Il consolidamento prima della deumidificazione

L’intervento di deumidificazione di una muratura dovrebbe sempre essere preceduto da un’indagine volta ad assicurare che la struttura in esame sia integra e che non soffra di patologie che possano aggravare la condizione statica, nel momento in cui il muro viene drasticamente deumidificato.

Ci sono esempi emblematici di collasso della struttura, sottoposta ad opera di deumidificazione, avvenuto una volta che il problema sembrava risolto. La radicale perdita dell’acqua di risalita, porta talvolta ad una drammatica contrazione dei materiali, con impredicibili risultati, specialmente quando questi sono mal aggregati.

Ecco un esempio di indagine campione, intrapresa in modo preventivo, che permette di dare al progettista una visione sufficientemente esaustiva della condizione del complesso sottoposto all’opera di deumidificazione.

Pratica di consolidamento di un muro “in pietra”
Il presente documento spiega quali siano state le soluzioni tecnologiche intraprese per la preparazione di Boiacche specifiche per il consolidamento delle strutture murarie verticali dell’edificio storico denominato virtualmente “Cantiere Scuola”.

Si supponga di avere in esame una cortina muraria elevata con conci posti ad opus incertum, legata con malta di calce aerea e sabbie silicee locali e che lo spessore del muro vari da 50 a 100 cm. L'indagine visiva, nel corpo della muratura, è stata eseguita mediante:

endoscopio flessibile a fibre ottiche con cono visione 90°, Ɵ 8 mm;

lunghezza 1000 mm;

illuminatore LED 3,5 volt.

ENDOSCOPIO FLESSIBILE A FIBRE OTTICHE
diametro = 0.8 cm, c.a. 30° di inclinazione

Singolo foro d’indagine: diametro = 0.8 cm, c.a. 20° di inclinazione verso il basso

I fori praticati hanno un diametro di 20 mm, con 20° di pendenza

Si pratichino almeno cinque fori, posti a quinconce, in una stazione di prova scelta dalla DDLL. L’ingombro dell’area di prova sarà approssimativamente di un metro quadrato.

I fori eseguiti nella struttura muraria, sono ottenuti con trapani elettrici a sola rotazione, con punte in Vidiam del diametro di 20 mm. La profondità dei fori raggiunga i due terzi dello spessore del muro e siano praticati con un angolo di circa 20° verso il basso. I fori di prova faranno comunque parte della massa muraria da consolidare, pertanto i fori di prova anticipatamente praticati per l’indagine visiva saranno usati per accogliere eventualmente la boiacca di consolidamento.

Esempio procedura foratura a quinconce per inserimento sonde endoscopiche

Si introduca una sonda endoscopica nei fori appena praticati sulla struttura muraria e si osservi se vi sono chiare lesioni o volumi mancanti. Il tutto va documentato (fotografato o video-registrato) e debitamente catalogato. I fori ottenuti, una volta ben lavati e liberati da ogni residuo dell’azione del trapano, saranno utilizzati come accesso per accogliere la boiacca-campione di consolidamento.

Dopo l’operazione di foratura, il muro va lavato partendo dai fori superiori (dall’alto al basso);
in un secondo momento il consolidamento va effettuato dai fori inferiori verso l’alto.

Dalla successiva indagine visiva si potrà giudicare, con buona approssimazione, quali siano le condizioni di integrità della struttura muraria, che usualmente si riscontrano a carico dalle malte di allettamento che si mostrano decoese e disgregate. Ciò a cui comunque dovrà essere dedicata principale attenzione sono le aree caratterizzate da ampi volumi mancanti.

Il calcolo del rapporto materiale integro/volumi mancanti si ottiene mediante una prova di iniezione con la Boiacca Iniezione formulata. Nel caso del nostro Cantiere Scuola il consumo medio del materiale si è rivelato essere di 60 Kg per metro cubo di muratura da consolidare. Ed è su questo valore che fu calcolato approssimativamente il consumo di boiacca da portare in cantiere per eseguire l’intera opera di consolidamento.

a. Si individui l’area d’intevento per il riempimento dei volumi mancanti
b. Si pratichino dei fori fino ai 2/3 dello spessore del muro
c. Si inietti, a bassa pressione (1.0-1.5 bar), la boiacca più idonea

La foratura definitiva del muro - Si pratichino almeno cinque fori, posti a quinconce, per tutta la superficie muraria disposta dalla DDLL.

Si pratichino i fori con trapani elettrici, a sola rotazione, con punte in Vidiam del diametro di 20 mm. La profondità dei fori raggiunga i due terzi dello spessore del muro e siano praticati con un angolo di circa 20° verso il basso.

Dopo l’operazione di foratura, il muro va lavato partendo dai fori superiori (dall’alto al basso);

in un secondo momento il consolidamento va effettuato dai fori inferiori verso l’alto.

Valori del campione di BOIACCA DA INIEZIONE scelta.

CARATTERISTICHE TECNICHE VALORE MEDIO

Aspetto: Polvere

Colore: Bianco ambrato

pH: 13

Ganulometria (UNI EN 1015-1): da 0 a 100 μm

Massa volumica apparente della malta essiccata (UNI EN 1015-10): 1400 Kg/m³

Resistenza alla diffusione del vapore (UNI EN 1015-19): μ < 6

Calce libera [CaO + Ca(OH)2] a 28gg (UNI EN 459-2): Assente

Resistenza a flessione (UNI EN 1015-11): > 2,20 N/mm2

Resistenza a compressione (UNI EN 1015-11): > 10 N/mm2

Classe M 10

Modulo elastico statico (UNI EN 13412): 5500 N/mm²

Reazione al fuoco: Classe A1

Resistenza ai solfati: Nessuna perdita di resistenza per provini

immersi per 90gg in soluzione Na₂SO₄ al 5%.

Richieste progettuali
Si richiede il consolidamento di una muratura in pietrame o mista, con o priva di intonaci, a qualsiasi altezza, mediante fornitura e posa in opera, per iniezione, di miscele a base di calci naturali […], a bassa viscosità, previa approvazione da parte della DDLL.

Si inietti attraverso idonei boccagli, dall’alto verso basso, dai i lati verso il centro del paramento, per una profondità di 4/5 dello spessore del setto murario.

Si inietti la boiacca per percolazione (o con macchine a bassa pressione) sino a rifiuto della muratura mediante appositi boccagli, mediamente n.4 per m², inseriti utilizzando la cavità nei giunti o praticando i fori con trapani elettrici a sola rotazione il cui diametro è di 20mm. […] .

Si predisponga quanto serve per il prelievo di carote pre e post intervento per l’esecuzione di prove a rottura in laboratorio autorizzato.

Scelta del materiale
Essendo l’impresa esecutrice cosciente della responsabilità oggettiva circa la scelta della boiacca da iniettarsi nell’edificio in questione, ha richiesto al laboratorio di ricerca ACCADEMIA QUARNETI di istituire una serie di indagini fisico-chimiche su una dozzina di specifici provini forniti dall’Accademia medesima.

Il materiale presentato ha dimostrato avere caratteristiche in perfetta aderenza con le richieste progettuali e le esigenze dell’opera di consolidamento delle strutture sottoposte a restauro.

Le principali proprietà del materiale iniettato sono:

-totale assenza di cemento e nessun altra forma di clinker;

-assolutamente privo di calce libera [Ca(OH)₂];

-totale assenza di sali idrosolubili;

-idonea risposta di resistenza alla compressione (28gg);

-adeguato modulo elastico;

-fortemente traspirante con pori aperti;

-elevata fluidità;

-veloce presa e messa in sicurezza;

-specifico livello di bianchezza come campionato dalla DDLL.

Studio e realizzazione del materiale
Lo studio nel laboratorio tecnologico, del Centro di Ricerca e Formulazione ACCADEMIA QUARNETI, è stato pianificato al fine di realizzare una boiacca espressamente formulata per il restauro dell’edificio cui era destinata.

Individuato il campo d’azione entro il quale lo studio avrebbe dovuto agire, sono state formulate diverse boiacche, seguendo i parametri specifici che l’intervento richiedeva:

1. Riaggregare tra loro gli elementi della muratura realizzando, attraverso la rigenerazione del legante originario e la saturazione dei volumi mancanti, un miglioramento nelle caratteristiche generali di resistenza, tenendo conto che i campi di applicazione possono variare da situazioni nelle quali è necessario restituire continuità tra elementi strutturali nella muratura la cui funzione statica non è stata compromessa, ai casi in cui la struttura muraria ha perso o ridotto la sua funzione portante per la comparsa di discontinuità tra conci e malta di allettamento e si richiede al prodotto di ripristinare i valori statici originari.

2. La boiacca da iniettare doveva avere caratteristiche di funzionalità e compatibilità, adeguate alla natura del supporto da riporre in pristino, garantendo una resistenza alla compressione ed un modulo elastico, adeguati ad ogni situazione specifica.

3. Tenuto presente che il materiale iniettato avrebbe dovuto riempire i volumi mancanti, all’interno della struttura, in profondità asfittiche, dove il processo di carbonatazione non potrebbe mai aver luogo, uno degli obbiettivi era quello di garantire che questi impasti non portassero in sé alcuna frazione di calce libera. Venire meno a questo accorgimento avrebbe significato indebolire la funzione consolidante nel tempo.

Considerato che il laboratorio aveva già sperimentato la possibilità di produrre boiacche da consolidamento a resistenza specifica, la ricerca è stata indirizzata alla formulazione di un composto da iniezione che raggiungesse mediamente 15-20 Mpa a 28gg.

I componenti
La carica da aggregare - al legante nella formulazione è una ponderata quantità di pura polvere carbonatica, composta in curva granulometrica continua, selezionata fra 0 e 40 micron, eventualmente modificata con filler super-leggeri a base di silico-alluminati, idrati, espansi, al fine di raggiungere il peso specifico voluto.

Il legante - è una calce idraulica definita “FL” a norma EN-459:2010, composto a freddo, ottenuto dalla mistione di calce idrata in polvere, ad alto titolo di idrato di calcio, (98%), calcinata a bassa temperatura (850 °C) e selezionata con appropriati separatori. La parte pozzolanica è costituita da pozzolane naturali zeolitiche rafforzate da composti caolinitici (2SA) micronizzati.

Il rapporto fra idrato di calcio (Ca(OH)₂), e prodotti pozzolanici è raggiunto dopo una attenta indagine sullo Chapelle (indice di pozzolanicità).

L’indice di Chapelle determina la quantità di milligrammi di idrato di calcio che si combinano con 1000 grammi dello specifico aggregato pozzolanico in esame, all’atto dell’idratazione.

Dati di laboratorio della Boiacca da iniezione scelta

Consiglio di cantiere
Le boiacche superfluidificate da iniettare nei muri, allo scopo di riempire i volumi mancanti, devono garantire di non avere, dopo il processo di indurimento, né calce libera né solfati. Trasgredire questa basilare norma, porterà il vostro lavoro ad inevitabili ed imbarazzanti giudizi. La calce libera (Ca(OH)₂) non farà mai presa, in quanto si trova in ambiente asfittico, il che non le consente di indurire per carbonatazione; i solfati (SO₄), invece, sono più dannosi del malanno che i muri già soffrono. La presenza di solfati, molto spesso, è testimonianza, anche se negata, del fatto che il legante delle boiacche sia cementizio (C₃S).

Una carotatura a posteriori, della muratura “consolidata” in modo inadeguato, rivelerà inequivocabilmente risultati inaccettabili: calce che permane sottoforma di grassello e solfati in migrazione.

L’uso di composti da iniezione formulati con calce e metacaolino, è assolutamente da consigliarsi i quanto le malte preparate con questi due ingredienti danno risultati estremamente soddisfacenti: i composti al metacaolino non lasciano calce libera nelle malte indurite; sono fortemente porose e non contengono sali idrosolubili di alcuna origine.