano di campagna. Il waterstop idroespansivo a base di bentonite rimane confinato tra le masse dei getti e si espande quanto l’acqua comincia a trafilare lungo le discontinuità, bloccando ogni passaggio. L’azione permane anche in presenza di pressione o di ghiaia e cavità. Nel caso fosse necessario è possibile ritardare i tempi di espansione del minerale attraverso la posa in opera di una speciale rete di fissaggio attorno al cordone stesso. Non esistono particolari indicazioni per la posa in opera dei waterstop. Unica eccezione nel caso di presenza di acqua con elevato contenuto salino in grado, quindi, di ridurre la capacità espansiva del materiale. In questi casi è preferibile effettuare delle prove prima di porre in opera e realizzare la sigillatura impiegando due cordoni stesi in parallelo tra loro. Waterstop idroespansivo a base di bentonite Azichem Nella maggior parte dei casi, però, l’applicazione dei cordoni in bentonite può avvenire, anche su superfici in calcestruzzo non lisciato. L’unica accortezza, in questi casi, è realizzare in fase preventiva un’accurata pulizia da eventuali materiali incoerenti che potrebbero impedire una perfetta aderenza tra bentonite e conglomerato. Inoltre non è necessario realizzare sedi preformate. Le giunzioni tra i vari cordoni vanno eseguite con accostamento laterale dei capi e con sormonto minimo di 5-6 cm. Eventuali lame, tiranti o distanziatori dei casseri vanno posti ad una distanza di almeno 6-7 cm al di sopra del cordolo e comunque mai a contatto diretto con la striscia di bentonite. Le stesse “distanze di sicurezza” vanno osservate anche in presenza di ferri di armatura a sviluppo verticale. Riferimenti bibliografici Giroud, J. P., From geotextiles to geosynthetics: a revolution in geotechnical engineering, Proceeding III International Conference on Geotextiles, Vienna, Austria, 1986. Rimoldi, P., Le applicazioni dei geosintetici nell’ingegneria civile, Proceedings of “Sep-Pollution” Symposium, Padova, Italy, 1988. In Italian. Cazzuffi, D., Geotessili e prodotti affini: funzioni e tipologie dei prodotti, Quaderni ALPCR, XXI Convegno Nazionale Stradale ALPCR, Trieste, Italy 1990. In Italian. Rimoldi, P., Cazzuffi, D., Jonescu, A., Moraci, N. Geosynthetics, please – not geoconfusion!, IGS News Vol 9 No. 1, March 1993. Koerner R., M., Name of the Society and Geosynthetics Terminology, IGS News Vol 9 No. 2, July 1993. Rimoldi, P., Cazzuffi, D., Jonescu, A., Moraci, N., Continuing to play the Geosynthetics Terminology game, IGS News, Vol. 9 No. 2, July 1993. Repertorio Geosintetici 2000/2001 – BE-MA Editrice Milano Consiglia questo approfondimento ai tuoi amici Commenta questo approfondimento
