12.1 : Azione del gelo sul calcestruzzo

Le strutture in calcestruzzo in climi freddi, come quelle lungo i bordi delle strade, possono trattenere l'umidità. Questa umidità le rende suscettibili ai danni correlati al gelo quando le temperature scendono sotto lo zero. Maggiore umidità peggiora i danni durante le fluttuazioni di temperatura, portando a ripetuti congelamenti e scongelamenti. I sali antighiaccio, sparsi su queste strutture per sciogliere il ghiaccio, attirano ancora più umidità nel calcestruzzo, aggiungendosi al ciclo di congelamento-scongelamento.

Questo ciclo di gelo-disgelo causa principalmente incrostazioni superficiali, dove l'acqua penetra nel calcestruzzo e si congela, espandendosi ed esercitando pressione. Questa pressione può fratturare lo strato superficiale del calcestruzzo, causando crepe e scheggiature. Quando l'acqua nei pori del calcestruzzo si congela, può creare uno squilibrio termodinamico con l'acqua di gel circostante, causando lo spostamento e il congelamento di più acqua, aumentando così la pressione. Inoltre, la pressione osmotica dei sali nell'acqua può forzare più acqua nei pori, intensificando la pressione durante i cicli di gelo-disgelo.

Più in profondità nel calcestruzzo, si possono sviluppare delle crepe a D vicino ai bordi e alle giunzioni. Queste profonde crepe a D indicano significativi problemi di durabilità del calcestruzzo. Il calcestruzzo privo di vuoti intrappolati nell'aria è più vulnerabile ai cicli di gelo-disgelo. Questi vuoti sono piccoli spazi all'interno del calcestruzzo che fungono da tampone, consentendo all'acqua gelida di espandersi senza causare danni. Senza questi vuoti, l'espansione provoca più crepe e alla fine porta allo sfaldamento, che si verifica quando parti del calcestruzzo si staccano, indebolendo complessivamente la struttura.