La costruzione e gli investimenti pubblici in opere infrastrutturali come le gallerie costituiscono storicamente una delle pietre miliari dell’economia di molti Paesi. Quando parliamo di sostenibilità, pensiamo subito alla riduzione delle emissioni di CO2, all’adozione di tecnologie innovative, all’uso di materiali più efficienti e duraturi, al prolungamento del ciclo di vita e all’utilizzo di materiali più efficienti e duraturi, all’estendere i cicli di vita e al riciclo dei materiali.
In questo contesto, la manutenzione delle infrastrutture esistenti gioca un ruolo fondamentale, poiché è molto più economico e sostenibile prolungare la vita utile di queste strutture che realizzarne di nuove. Le gallerie, naturalmente, non fanno eccezione.
Gli ambienti nei quali si costruiscono le gallerie sono molto variabili e peculiari; di conseguenza, i progetti possono essere molto differenti: possiamo trovare gallerie con rivestimento in calcestruzzo proiettato o in calcestruzzo gettato in opera o persino prefabbricato nel caso di gallerie realizzate con scavo meccanizzato (TBM). In tutti i casi, ci sono però alcuni aspetti comuni che sono fondamentali affinché la galleria possa rimanere in uno stato di servizio ottimale:
- l’integrità del rivestimento, che deve preservare la sua capacità di sostegno strutturale;
- l’impermeabilità dell’infrastruttura, affinché le infiltrazioni di acqua dal terreno non danneggino gli impianti di servizio, con conseguenti disservizi per i fruitori finali.
L’impermeabilizzazione di gallerie rivestite con spritz-beton
In questo articolo presentiamo due sistemi di impermeabilizzazione indicati per il ripristino il rinforzo di gallerie con rivestimento in calcestruzzo proiettato (spritz-beton), ampiamente utilizzati in gallerie stradali e ferroviarie. Il calcestruzzo proiettato è un materiale molto versatile e storicamente molto impiegato per il sostegno e il rinforzo di gallerie scavate con metodi tradizionali, poiché la messa in opera permette rapidi avanzamenti senza l’impiego di casseforme.
Le tecnologie oggi disponibili sul mercato come additivi, superfluidificanti e acceleranti di presa privi di alcali, oltre a fibre sintetiche strutturali e a moderne attrezzature di proiezione, permettono di realizzare calcestruzzo di alta qualità e di conseguenza ottenere opere più durevoli.
Dal lato del terreno, il calcestruzzo proiettato entra in contatto con sostanze potenzialmente aggressive, come solfati o acque con elevato potere di dissoluzione, che possono facilmente penetrare nella matrice del materiale, più poroso o meno denso rispetto a un calcestruzzo gettato in opera e compattato mediante vibrazioni.
Inoltre, il calcestruzzo proiettato non è esente dalla carbonatazione; a questa, si sommano altri elementi aggressivi presenti nei fumi della combustione dei veicoli (auto e camion nelle gallerie stradali, o locomotori diesel nelle gallerie ferroviarie più vecchie).
Infine, il calcestruzzo proiettato è spesso abbinato a elementi di rinforzo metallico come bulloni, reti metalliche, reti “Bernold”: è, pertanto, un tipo di rivestimento con un alto grado di vulnerabilità di fronte all’esposizione a vari tipi di agenti aggressivi come attacchi chimici (solfati, reazioni acidobasiche), acque di infiltrazione, delaminazione e fessurazioni provocate dall’ossidazione degli elementi metallici quando la carbonatazione oltrepassa il rivestimento.
Tali fattori concorrono alla degradazione del rivestimento e di conseguenza pregiudicano la sua capacità strutturale. Mapei UTT propone due sistemi impermeabilizzanti per gallerie: la membrana polimerica a spruzzo Mapelastic TU System e la membrana in PVC-P Mapeplan TU. Il servizio tecnico UTT svolge parte attiva nell’assistenza al cliente in fase di progettazione dei dettagli costruttivi degli strati impermeabilizzanti.
Questi sistemi sono infatti compatibili e possono essere usati congiuntamente nello stesso intervento, come nel tunnel Belabieta, situato in Spagna sull’Autostrada A15 tra i Paesi Baschi e la regione di Navarra.
Questo progetto fa parte di un programma del Consiglio provinciale di Gipuzkoa che intende rinnovare le infrastrutture in accordo con i regolamenti europei.
Il Mapelastic TU System
Qualsiasi intervento di ripristino e/o rinforzo di una galleria esistente con calcestruzzo proiettato, oltre a essere realizzato con un procedimento adeguato e un mix-design appropriato, deve essere dotato di un sistema impermeabilizzante che protegga il nuovo rivestimento dagli agenti aggressivi e dalla presenza di impianti di servizio.
Mapelastic TU System è una membrana polimerica per applicazione a spruzzo e idonea per l’impermeabilizzazione di gallerie strutture sotterranee; è caratterizzata da alta flessibilità, elevata resistenza a trazione e ottima aderenza ai supporti cementizi come, appunto, il calcestruzzo proiettato.
Una volta applicata al supporto, la membrana forma una barriera impermeabile con eccellenti proprietà di adesione, che la rende ideale per realizzare impermeabilizzazioni di tipo “sandwich” tra gli strati di calcestruzzo proiettato o tra calcestruzzo gettato in opera (con supporti debitamente trattati) e calcestruzzo proiettato.
Questo prodotto è pronto all’uso e deve essere applicato con una pompa airless ad alta pressione che permette un’applicazione comoda, rapida e pulita, senza perdite di polvere nell’ambiente, ed è facilmente adattabile alle diverse attività in galleria. Il consumo del materiale è di circa 4 kg/m2 per 3 mm di spessore, con il quale si certifica una capacità di impermeabilizzazione superiore a 15 bar di colonna d’acqua.
L’applicazione può essere realizzata direttamente in un solo strato oppure in due fasi (due strati da 2,0 kg/m2) applicando inizialmente un primo strato di Mapelastic TU System bianco e dopo alcune ore di asciugatura un secondo strato di Mapelastic TU System verde. L’applicazione in due mani permette di migliorare il risultato finale e presenta diversi vantaggi:
- un maggiore controllo della copertura del supporto grazie al contrasto dei colori: il primo strato bianco sopra il calcestruzzo grigio e il secondo strato verde sopra quello bianco;
- uno spessore finale più omogeneo su tutta la superficie di applicazione;
- un migliore controllo del consumo.
Le eccellenti proprietà di aderenza della membrana fanno sì che il supporto e il nuovo rivestimento lavorino solidalmente a livello strutturale, mentre il rinforzo del calcestruzzo può essere realizzato con fibre sintetiche o con fibre metalliche strutturali.
Le sue caratteristiche la rendono ideale anche per realizzare impermeabilizzazioni preventive o per essere utilizzato in zone in cui il grado di infiltrazione di acqua non è molto elevato.
Le infiltrazioni di acqua esistenti devono essere trattate preventivamente mediante iniezioni di resina. Può essere combinata con sistemi di impermeabilizzazioni drenanti, come membrane sintetiche in PVC-P.
Infatti, in una galleria con elevato grado di infiltrazioni, svolgere attività preliminari per sigillare o drenare l’acqua può risultare laborioso o eccessivamente costoso. Ci sono altri sistemi – come le membrane in PVC-P – che in questi casi risultano molto più efficaci.
Le membrane sintetiche Mapeplan TU
Le membrane sintetiche della linea Mapeplan TU, che presentano un caratteristico strato di segnalazione arancione, sono specificamente progettate per l’impermeabilizzazione di gallerie in cui solitamente il rivestimento finale è realizzato mediante casseforme, anche se possono anche essere utilizzate con rivestimenti in calcestruzzo proiettato.
In questo caso, è fondamentale installare una rete di rinforzo sulla quale installare il rivestimento a spruzzo, poiché l’aderenza calcestruzzo-PVC è praticamente nulla. In questo sistema, è consigliabile installare una membrana della linea Mapeplan Protection posta al di sopra della membrana Mapeplan TU, con l’obiettivo di evitare danneggiamenti alla membrana impermeabilizzante durante le fasi di installazione dell’armatura di rinforzo o durante l’applicazione del calcestruzzo proiettato.
Grazie a un elemento di ancoraggio a tenuta stagna come il Mapeplan Anchoring, è possibile ancorare meccanicamente il rivestimento proiettato armato al supporto, garantendo la massima impermeabilizzazione del sistema.
Esso è infatti un elemento prefabbricato composto da una barra di acciaio di ancoraggio annegata in un manicotto rigido in PVC, che si inserisce nel calcestruzzo con l’aiuto della resina Mapefix VE SF, formando un ancoraggio con una capacità di carico superiore alle 120 t.
Una volta installata, la flangia incorporata nell’elemento si salda per termofusione alla membrana principale, sigillando il foro. I due sistemi di impermeabilizzazione descritti possono essere interconnessi o è possibile realizzare la transizione tra i due sistemi tramite l’installazione delle bandelle della linea Mapeplan Tape PVC, formando un sistema impermeabilizzante continuo sia in senso trasversale sia longitudinale, a seconda del design del progetto.
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