Effetto inibente di sostanze organiche sul tempo di innesco della corrosione da cloruri delle armature nel calcestruzzo

The present work is part of a broad research During several years at the Department of Chemistry, Materials and Chemical Engineering "Giulio Natta" Politecnico University, in collaboration with Mapei S.p.A., whose goal is the development of a commercial product that allows to increase the corrosion resistance of reinforced concrete. Previously about 80 organic substances were tested: primary and tertiary amines and alcaloammine, amino acids, mono-and poly-carboxylated substances. They were then carried out compatibility tests between the substances and the concrete. Based on this evidence it has been concluded that the carboxylated substances, especially poly-carboxylated, show a good inhibitory effect, making it the most promising substances. The purpose of this study is to assess the effectiveness of various binary mixtures against corrosion of reinforcement in concrete contaminated with chlorides, in order to identify a commercial formulation can be used in the packaging of the concrete, instead of the best known inhibitors based calcium nitrite is no longer usable because of their harmfulness. This inhibitory substance must possess skills, be compatible with concrete, with the environment and its use must be economically sustainable. There are two types of samples were used, one with steel rods embedded and one without reinforcement, both made with w / c ratio 0.55. The specimens with reinforcement were subjected to ponding cycles, the others handled with complete immersion cycles and ponding. The aqueous solution used contains sodium chloride at a concentration of 5% by weight. Reinforcement corrosion was monitored by electrochemical measurements. The most promising substances from the perspective of inhibiting economic and acceptability were found to be essentially a mixture of a carboxylated (Z) and an amine complexing of iron (L), called the mixture and a mixture of ZL tertiary amine (M) and a complexing iron (L), called ML mixture.

Il presente lavoro di tesi si colloca nell’ambito di un’ampia ricerca in corso da alcuni anni presso il Dipartimento di Chimica, Materiali e Ingegneria Chimica “Giulio Natta” del Politecnico, in collaborazione con Mapei S.p.A., il cui obiettivo è la messa a punto di un prodotto commerciale che permetta di aumentare la resistenza a corrosione del calcestruzzo armato. Precedentemente circa 80 sostanze organiche sono state testate: ammine ed alcaloammine primarie e terziarie, amminoacidi, sostanze mono e poli-carbossilate. Successivamente sono state svolte prove di compatibilità tra le sostanze ed il calcestruzzo. In base a queste prove è stato possibile concludere che le sostanze carbossilate, specialmente quelle poli-carbossilate, mostrano una buona efficacia inibente, risultando quindi le sostanze più promettenti. Lo scopo di questo lavoro è la valutazione dell’efficacia delle diverse miscele binarie nei confronti della corrosione delle armature nel calcestruzzo contaminato da cloruri, al fine di individuare una possibile formulazione commerciale da impiegare nel confezionamento del calcestruzzo, in sostituzione dei più noti inibitori a base di nitrito di calcio non più utilizzabili a causa della loro nocività. Tale sostanza dovrà possedere capacità inibenti, risultare compatibile con il calcestruzzo, con l’ambiente ed il suo utilizzo dovrà essere economicamente sostenibile. Sono state impiegate due tipologie di provini, armati e non armati, entrambi confezionati con rapporto a/c 0,55. I provini armati sono stati sottoposti a cicli di ponding, quelli non armati a cicli di immersione completa e di ponding. La soluzione acquosa utilizzata contiene cloruro di sodio in concentrazione pari al 5% in peso. La corrosione delle armature è stata monitorata sui provini armati tramite misure elettrochimiche. Le sostanze più promettenti da un punto di vista dell’efficacia inibente e dell’accettabilità economica sono risultate essere una miscela di una sostanza carbossilata (Z) e di un’ammina complessante del ferro (L), denominata miscela Z-L ed una miscela di un’ammina terziaria (M) e di una complessante del ferro (L), denominata miscela M-L.