La ricerca degli ioni solfato si effettua su campioni di calcestruzzo (cls) che sono stati a contatto con acque o terreni veicolanti ad alte concentrazioni di solfati, con acqua di mare oppure con atmosfere ricche di anidridi solforose o solforiche tipiche degli ambienti industriali. Il deterioramento si manifesta attraverso fenomeni di sgretolamento della matrice a causa di vere e proprie formazioni di gesso bi-idrato o trasformazioni del cls in ettringite (solfoalluminato idrato di Ca₃Al₂O₆ - 3CaSO₄ - 32H₂O) e thaumasite (CaSO₄-CaCO₃ - CaSiO₃ - 15H₂O), nei casi più degradanti.
I provini cilindrici estratti, oggetto di indagine, vengono nebulizzati con una soluzione di cloruro di bario e permanganato di potassio. Al trattamento, condotto in una unica soluzione, segue l’immersione dei provini in una soluzione di acqua distillata per circa due minuti. In presenza di ioni solfato, si ha formazione di solfato di bario, in grado di inglobare il permanganato di potassio, assumendo la tipica colorazione violetta. La zona non permeata dalla soluzione salina di solfato di bario, si decolora rapidamente durante successivi lavaggi con acqua distillata. E’ possibile pertanto tracciare una linea di demarcazione sulla superficie del provino, corrispondente al fronte di avanzamento dello ione solfato.
Gli ioni solfato (SO42- ) possono essere originati sia dall’ambiente esterno che essere congeniti nel calcestruzzo: nel primo caso infatti, si parla di attacco solfatico esterno (ESA, External Sulphate Attack), mentre nel secondo di attacco solfatico interno (ISA, Internal Sulphate Attack).
L’aggressione dell’attacco solfatico dipende dalla frequenza con la quale si manifesta, favorendo la formazione di forti rigonfiamenti nella matrice cementizia.
Attacco solfatico interno (ISA)
Il degrado da ISA è un particolare attacco solfatico in ambiente privo di solfati. Il solfato, in questo caso, può essere presente nell’aggregato in forma di gesso o anidrite (CaSO4) se impropriamente contaminato da impurità solfatiche naturali. In realtà, il solfato dell’aggregato non è immediatamente disponibile. Il gesso dell’aggregato, a differenza di quello aggiunto al clinker come regolatore della presa, si presenta in forma di particelle relativamente grosse e quindi molto meno solubili in fase acquosa; ne consegue, quindi, che la maggior parte del gesso che contamina l’aggregato non è disponibile per la formazione immediata di ettringite primaria (che avviene senza provocare danni perché si trova in un calcestruzzo fresco plastico e deformabile), ma può reagire successivamente per produrre una forma ettringite, definita secondaria, responsabile di espansioni differenziali in una matrice rigida e quindi di natura fessurativa.
Attacco aggressivo delle acque di fognatura
I calcestruzzi, impiegati nelle costruzioni per gli spechi del sistema fognario, subiscono aggressioni da parte delle stesse acque contaminate. Le acque di fogna possono essere sostanzialmente di due tipi: le prime, contaminate dalla presenza di sostanze acide scaricate dalla industrie, con un pH relativamente basso; le seconde, ricche di solfuri. In questo caso il solfuro agisce attraverso la formazione di acido sofidrico (H2S) in grado di dar luogo indirettamente, ad un severo attacco del calcestruzzo.
Bibliografia
Degrado del calcestruzzo per attacco solfatico, S. Collepardi, J. Jacob Ogoumah Olagot, F. Simonelli, R. Troli - Enco - Engineering Concrete
