La reazione alcali-silice o ASR si manifesta attraverso micro o macro fessurazione del calcestruzzo (cls). Il motivo della forte azione degradante, può essere definito congenito, poiché derivante da incongruenze sostanziali in fase di preparazione del conglomerato cementizio, o dovuto spesso all’utilizzo di sali disgelanti a base di cloruro di sodio. La ricerca dei sali, complessi di sodio e potassio (sali alcali aggregati), che ne determinano i fenomeni di macro e micro fessurazione suddette, consente di confermare e, in alcuni casi, prevenire, tali fenomeni.
La reazione alcali-aggregati porta ad una forte espansione e un grave danneggiamento delle strutture in cls. Il principio risiede nella capacità degli ioni di combinarsi con la silice amorfa, fortemente reattiva, contribuendo alla formazione di un gel di natura espansiva. Il processo è determinato dal tempo e dalla composizione degli aggregati.
L’analisi chimica in grado di individuare la presenza di sali alcali reattivi, è di tipo colorimetrico, ed è condotta su provino cilindrico estratto a seguito di carotaggio, mediante nebulizzazione di un reagente a base di esanitrocobaltato di sodio, che combinandosi con gli ioni potassio del gel, promuove la precipitazione di un sale, di colore giallo.
Di seguito si riporta la reazione chimica interessata:
[Co(NO2)6]3- + Na+ + 2 K+ -> K2Na[Co(NO2)6]
La reazione alcali-aggregato si manifesta tanto più velocemente ed intensamente quanto più aumentano:
- il contenuto di sodio e potassio nella fase acquosa che riempie i pori capillari della pasta cementizia: un contenuto superiore a 3 kg/m3 è considerato pericoloso;
- l'umidità relativa dell'ambiente (valori di umidità relativa superiori all’80%);
- la quantità di aggregati silicei criptocristallini ed amorfi.
È sufficiente che manchi una delle tre suddette condizioni perché il fenomeno non si manifesti o si palesi senza danni apparenti.
Il calcestruzzo deve quindi contenere, un contenuto “sensibile” di alcali, aggregati silicei criptocristallini ed amorfi, ed essere esposto in atmosfere con valori dell’umidità relativa (U.R.), superiori all’85%.
