Come visto nel numero di luglio 2012 della rivista JPCL
Il calcestruzzo rivestito è comunemente utilizzato come materiale da costruzione ed è probabilmente il più soggetto a guasti del rivestimento. Questi guasti aumentano notevolmente il potenziale di degrado prematuro del materiale di supporto e in genere comportano un ulteriore dispendio di risorse per la riparazione.
In molti casi, la mancanza di una procedura completa di controllo della qualità è all’origine degli insuccessi dei rivestimenti. Come per altri materiali da costruzione, l'applicazione di rivestimenti sul calcestruzzo richiede misure specifiche per garantire le prestazioni e la durata del rivestimento.
Supponendo che la superficie del calcestruzzo sia sana, che non sia compromessa da contaminanti come polvere, olio e grasso e che il livello di umidità del calcestruzzo sia adatto alla verniciatura, le seguenti misure dovrebbero far parte di un programma di controllo della qualità per l'applicazione del rivestimento.
Una delle prime considerazioni per assicurare il controllo della qualità del rivestimento è la compatibilità della struttura fisica della superficie del calcestruzzo (nota anche come ancoraggio o "profilo" superficiale) con il rivestimento da applicare. La recente norma ASTM standard D7682 "Standard Test Method for Replication and Measurement of Concrete Surface Profiles Using Replica Putty" fa riferimento sia al Metodo A (confronto visivo) che al Metodo B (misurazione quantificabile) come mezzi per determinare il profilo della superficie del calcestruzzo. Data la possibilità di fallimento del rivestimento e i costi di preparazione e dei materiali, può essere auspicabile avere una registrazione permanente di questo profilo come riferimento.
Uno di questi metodi di prova, che soddisfa sia il confronto visivo sia la misurazione quantificabile del profilo della superficie, utilizza uno stucco bicomponente a polimerizzazione rapida. Applicando e rimuovendo lo stucco, si ottiene uno stampo in rilievo permanente di un campione di superficie. Il calco in rilievo può essere confrontato visivamente con i coupon CSP (profilo superficiale del calcestruzzo) dell'ICRI (International Concrete Repair Institute) o misurato con un micrometro appositamente costruito in più aree del calco, in conformità al metodo di prova.
La ragione principale della misurazione delle condizioni climatiche è evitare la rilavorazione e il cedimento prematuro dei rivestimenti protettivi. Le raccomandazioni e i requisiti sono previsti da vari standard riconosciuti a livello internazionale, oltre a quelli specificati dal produttore del rivestimento. La possibilità di registrare i risultati può anche essere importante come prova dell'osservazione di queste condizioni prima, durante e dopo il processo di rivestimento.
La preparazione della superficie e l’applicazione del rivestimento devono essere eseguite in condizioni ambientali ottimali per contribuire a prevenire potenziali cedimenti del rivestimento. Un fattore importante che influisce sulle prestazioni a lungo termine dei rivestimenti sul calcestruzzo è rappresentato dalle condizioni climatiche durante il pretrattamento e l’applicazione del rivestimento. Dispositivi elettronici portatili consentono a imprese di verniciatura, ispettori e proprietari di misurare e registrare le condizioni ambientali applicabili (PosiTector DPM nella foto)
Lo scopo principale della misurazione dello spessore del rivestimento sul calcestruzzo è quello di controllare i costi del rivestimento, garantendo al contempo un'adeguata copertura protettiva. I contratti commerciali spesso richiedono un'ispezione indipendente del lavoro al termine.
I rivestimenti per muratura sono utilizzati per una moltitudine di scopi, tra cui l'aspetto estetico, la durata, la resistenza all'abrasione e la protezione da elementi come l'umidità, il sale, le sostanze chimiche e la luce ultravioletta. I rivestimenti più comuni per il calcestruzzo includono pitture al lattice, acriliche, lacche, uretani, epossidici e resine poliestere. Il ponte di St. Anthony Falls (nella foto) è rivestito con un rivestimento uniforme e liscio per valorizzare le luci LED multicolore di notte ed è rifinito con una vernice trasparente antigraffiti.
Tradizionalmente, per determinare lo spessore del rivestimento su substrati in muratura come il calcestruzzo, si utilizza un metodo di prova distruttivo. I rivestimenti utilizzati sul calcestruzzo variano da duri a morbidi, da lisci a strutturati, e coprono un'ampia gamma di spessori. La superficie del calcestruzzo può essere piuttosto ruvida, il che può creare variazioni significative nelle misurazioni dello spessore.
ASTM D6132 “Standard Test Method for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Applied Organic Coatings Using an Ultrasonic Gage” descrive in dettaglio un metodo di prova non distruttivo che elimina la necessità di riparare il rivestimento dopo l’ispezione, facendo risparmiare tempo sia all’ispettore che all’appaltatore. L’apparecchiatura di misurazione a ultrasuoni (PosiTector 200 nella foto) funziona inviando una vibrazione a ultrasuoni nel rivestimento mediante una sonda (cioè un trasduttore), con l’ausilio di un mezzo di accoppiamento applicato alla superficie.
Gli spessimetri a ultrasuoni per rivestimenti sono utilizzati anche nell’ambito della norma SSPC-PA 9 “Misurazione dello spessore del rivestimento secco su substrati cementizi mediante spessimetri a ultrasuoni”. Il metodo PA 9 determina lo spessore del rivestimento calcolando la media di un numero minimo prescritto di letture dello strumento accettabili (secondo il metodo) all’interno di distinte aree di misurazione puntuale di una superficie rivestita.
Una volta che il rivestimento è stato applicato correttamente nello spessore richiesto, è auspicabile misurare quantitativamente la forza di adesione tra il rivestimento e il substrato di calcestruzzo. Questo metodo di prova è descritto in dettaglio nella norma ASTM D7234 "Standard Test Method for Pull-Off Adhesion Strength of Coatings on Concrete Using Portable Pull-Off Adhesion Testers".
La prova di adesione per trazione (pull-off) misura la resistenza di un rivestimento alla separazione dal substrato quando viene applicata una forza di trazione perpendicolare. I misuratori portatili di adesione per trazione (nella foto i modelli PosiTest AT Automatic & Manual) misurano la forza necessaria per staccare dal substrato una porzione di rivestimento di diametro specificato. La forza di distacco misurata fornisce un’indicazione diretta della resistenza dell’adesione a trazione tra il rivestimento e il substrato. Eliminando le fonti di variazione del distacco, come le rotture indesiderate del legame tra l’adesivo e dolly preparati in modo inadeguato, i risultati delle prove di adesione diventano ancora più significativi e prevedibili.
I componenti principali di un misuratore di adesione per trazione (pull-off) sono una fonte di pressione, un manometro e un attuatore. Durante la prova, la faccia piana di un dolly viene incollata al rivestimento da valutare. Dopo aver lasciato indurire l’adesivo, si collega al dolly un connettore di accoppiamento dell’attuatore. Attivando la fonte di pressione, la pressione applicata all’attuatore all’interno del sistema viene aumentata lentamente.
Quando si esegue la prova sul calcestruzzo, la pressione nell’attuatore supera in genere la resistenza interna a trazione del calcestruzzo stesso; a quel punto si verifica una rottura coesiva all’interno del calcestruzzo. L’indicatore della pressione massima del manometro del sistema fornisce una lettura diretta della pressione alla quale si è verificato il distacco. Con un taglio appropriato attorno al dolly, lo strumento può essere utilizzato per misurare la resistenza a trazione del calcestruzzo non rivestito e delle riparazioni del calcestruzzo.
Con la continua crescita dell'uso del calcestruzzo come materiale da costruzione, cresce anche la necessità di stabilire adeguate misure di controllo della qualità nell'applicazione dei rivestimenti. Come già detto, queste misure assicurano la longevità del rivestimento e della struttura sottostante e contribuiscono in modo determinante a soddisfare le aspettative di costo e di prestazione.
DAVID BEAMISH (1955 - 2019), ex presidente di DeFelsko Corporation, un'azienda di New York produttrice di strumenti di prova portatili per rivestimenti venduti in tutto il mondo. Laureato in ingegneria civile, ha maturato oltre 25 anni di esperienza nella progettazione, produzione e commercializzazione di questi strumenti di prova in diversi settori internazionali, tra cui la verniciatura industriale, l'ispezione della qualità e la produzione. Ha condotto seminari di formazione ed è stato membro attivo di varie organizzazioni tra cui NACE, SSPC, ASTM e ISO.
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