Ruggine e corrosione del metallo: come identificarle e intervenire

Diversi tipi di acciaio, alluminio, rame, tutti metalli molto utilizzati anche nel campo dell’edilizia che, con il passare del tempo, possono essere soggetti a fenomeni di degrado con la formazione di ruggine.Indice degli argomenti:

• Tipologie di metallo
• Le forme di degrado del metallo
• Ruggine e corrosione: come intervenire
• Ruggine delle armature: la principale causa del degrado dei manufatti in cemento

Il metallo è un materiale utilizzato in moltissimi settori, tra cui quello delle costruzioni. A seconda della sua composizione, ha proprietà e nomi differenti. I metalli sono spesso soggetti a fenomeni di degrado con la formazione di ruggine.

Tipologie di metallo

L’acciaio è una lega di ferro e carbonio, la cui percentuale è limitata a circa il 2%, in quanto, se fosse superiore, il materiale prenderebbe il nome di ghisa e avrebbe proprietà differenti. Con l’aumentare del carbonio aumenta la resistenza meccanica e diminuiscono la duttilità e la resilienza. Per modificare ulteriormente le caratteristiche dell’acciaio, si possono aggiungere metalli come il cromo o il nichel.

Un esempio particolare è l’acciaio inossidabile, che resiste maggiormente ad agenti atmosferici e aggressioni chimiche. L’acciaio zincato, invece, è molto utilizzato in edilizia per la realizzazione delle lamiere o di altri componenti per le coperture. La zincatura, infatti, lo rende più resistente ai processi di ossidazione e ha un costo inferiore rispetto all’acciaio inox.

Se pensiamo all’acciaio come materiale da costruzione, immediatamente ci saltano alla mente tutte le varie applicazioni sotto forma di profili di carpenteria metallica, oppure le gabbie di tondino metallico usate come anima resistente dei calcestruzzi armati. Soprattutto negli ultimi anni, anche grazie a campagne finalizzate alla dimostrazione della sostenibilità dell’utilizzo dell’acciaio nell’edilizia, è cresciuto il numero di edifici realizzati con struttura in metallo. Pilastri e travi, tiranti e puntoni in acciaio sostituiscono il consolidato e più tradizionale utilizzo dei manufatti in cemento armato.Molto più leggero è l’alluminio, anch’esso usato moltissimo grazie alla sua alta malleabilità. In edilizia, un esempio sono gli infissi in alluminio. Molto duttile anche il rame, che viene utilizzato soprattutto per le conduttore dell’acqua e le canalizzazioni.

Ma per carpenteria metallica si intende anche una grande quantità di elementi di completamento e finitura degli edifici, come grate, carters, e profili vari utilizzati in una grande varietà di applicazioni dipendenti anche dalla creatività del progettista.

In realizzazioni invece in cui vengono preferite tecniche più tradizionali, il grande dominatore della costruzione è il cemento armato, costituito, come è a tutti noto, da calcestruzzo di varia qualità e tondini metallici, nella quasi totalità dei casi costituiti di acciaio. E’ proprio attraverso questa componente strutturale che i manufatti, così realizzati, possono resistere a sollecitazioni di flessione e taglio.

In generale, comunque, i supporti metallici vengono trattati per essere più duraturi e resistenti. A seconda degli utilizzi e del clima in cui ci si trova,si effettua un tipo di verniciatura, con lo scopo di proteggerli e renderli più resistenti all’usura, oltre a definirne aspetto ed estetica. Gli agenti responsabili del degrado del metallo sono di diversa natura e ne sono esempio gli agenti atmosferici, gli inquinanti, l’umidità o la salsedine.

Le forme di degrado del metallo

La principale forma di degrado che colpisce i materiali metallici è la corrosione, che può dipendere principalmente da due fenomeni, ovvero l’ossidazione chimica, dove il metallo reagisce con l’ossigeno, e la corrosione elettrochimica, causata dagli agenti atmosferici.

Ecco perché la corrosione non interessa solo i manufatti posti all’esterno, ma anche i materiali in ambienti interni, dove sono comunque presenti umidità e ossigeno.

Il fenomeno corrosivo colpisce il metallo in modo graduale, partendo dagli strati esterni fino a compromettere del tutto la resistenza e l’integrità dell’oggetto attaccato. Infatti, il procedere indisturbato della corrosione, porta con il tempo ad una riduzione della sezione resistente dell’oggetto metallico.Più comunemente però diciamo che il metallo arrugginisce, sfaldandosi in continuazione: la ruggine penetra sempre più, fino alla perdita totale delle capacità di resistenza dell’elemento costruttivo, o addirittura fino alla sua totale distruzione. Non è però necessario che l’oggetto metallico sia macroscopicamente interessato dalla corrosione perché si produca il suo decadimento tecnologico: la riduzione dell’efficienza funzionale può verificarsi anche in caso di corrosione in pochi punti specifici (perforazione di un tubo, perdita delle capacità di sostegno delle zanche).

Per questo la verniciatura deve essere manutenuta in modo regolare e quindi ripristinata quando necessario, in modo che si sacrifichi solo questo strato esterno agli effetti del degrado. Infatti, oltre alla continua esposizione agli agenti atmosferici,i fenomeni di degrado possono essere causati da trattamenti inadeguati del supporto prima di stendere lo strato di verniciatura, un’erronea applicazione del film protettivo e una scarsa o assente manutenzione dei supporti. Mantenere tutti gli elementi metallici sempre in buono stato previene proprio la loro compromissione.

Ruggine e corrosione: come intervenire

Nessuna struttura metallica è esente da possibile degrado e nel corso della sua vita utile è molto probabile che si possa manifestare il fenomeno della corrosione. La norma UNI EN ISO 12944, parla proprio della protezione dell’acciaio mediante l’applicazione di verniciatura, definendo le classi di corrosività di ogni ambiente a seconda delle caratteristiche rilevate e fornendo indicazioni su come valutare il grado di corrosività dei manufatti.

Analizzato il contesto in cui si trova un determinato oggetto metallico, quindi, si prende in considerazione la destinazione d’uso del manufatto e si valuta il ciclo di verniciatura più indicato. Generalmente, salvo i casi più complicati, è possibile trattare il metallo con un antiruggine e proseguire poi con uno strato di finitura.Quando si interviene su un supporto deteriorato (ad esempio con presenza di calamina, inquinanti, distaccamenti di vernici, microbolle o difetti nei vecchi film) è necessario procedere con un’adeguata preparazione che passa generalmente attraverso la pulizia dello stesso. A seconda dei casi, si possono usare spazzole di ferro, processi di sabbiatura, carteggiatura oppure appositi solventi e detergenti.

Una volta terminato il pretrattamento si può procedere con il trattamento anticorrosivo che oltre alla verniciatura, può includere anche il processo di zincatura, con il quale si deposita uno strato di zinco sula superficie metallica. Esistono diversi tipi di zincatura, ad esempio a caldo o elettrolitica. Nel caso della zincatura a caldo, ad esempio, l’oggetto in metallo viene immerso in un bagno zinco fuso, dopo una seria di appositi pretrattamenti.

Ruggine delle armature: la principale causa del degrado dei manufatti in cemento

Sembra strano a dirsi, ma la causa di quelle brutte spaccature sempre più visibili nel tempo sui cementi armati, rinvenibili non solo su grandi infrastrutture come i ponti, ma anche nelle parti più esposte degli edifici in cui viviamo, è la ruggine, che corrode le armature metalliche inserite nel conglomerato.

Qual è il motivo allora della corrosione delle armature d’acciaio annegate nei manufatti di calcestruzzo?

In realtà l’alcalinità dell’ambiente in cui si trovano i ferri con il tempo diminuisce fino a venire meno totalmente. Ciò avviene a causa dell’ingresso di sostanze aggressive come l’anidride carbonica, l’anidride solforosa e i cloruri. La teoria che vede eterna la durata del cls armato considera la matrice cementizia impenetrabile da parte degli agenti acidificanti sopra citati. Gli impasti prodotti in cantiere però non sono perfettamente simili ai campioni di laboratorio e, seppur rispettando determinati valori del rapporto acqua/cemento e del volume d’aria inglobata nell’impasto, la matrice cementizia presenta comunque un determinato livello di porosità, che permette la penetrazione dei nemici delle armature.

Qui inizia il degrado dei ferri, e del calcestruzzo insieme. La parte di ferro che si ossida, che quindi si trasforma in ruggine, infatti, ha la caratteristica di possedere un volume maggiore del ferro non ossidato. E’ proprio questo aumento di volume che provoca le prime spaccature nel copriferro, soprattutto in quei casi (purtroppo molto frequenti) in cui esso sia di inadeguato spessore. Il processo di decadimento del manufatto così innescato è irreversibile, finché non si intervenga con opere di pulizia, protezione e ripristino dell’intera parte danneggiata.

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