Ripristino e manutenzione degli sbarramenti in calcestruzzo delle dighe | Edilone.it

Ripristino e manutenzione degli sbarramenti in calcestruzzo delle dighe

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Il ripristino degli sbarramenti in calcestruzzo armato delle dighe può risultare necessario per svariati motivi, primo fra tutti l’usura del tempo, cui indubbiamente contribuisce soprattutto il contatto costante e in pressione con l’acqua degli invasi. A questo si aggiungono gli eventi atmosferici legati in particolare ai cicli di gelo-disgelo e al dilavamento delle piogge e gli eventi naturali che possono causare danneggiamenti di vario tipo legati ad esempio alle piene causate dalle piogge torrenziali che, anche negli ultimi tempi, abbiamo visto abbattersi in svariate parti d’Italia. Fra le ragioni che portano ad operare la periodica manutenzione degli sbarramenti vanno annoverate certamente anche le migliorie tecnologiche che bisogna apportare nel corso del tempo alla struttura, legate agli adeguamenti richiesti da nuove normative di sicurezza, intervenute in corso d’opera, oppure all’evoluzione naturale del progetto di queste infrastrutture (e.g. l’aumento della capacità dell’invaso).

In questo breve articolo cercheremo di occuparci degli aspetti più strettamente legati all’invecchiamento dell’opera, il quale permette la possibilità di programmare l’intervento di manutenzione e di ripristino, piuttosto che delle opere da realizzare in casi di emergenza, dettate invece da eventi improvvisi che possono provocare, come detto, danni ingenti e certamente non prevedibili alle strutture. L’invecchiamento dell’opera, della sbarramento in particolare, si esplica essenzialmente con il dilavamento del calcestruzzo che perde progressivamente le proprie caratteristiche di permeabilità e viene corroso dal contatto costante con l’acqua che, come visto recentemente anche per le pile dei ponti o dei viadotti, viene acuito dal contatto con gli agenti atmosferici e l’anidride carbonica (effetto di carbonatazione) e coi cicli di gelo-disgelo. Fra i fenomeni più noti e più studiati dagli esperti di settore non si può non citare il rigonfiamento del calcestruzzo causato da una reazione chimica, chiamata AAR (reazione alcali-aggregato), che può avere come conseguenza pratica la modifica degli sforzi di compressione sullo sbarramento, i quali, se trascurati, possono provocare disassamenti longitudinali, fessurazioni e dilatazioni, mettendo a repentaglio la sicurezza stessa della diga.

Se l’intervento di manutenzione riguardante la problematica del rigonfiamento può essere fatta solo con un’opera di contenimento del problema, che non può essere eliminato ma solo limitato, per cui la prassi prevede la realizzazione di tagli, eseguiti con il cosiddetto “filo diamantato”, opportunamente collocati nel corpo della diga dopo precise valutazioni ingegneristiche, è invece sugli interventi più standardizzati e sui materiali utilizzati che vogliamo focalizzare oggi la nostra attenzione. E’ chiaro che la casistica del ripristino di un’opera idraulica come una diga in calcestruzzo richieda interventi e prodotti molto particolari in considerazione delle particolari sollecitazioni a cui è sottoposto lo sbarramento di un invaso. Ad esempio, uno dei problemi tipici riguarda la possibile percolazione o meglio il rischio di percolazione di acqua in forte pressione, a causa delle fessurazioni del calcestruzzo. In quel caso si ricorre a prodotti che consentano di ripristinare l’impermeabilizzazione del calcestruzzo, anche in pressione e sotto il livello della falda.

È il caso ad esempio della resina poliuretanica di Mapei, il Resfoam 1 KM, un composto monocomponente a tempi di reazione regolabili ed a consistenza particolarmente fluida, tale da permetterne l’iniezione diretta nelle fessurazioni. Questo prodotto va precedentemente miscelato con un accelerante che unito in percentuali variabili alla resina (dal 5% al 20%) permette di variare il tempo di reazione dell’impermeabilizzante in funzione del tipo di intervento e dell’esigenza specifica di ripristino. La miscela, una volta iniettata nelle fessurazioni (anche di un centinaio di micron di larghezza) tramite specifiche pompe a pistoni o a membrana, entrando a contatto con l’acqua, reagisce creando una schiuma poliuretanica impermeabile che sigilla nel giro di qualche decina di secondi la parte trattata.

L’altro aspetto fondamentale degli interventi di manutenzione degli sbarramenti riguarda chiaramente il ripristino del calcestruzzo. Il materiale consigliato per tutte gli elementi di una diga: pareti, paramenti di monte o di valle e sfioratori, sono le malte tixotropiche a presa normale. Si tratta d di prodotti fibrorinforzati a ritiro compensato che vengono gettati a spruzzo tramite intonacatrice sulla superficie da ripristinare. Esistono in commercio malte che possono essere gettate a spruzzo da grandi distanze (il che si rende necessario per esempio su dighe con sbarramenti elevati) e su superfici molto estese, e permettono di ottenere senza ricorrere alla posa di armature di contrasto né di casserature anche spessori fino a 5 cm. Nel complesso, le malte che vengono utilizzate in questo contesto appartengono alla classe R4 secondo la normativa UNI EN1504-3, con un volume all’impasto superiore ai 2,100 Kg/m3 e un consumo medio inferiore ai 20 Kg/cm2 per ogni cm di spessore.

L’operazione viene quindi completata con la posa di impermeabilizzanti superficiali. Un esempio è il bicomponente di Mapei, il Mapelastic, che opportunamente premiscelato fra i due elementi che lo compongono, può essere applicato anch’esso tramite intonacatrice, viste le superfici di dimensione certamente non trascurabile, opportunamente munita di lancia per rasature e pompa a compressione con capacità intorno agli 800 lt/min. La resina inclusa nel composto permette di garantire anche un ottima resistenza nel tempo agli agenti atmosferici (norma UNI EN 1504-2).

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