L’ettringite, nota anche come sale di Candlot o, più raramente, bacillo del cemento, è un composto chimico appartenente alla classe dei trisolfo-alluminati di calcio idrati:
3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O.
Pur essendo un minerale ben caratterizzato, nel contesto del calcestruzzo assume particolare rilevanza come prodotto delle reazioni chimiche tra gli alluminati del clinker Portland e i solfati di calcio, con effetti significativi sulla presa, la durabilità e la resistenza del materiale cementizio.
La sua formazione può essere benefica o dannosa a seconda di vari fattori.
Ettringite primaria Nel calcestruzzo fresco, la formazione di ettringite è intenzionale e controllata. Essa si sviluppa per reazione tra l’alluminato tricalcico (C₃A), componente principale del clinker, e i solfati di calcio aggiunti sotto forma di gesso, semi-idrato o anidrite. Questo processo regola la presa del conglomerato: senza solfati, l’idratazione rapida del C₃A comporterebbe un indurimento quasi immediato, rendendo impossibile la lavorazione e il getto del calcestruzzo.
Durante la formazione dell’ettringite primaria, piccoli cristalli aghiformi si depositano sulle particelle di C₃A, creando una pellicola che rallenta l’ulteriore idratazione senza arrestarla. L’espansione volumetrica che ne deriva non è dannosa, poiché avviene mentre il conglomerato è ancora plastico, consentendo tempi adeguati per la miscelazione, il trasporto e la compattazione.
Ettringite secondaria L’ettringite secondaria si forma nel calcestruzzo già indurito, generalmente in seguito all’ingresso accidentale di solfati esterni o alla presenza di impurità solfatiche nei materiali di base. Questo fenomeno, noto come "attacco solfatico", può essere di tipo esterno (ESA, External Sulphate Attack) o interno (ISA, Internal Sulphate Attack).
I solfati presenti nell’ambiente, nei terreni o nelle acque, reagiscono con la calce libera prodotta dall’idratazione del clinker, formando gesso che a sua volta reagisce con gli alluminati idrati di calcio (CAHIl simbolo CAH non è una formula chimica ma deriva dalle iniziali in inglese di Calcium Aluminate Hydrated), generando ettringite secondaria. L’espansione volumetrica associata induce tensioni interne superiori alla resistenza a trazione del calcestruzzo, provocando fessurazioni, delaminazioni e distacchi, con conseguenze particolarmente critiche per strutture interrate o a contatto con terreni e acque ricchi di solfati.
Prevenzione e rimedi La protezione del calcestruzzo dall’attacco solfatico si ottiene principalmente riducendo la porosità e aumentando la compattezza della matrice cementizia, limitando così la penetrazione dei solfati esterni. Ciò si realizza con un adeguato rapporto acqua/cemento (di norma inferiore a 0,55), una corretta vibrazione del getto e una stagionatura umida appropriata.
Per strutture già esposte all’attacco, possono essere applicate protezioni superficiali impermeabilizzanti come guaine, resine o pitture, sebbene comportino maggiori costi e il rischio di distacchi dovuti a sbalzi termici. Inoltre, l’uso di cementi a basso contenuto di alluminato tricalcico o idrossido di calcio, come i cementi siderurgici, pozzolanici o solfato-resistenti, limita la formazione di ettringite. Le normative tecniche, quali le UNI EN 206-1 e UNI 11104, prescrivono l’impiego di cementi resistenti ai solfati in opere soggette a esposizione chimica, con classi di protezione variabili (XA1, XA2, XA3).
Secondo la UNI 8981-2, a seconda della classe di esposizione devono essere utilizzati i seguenti cementi resistenti ai solfati: XA1 (a/c ≤ 0,55) - cemento a moderata resistenza chimica ai solfati (MRS) XA2 (a/c ≤ 0,50) - cemento ad alta resistenza chimica ai solfati (ARS) XA3 (a/c ≤ 0,45)- cemento ad altissima resistenza chimica ai solfati (AARS). In condizioni climatiche particolarmente fredde (0-10 °C), l’uso di cementi solfatoresistenti può non essere sufficiente, poiché il gesso può reagire con i silicati idrati di calcio formando thaumasite, un composto ancora più dannoso. In tali casi, la combinazione di misure per ridurre la porosità e impermeabilizzare la matrice diventa indispensabile.
Note
Bibliografia
Voci correlate Clinker Acque aggressive
Categoria:Calcestruzzo Categoria:Cemento