Metodo innovativo per il trattamento di manufatti in materiale cementizio armato. Combinando soluzioni fosfatiche e elettrodeposizione, si crea un rivestimento protettivo che previene la corrosione, migliorando la resistenza e la durata degli elementi metallici.
| Titolo brevetto | Metodo per trattare manufatti in materiale cementizio armato |
|---|---|
| Area | Industria, Digitale e Sicurezza |
| Titolarità | ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITA' DI BOLOGNA |
| Inventori | Enrico Sassoni, Giulia Masi, Alessio Gabrielli, Chiara Valvano |
| Ambito territoriale di tutela | Italia, con possibilità di estensione internazionale |
| Stato | Disponibile per accordi di sviluppo, opzione, licenza e altri accordi di valorizzazione |
| Keywords | Cemento, Calcestruzzo, Coating protettivi, Anti-corrosione, Fosfati di calcio, Ammonio fosfato, Elettrodeposizione |
| Depositato il | 16 settembre 2024 |
L'idea alla base dell'invenzione nasce dall'integrazione di filoni di ricerca preesistenti in diversi ambiti, unendo la conservazione dei beni culturali e le applicazioni biomediche.
- Ambito Beni Culturali: L'uso di soluzioni di diammonio idrogeno fosfato (DAP) è stato ampiamente studiato per la conservazione di pietre naturali, malte e affreschi. Recenti ricerche hanno applicato questo approccio per migliorare le proprietà di manufatti cementizi storici e nuovi. Tuttavia, l'effetto su barre di armatura nel calcestruzzo armato non è mai stato studiato.
- Ambito Biomedico: L'elettrodeposizione per la formazione di fosfati di calcio da soluzioni di DAP è stata indagata per metalli come titanio e acciaio, ma non per barre di armatura nel calcestruzzo. E' stato anche esplorata l'elettrodeposizione su manufatti in marmo, ma senza barre di armatura. Questo apre nuove opportunità per il trattamento di manufatti in materiale cementizio armato.
L'invenzione riguarda un metodo innovativo per migliorare la durabilità dei manufatti in cemento armato, quali malte e calcestruzzi contenenti barre di armatura in acciaio. Questo metodo consente di ottenere simultaneamente due benefici:
- il potenziamento delle proprietà meccaniche della matrice cementizia;
- un aumento della resistenza alla corrosione delle armature in acciaio.
Il trattamento prevede l'impregnazione del manufatto con una soluzione di diammonio idrogeno fosfato (DAP), applicata tramite impacco, spray o pennello. Nel corso di alcune ore, la soluzione penetra nella matrice cementizia fino a raggiungere le barre di armatura, posizionate a 2-3 cm dalla superficie. Durante la penetrazione, il DAP reagisce con la matrice, formando composti a base di calcio fosfato che migliorano coesione e proprietà meccaniche.
Successivamente, mediante elettrodeposizione, si induce la formazione di uno strato fosfatico sulla superficie delle barre di armatura, aumentando così la loro resistenza alla corrosione. Questo approccio integra efficacemente chimica e ingegneria, rappresentando un significativo passo avanti nel trattamento del cemento armato.
Il degrado delle strutture in cemento armato, principalmente dovuto alla corrosione delle barre di armatura, comporta gravi conseguenze economiche e rischi per la sicurezza. La carbonatazione del calcestruzzo abbassa il pH attorno alle barre, destabilizzando lo strato protettivo di magnetite e favorendo la corrosione. L'invenzione propone un metodo innovativo che affronta questi problemi migliorando la coesione della matrice cementizia e riducendo la porosità, rallentando così il trasporto di umidità e agenti aggressivi. Inoltre, forma uno strato di fosfati che protegge le barre dalla corrosione.
Il vantaggio principale è la capacità di ottenere simultaneamente un miglioramento delle proprietà meccaniche del calcestruzzo e una maggiore resistenza alla corrosione delle barre di armatura, utilizzando tecniche applicative già note (impacco, spray, pennello ed elettrodeposizione), senza richiedere cambiamenti significativi nelle procedure operative.
Le applicazioni dirette includono il ripristino e il restauro di edifici e infrastrutture in calcestruzzo armato, con potenziale uso preventivo per evitare il degrado. Indirettamente, il metodo potrebbe essere adattato a materiali compositi a matrice cementizia e per la formazione di strati protettivi su metalli in altri settori, come l'ingegneria meccanica e la biomedicina.