Piogge acide e durabilità dei rivestimenti di facciata

Valutazione della resistenza degli intonaci all’aggressione chimica.

facciate

Se consideriamo i materiali impiegati per la realizzazione delle pareti degli edifici esistenti, appare evidente come il più ricorrente sia il laterizio legato con malta, con funzione portante e di chiusura, (muratura con laterizi pieni) o con sola funzione di chiusura (muratura di tamponamento con laterizi forati). Escludendo i più recenti casi di impiego del mattone faccia a vista, il sistema di protezione dalle intemperie delle murature prevalentemente adottato è detto intonacatura e prevede la posa di successivi strati di malta.
Tale rivestimento, ancora più diffusamente impiegato in passato e definito “strato di sacrificio” , è soggetto, al naturale degrado materico indotto dalla esposizione agli agenti atmosferici.
La durabilità di questo sistema, per quanto oggettivamente inferiore ad altri tipi di rivestimenti è in ogni caso notevolmente influenzata dalla esposizione alle precipitazioni meteoriche, che specialmente nei centri a forte insediamento urbano e produttivo assumono il carattere di vere e proprie piogge acide.
Nell’ottica di fornire strumenti per consentire una valutazione della resistenza degli intonaci all’aggressione chimica da piogge acide è stato recentemente condotto, presso i laboratori di ricerca dell ’ICITE, Istituto del CNR che svolge attività di ricerca e certificazione nel settore dell’edilizia, uno studio per la messa a punto di un protocollo di prove sperimentali.

impalcatura

Metodologia e procedura di prova

La metodologia utilizzata nella sperimentazione qui descritta è quella prevista dal test di invecchiamento accelerato “Acid rain test TNO/9502/2 1996”, salvo alcune modifiche riguardanti l’assetto sperimentale dei campioni sottoposti a prova, integrato da misurazioni delle prestazioni dell’intonaco campione prima e dopo il trattamento di invecchiamento.
Mentre lo scopo originario di tale test, sviluppato dall’istituto olandese TNO , prevedeva la simulazione della resistenza dei giunti di malta di una muratura campione all’azione delle piogge acide, nella sperimentazione ICITE, il metodo è stato applicato per verificare in contemporanea la resistenza di due tipologie di intonaco a base di calce aerea applicate su murature campione.
La valutazione sperimentale della resistenza degli intonaci all’aggressione chimica da piogge acide è basato essenzialmente sulla osservazione dello stato di conservazione dei campioni e, come già accennato, sulla misura di alcune prestazioni, prima e dopo essere stati sottoposti ad un trattamento di invecchiamento accelerato. Al termine di un’accurata analisi della normativa al fine della individuazione di tests in grado di rendere evidente le modificazioni occorse in un campione invecchiato rispetto ad un campione testimone di riferimento non sottoposto ad alcun trattamento, sono stati selezionati i seguenti tests di riscontro:
– prova di assorbimento d’acqua (RILEM 25-PEM Essai n°II.4 ”Absorption d’eau sous basse pression”)
– prova per la determinazione dell’aderenza malta-supporto (prEN 1015-12 1993 “ Methods of tests for mortar for masonry – part 12 determination of adhesion of hardened rendering and plastering mortars”)

prove

Campioni di prova

A differenza di quanto previsto nel test del TNO, riguardo l’assetto sperimentale dei campioni, sono stati predisposti due campioni in muratura intonacati su un lato, appositamente accostati per essere sottoposti contemporaneamente al trattamento di invecchiamento. In particolare sono stati impiegati supporti in muratura (superficie m2 2,4) realizzati con mattoni pieni del tipo “a mano”, giustapposti con malta di cemento, stilata su entrambe le facce. Una ulteriore modifica introdotta nella predisposizione dei campioni riguarda la protezione di parte delle superfici di prova: un terzo della superficie intonacata, denominata “testimone”, è stata protetta dalle azioni di invecchiamento con pannelli in policarbonato, per consentire una osservazione accurata, per confronto tra superfici invecchiate e superfici di riferimento, del degrado indotto dall’aggressione di “piogge acide” riprodotte artificialmente in laboratorio.
I campioni sono stati sottoposti al test di invecchiamento accelerato dopo maturazione dell’intonaco superiore a 60 giorni in ambiente non condizionato, monitorato con termoigrografo, con umidità relativa variabile tra il 35 e il 50% e temperatura variabile tra i 15 e i 25°C.

supporto

Prova di assorbimento d’acqua

La prova di assorbimento d’acqua, che quantifica il volume d’acqua assorbito per effetto di un battente d’acqua su una data superficie dopo un tempo definito, è stata utilizzata per rendere evidente eventuali modificazioni della porosità dell’intonaco campione. La procedura prevede di applicare, sulla superficie da testare, un dispositivo in vetro a forma di pipa costituito da un tubo graduato (da 0 a 4 cm3, con tacche da 0,1 cm3) saldato nella sua parte inferiore a un cilindro, la cui sezione aperta (5,7 cm2) può essere applicata alla superficie dell’intonaco e sigillata sul bordo mediante del mastice adesivo. La pipetta viene riempita d’acqua attraverso l’apertura superiore del tubo fino alla tacca 0.

L’altezza totale della colonna d’acqua tra il centro della sezione d’applicazione e la tacca superiore (0) di 9,8 cm, corrisponde a una pressione di 961,38 Pa, equivalente alla pressione dinamica di un vento di 142,6 km/h. La quantità d’acqua assorbita in funzione del tempo viene letta direttamente sul tubo. Nello specifico sono state impiegate tre pipette effettuando le letture secondo la seguente tempistica: 2, 10, 15, 30 e 60 minuti. Le prove sono state condotte per ogni campione su tre punti in condizione indisturbata, e ripetute sui medesimi punti sia al termine del ciclo di piogge normali (pH 5,6) che al termine del secondo ciclo di piogge acide (pH 3,5).

facciata

Prova per la determinazione dell’aderenza della malta al supporto

Sempre nella logica di rendere manifesta una mutata condizione intervenuta in un intonaco in seguito al trattamento di invecchiamento accelerato tramite cicli di bagnatura e ascugatura i campioni sono stati sottoposti prima e dopo invecchiamento a prove di aderenza.
La prova di aderenza della malta al supporto fornisce valori di resistenza a trazione per effetto di un carico diretto perpendicolarmente alla superficie dell’intonaco su un’area circolare di dimensioni limitate. L’aderenza corrisponde al rapporto tra il carico di rottura e l’area di test.
Prima di procedere alla prova, vengono ricavate nello spessore dell’intonaco le aree circolari di test (ø = 50 mm) mediante corona in acciaio inox per tagli di precisione), opportunamente distanziate l’una dall’altra. Si procede col taglio fino al laterizio sottostante, inciso per uno spessore di circa 5 mm ad assicurare che il singolo provino “intonaco-laterizio” risulti separato dalla malta circostante. Successivamente, su ogni area di test viene incollata, mediante resina epossidica, una flangia di trazione in acciaio inox (ø = 50 mm; spessore = 17 mm).
Dopo un periodo di tempo non inferiore alle 24 ore si procede alla prova. Il carico viene applicato gradualmente con un dinamometro (apparecchio con scala da 0 a 250 daN) secondo un gradiente indicato per carichi molto bassi (0,003 N/mm2 . s).
La prova è stata condotta sia sulla porzioni di muro “testimone”, ovvero in condizione indisturbata, sia sulle superfici sottoposte all’intero ciclo di invecchiamento da piogge acide. I punti sottoposti a strappo sono stati nel caso specifico cinque per ogni tipo di determinazione.

Risultati

Il protocollo sperimentale ha permesso di evidenziare una serie di effetti che, relativamente alle due tipologie di intonaco testate, permettono di tracciare un profilo del degrado manifestatosi in conseguenza del trattamento di invecchiamento accelerato.
Sul fronte della valutazione dell’aspetto dei rivestimenti, si è osservato, al procedere della prova di simulazione di piogge acide, un aumento dell’erosione con asportazione dello strato di finitura in alcuni punti già al termine dei primi 75 cicli con pH 5,6 (è stato possibile osservare la superficie affiorante dello strato di corpo e alcune microfessurazioni da ritiro già rilevate dopo la posa di tale strato). I valori di permeabilità all’acqua sono cresciuti per tutti i campioni già al termine dei primi 75 cicli. Per quanto sia difficile fare previsioni di durata di un rivestimento esistente in base alle risultanze sperimentali di trattamenti di invecchiamento accelerato di un intonaco campione realizzato con la medesima malta impiegata in sito, risulta comunque evidente l’utilità del metodo proposto ai fini di valutazioni per confronto della durabilità di intonaci realizzati con malte differenti.

 

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