Questa figura mostra come i modelli di corrosione svolgono un ruolo nella vita di una struttura. Crediti:Ueli M. Angst, O. Burkan Isgor, Carolyn M. Hansson, Alberto Sagüés e Mette R. Geiker
La causa più comune di degrado e cedimento delle strutture in cemento armato è la corrosione indotta da cloruri dell'acciaio incorporato. Si tratta di un problema pervasivo e urgente che richiede attenzione immediata e sensibilizzazione dell'opinione pubblica.
Un concetto alla base di una soglia di cloruro è ampiamente utilizzato e tutti i modelli esistenti per prevedere le prestazioni di corrosione delle strutture in cemento armato esposte ad ambienti clorurati si basano su questo concetto teorico comune.
In Recensioni di Fisica Applicata , ricercatori provenienti da Svizzera, Stati Uniti, Canada e Norvegia sostengono un cambio di paradigma nella scienza della previsione dei danni da corrosione all'interno delle strutture in cemento armato.
Poco prima della pandemia di COVID-19, il gruppo internazionale di scienziati si è riunito e ha discusso i gravi difetti nell'utilizzo del concetto di soglia del cloruro per la previsione della corrosione. Dicono che il cambiamento sia necessario per affrontare le crescenti sfide legate all'invecchiamento delle strutture che perdono funzionalità e potenzialmente al collasso, alle emissioni di gas serra e all'economia in generale.
"La corrosione dell'acciaio nel calcestruzzo è un fenomeno complesso", ha affermato Ueli Angst, dell'ETH Zürich in Svizzera. "Nell'ambiente generalmente molto alcalino del calcestruzzo, dove il pH può essere superiore a 13, l'acciaio è considerato passivo, il che significa che è ricoperto da un sottile strato di ossidi protettivi e il suo tasso di corrosione è trascurabilmente basso."
Ma il calcestruzzo è poroso e, se esposto a sali, come acqua di mare o sali stradali, gli ioni cloruro possono eventualmente penetrare nel calcestruzzo e raggiungere l'acciaio. Ad un certo punto, lo strato protettivo passivo verrà distrutto e potrebbe iniziare la corrosione. A seconda delle condizioni di esposizione effettive, la corrosione può verificarsi a un ritmo più veloce o più lento.
In realtà, la corrosione dell'acciaio all'interno del calcestruzzo è un processo continuo raramente separabile in fasi sequenziali disaccoppiate. I ricercatori affermano che l'attenzione dovrebbe essere posta sulla quantificazione del tasso di corrosione variabile nel tempo e nello spazio dal momento in cui l'acciaio viene posizionato all'interno del calcestruzzo fino al raggiungimento della fine della sua vita utile.
Per raggiungere questo obiettivo, è necessario un approccio multiscala e multidisciplinare che combini i contributi scientifici e pratici della scienza dei materiali, della scienza della corrosione, della ricerca su cemento/calcestruzzo e dell'ingegneria strutturale. Angst e i suoi colleghi propongono che la ricerca scientifica si evolva dal concetto di soglia del cloruro.
"Nonostante l'enorme quantità di ricerca, non è stato possibile trovare una chiara soglia di cloruro e i fattori di influenza sono complessi", ha affermato Burkan Isgor, della Oregon State University. "Purtroppo, la ricerca tradizionale è ancora alla ricerca di questa soglia, che rappresenta un grosso ostacolo allo sviluppo di modelli affidabili di previsione della corrosione". + Esplora ulteriormente
