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PENETRON®: I depuratori e la protezione del calcestruzzo in ambienti aggressivi

proteggere e impermeabilizzare le strutture in c.a. in condizioni ambientali aggressive

Affinché una struttura in calcestruzzo armato sia in grado di garantire le prestazioni per cui è stata progettata durante tutta la sua vita nominale, non si può prescindere dallo studio dell’ambiente e dalle condizioni di esercizio in cui si troverà la struttura stessa una volta realizzata. Il risultato di tali analisi permette di individuare le caratteristiche del calcestruzzo da impiegare, nonché il valore del copriferro idoneo a fronteggiare eventuali fenomeni di degrado, garantendo la durabilità dell’opera.

La UNI-EN 206-1 (Calcestruzzo – specificazione, prestazione, produzione e conformità) e la UNI 11104, documento di applicazione nazionale, classifica le aggressioni mediante l’individuazione di sei classi di esposizione ambientale, a loro volta suddivise in sottoclassi.

La classe di esposizione XA: attacco chimico del calcestruzzo

I processi di degrado che possono investire le strutture in calcestruzzo della classe XA possono dipendere da numerosissime sostanze, come magnesio, ammonio, anidride carbonica libera ecc. Tuttavia, sono i solfati a rappresentare il maggior pericolo per le strutture in calcestruzzo, che possono essere presenti sia nei terreni, che nei fluidi a contatto con le strutture, provenendo sia dagli scarichi industriali, sia dai processi di decomposizione biologica di sostanze organiche contenenti zolfo. Gli impianti fognari, le vasche di depurazione e quelle di raccolta dei liquami, dunque, sono le strutture maggiormente esposte al degrado proveniente dall’attacco dei solfati, che si manifesta sottoforma di espansioni o disallineamenti delle strutture, con conseguente apparizione di quadri fessurativi ed erosione del calcestruzzo. In generale, per calcestruzzi in classe XA è previso l’utilizzo di cementi resistenti al dilavamento, mentre per le sottoclassi XA2 e XA3, la norma prescrive l’utilizzo di cementi solfato-resistenti. In ambienti particolarmente severi, inoltre, occorre prevedere un’adeguata protezione superficiale.

Il Sistema Penetron® per contrastare il degrado del calcestruzzo dei depuratori di nuova realizzazione

Numerosi test scientifici, condotti da laboratori ed enti di ricerca privati ed accademici hanno dimostrato come l’utilizzo dell’additivo PENETRON® ADMIX, da dosare all’1% sul peso del cemento da mix design in centrale di betonaggio, grazie alla sua reattività, permetta di garantire al calcestruzzo un’elevata resistenza ai più comuni agenti di degrado, quali cloruri e solfati. L’autorevole Istituto Meccanica dei Materiali SA di Grancia (Svizzera) ha effettuato una serie di prove ai fini della certificazione dell’idoneità delle miscele di calcestruzzo contenenti l’additivo PENETRON® ADMIX per i “Sistemi Vasca Bianca”, secondo la norma svizzera SIA 262/1, rilevando come i valori di penetrazione d’acqua in pressione (secondo la norma UNI EN 12390-8 analoga alla DIN 1045), a 5 bar per 72 ore, siano assai interessanti nei due mix di riferimento additivati con PENETRON® ADMIX: per la classe di resistenza C25/30 (classe di esposizione XC3, XC2-CH, rapporto a/c: 0,58) si è rilevata una penetrazione media 9 mm e per la classe di resistenza C30/37 (classe di esposizione XC4, XF1-CH, rapporto a/c: 0,44) si ha una penetrazione media 3 mm.

I componenti proprietari della formulazione in polvere di PENETRON® ADMIX, reagendo sia con l’acqua di impasto, sia con l’umidità proveniente dall’ambiente di esposizione del calcestruzzo, infatti, formano un reticolo di cristalli insolubili che occludono la porosità residua del calcestruzzo stesso, aumentandone la durezza, e quindi la resistenza all’abrasione, ed impediscono l’ingresso dell’acqua e degli agenti chimici aggressivi eventualmente disciolti al suo interno. L’esclusivo effetto self-healing (auto-cicatrizzazione) attivo nel tempo, permette di ripristinare fessure di ampiezza sino a 0,4 mm, anche dopo ripetuti cicli fessurativi, come evidenziato da una sperimentazione realizzata dal Politecnico di Milano (InConcreto n° 108 - 2012) e tale capacità di auto-riparazione non perde la sua efficacia in ambienti ricchi di cloruri (Università di Malta, Politecnico di Milano).

Uno studio dettagliato dei giunti di costruzione e di fessurazione controllata della struttura, nonché degli eventuali elementi passanti la matrice in calcestruzzo, permette inoltre di garantire la perfetta tenuta stagna di tutti i punti potenzialmente preferenziali per il passaggio dell’acqua e degli agenti aggressivi, individuando gli accessori complementari più idonei e definendo la cosiddetta "vasca strutturale impermeabile".

Depuratore di Ivrea (TO)
Depuratore di Bardonecchia (TO)

Numerosissime imprese di costruzione e studi di progettazione hanno già adottato il Sistema PENETRON® applicato a vasche di depurazione di nuova realizzazione.

Depuratore di Alba Adriatica (TE)

Riparare, proteggere, bonificare ed impermeabilizzare i depuratori esistenti

Tradizionalmente, i trattamenti per la protezione dall'attacco chimico dei manufatti in calcestruzzo sono di tipo polimerico e realizzano pellicole protettive continue in adesione diretta, che di fatto isolano la struttura in calcestruzzo dal contatto con le sostanze aggressive. Tali tecnologie non possono prescindere dalla perfetta adesione e continuità superficiale, che è subordinata alla presenza o meno di retrospinta capillare di umidità e alla preparazione e regolarità del supporto. Frequenti sono, infatti, fenomeni di degrado quali fessure, rigonfiamenti e conseguenti distacchi.

Il sistema polimerico descritto, purché rappresenti una valida soluzione, se correttamente applicato in tutti i sui strati funzionali, presenta alcuni limiti derivanti anche dalla sensibilità alle condizioni climatiche avverse e dai tempi di attesa applicativi fra le varie passate. L’utilizzo della miscela cementizia protettiva e impermeabilizzante ad effetto cristallizzante PENETRON® STANDARD, applicato in boiacca direttamente sui calcestruzzi preparati e bagnati a saturazione, trasforma un intervento di protezione superficiale in un’impermeabilizzazione e bonifica massiva integrale dei getti, resistendo a qualunque spinta idrostatica positiva e negativa, migliorando di fatto la durabilità dell’intera opera.

La ricerca, effettuata da numerosi laboratori certificati, sulle proprietà dei rivestimenti cementizi Penetron® di permeabilità e cicatrizzazione in presenza di spinta idraulica positiva e negativa (controspinta), secondo la UNI EN 12390-8 e ISO 7031-1994, ha dimostrato che il grado di permeabilità sotto spinta idraulica in pressione (5 bar per 72 ore) dopo 60 giorni di maturazione di un calcestruzzo ad elevata porosità in fase negativa (trattamento sulla faccia opposta a quella in cui insiste la spinta dell’acqua), positiva (trattamento sulla faccia in cui insiste la spinta dell’acqua), a rivestimento rimosso ed anche in presenza di fessurazione, risulta sensibilmente ridotto, grazie alla migrazione dei cristalli dalla superficie all'interno della matrice in calcestruzzo.

È utile menzionare tutti i benefici che il trattamento con boiacca di PENETRON® STANDARD può apportare ad una struttura in calcestruzzo, a maggior ragione quando è sottoposta all'aggressione di agenti chimici, come nel caso di impianti di depurazione degradati: impermeabilizzante massivo; protettivo superficiale per cls in contatto con sostanze aggressive (pH da 3 a 11); trattamento antivegetativo, grazie all'elevata alcalinità dei cristalli; promotore di adesione per le malte da ripristino; passivante delle armature. Penetron Italia S.r.l. ha messo a punto una serie di procedure di semplice applicazione per il ripristino delle non conformità puntuali e non: fessurazioni, nidi di ghiaia, vespai, ecc. Il PENETRON® STANDARD diventa essenziale come primer di adesione e collegamento, fondendosi con il substrato esistente, pur restando completamente permeabile al vapore, per mezzo di processi chimico-fisici tra i composti cementizi che permettono alla cristallizzazione di penetrare in profondità. Gli eventuali ripristini volumetrici e prestazionali si eseguono con una speciale malta tixotropica, fibrorinforzata, anch’essa con proprietà cristallizzanti, fresco su fresco sulla boiacca di PENETRON® STANDARD. L’effetto self-healing andrà anche a risarcire eventuali fessurazioni da ritiro dovuto ad eccessivo gradiente termico.

Depuratore SUD di Rozzano (MI)
Depuratore di Matera
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