Studio dell'effetto delle fessure sulla durabilità del calcestruzzo armato

Corrosion of embedded steel rebar - due to carbonation or to the penetration of chlorides from the environment - is one of the main causes of degradation of reinforced concrete structures. The durability design is therefore commonly aimed at preventing corrosion of steel reinforcement. Currently available durability models allow to evaluate the evolution in time of corrosion process, and to estimate the service life as a function of several parameters, related both to the materials properties and to the environmental exposure conditions. All the most accredited models available today, however, are based on a significant assumption, i.e. they consider concrete in uncracked condition. This condition rarely occurs in practice, but the knowledge on the effects of cracks on concrete durability is not deep enough to allow an update of the current durability models. In this paper, the main aspects characterizing the literature on cracks in concrete and their effects on reinforced concrete durability are presented, and, afterwards, preliminary results concerning the effects of micro-cracking on concrete chloride penetration resistance are shown. In this study, six different concretes are considered, obtained with three cement types (Ordinary Portland, Portland-Limestone and Pozzolanic) and two w/c ratios (0.45 and 0.55), both in sound and micro-cracked configurations. Through an accelerated testing procedure, the effects of micro-cracking on chloride penetration and chloride migration coefficient are assessed.

La corrosione delle armature - indotta da carbonatazione o dalla penetrazione di cloruri dall'ambiente - è tra le principali cause di degrado delle strutture in calcestruzzo armato. Il progetto della durabilità viene quindi comunemente eseguito mirando alla prevenzione della corrosione delle armature. I modelli di durabilità esistenti permettono di valutare l'evoluzione del processo di corrosione e di stimare la vita di servizio di una struttura in funzione di diversi parametri, legati sia alle caratteristiche dei materiali che alle condizioni di esposizione ambientale. Tutti i modelli più accreditati attualmente disponibili, però, sono caratterizzati da una importante assunzione di base, ovvero considerano che il calcestruzzo sia non fessurato. Questa condizione viene raramente riscontrata nella pratica, ma non vi è ancora una conoscenza tale degli effetti delle fessure sulla durabilità da poter implementare i modelli esistenti. In questa nota vengono riportati i principali aspetti riguardanti lo studio delle fessure nel calcestruzzo e gli effetti sulla durabilità del calcestruzzo armato presenti in letteratura e, successivamente, vengono esposti alcuni risultati preliminari circa l'effetto di micro-fessure indotte da carico sulla resistenza alla penetrazione dei cloruri nel calcestruzzo. Nello studio si sono considerati sei diversi calcestruzzi ottenuti con tre tipi di cemento (Portland, Portland-calcare e pozzolanico) e due rapporti a/c (0.45 e 0.55), sia in condizioni integre che micro-fessurate. Attraverso una prova di esposizione accelerata si è valutato l'effetto delle micro-fessure sulla penetrazione dei cloruri e sul coefficiente di migrazione dei cloruri.