Efflorescenza nel calcestruzzo colorato: cause, prevenzione e ruolo del fornitore di pigmenti

Una fioritura bianca su una piastrella rossa è solitamente segnalata come un problema di colore. In realtà è un problema di trasporto di sali. L'efflorescenza nel calcestruzzo colorato è il deposito lasciato quando l'acqua, che trasporta sali disciolti, raggiunge la superficie del calcestruzzo ed evapora. Il pigmento non è il sale e, nella maggior parte dei casi, non ne è la causa — tuttavia il suo contenuto idrosolubile è un parametro che può essere specificato numericamente e sottoposto a prova, rendendolo una delle poche parti di questo problema per cui un fornitore può essere ritenuto responsabile.

Che cos'è realmente l'efflorescenza nel calcestruzzo colorato

L'efflorescenza si forma in tre fasi, e tutte e tre devono verificarsi: presenza di sali solubili nell'acqua presente nei pori; migrazione dell'acqua verso una superficie di evaporazione tramite flusso capillare e diffusione; evaporazione che lascia i sali cristallizzare. Eliminando uno qualsiasi di questi tre fattori, la fioritura non compare — motivo per cui si tratta di un problema legato all'umidità e ai sali, non al colore.

Il sale più comunemente riscontrato nell’efflorescenza del calcestruzzo è il carbonato di calcio. La calce libera — idrossido di calcio, Ca(OH)₂ — viene rilasciata durante l’idratazione del cemento, si scioglie nell’acqua presente nei pori, migra verso la superficie e reagisce lì con l’anidride carbonica atmosferica per formare carbonato di calcio (CaCO₃), che ha bassa solubilità e precipita come deposito bianco. Anche i solfati e i cloruri possono comparire, qualora siano presenti nei materiali o nell’acqua di impasto.

Tre condizioni superficiali bianche vengono spesso confuse tra loro, ma hanno cause diverse:

Solo la prima è un problema legato al trasporto di sali. L’efflorescenza è inoltre descritta in due fasi: primario , durante la produzione e la maturazione, quando gli elementi vengono maturati in umido o immagazzinati con scarsa circolazione d’aria, e altri , successivamente in servizio, causato dall’ingresso di acqua dall’esterno — pioggia, irrigazione, risalita di umidità o lavaggi.

Perché lo stesso effetto di fioritura è più evidente sul calcestruzzo colorato

Sul calcestruzzo grigio un sottile deposito bianco appare come una leggera chiazza più chiara. Su una superficie pigmentata rossa, nera o marrone lo stesso deposito costituisce un segno ad alto contrasto, quindi la tolleranza percepita dall’acquirente è molto più ristretta. Il deposito non è cambiato; è semplicemente diventato più visibile.

Il pigmento stesso non migra. I pigmenti a base di ossido di ferro sono particelle inorganiche insolubili in acqua, quindi rimangono nella posizione in cui sono stati inseriti nella matrice; la fioritura, al contrario, si forma da materiale che si scioglie, si sposta insieme all’acqua e ricristallizza in superficie.

Il pigmento entra nella discussione soltanto per il carico di sali solubili che trasporta con sé. Le diverse qualità di ossido di ferro vengono fornite conformemente a un limite di materia solubile in acqua , comunemente indicato nelle schede tecniche pubblicate nell’ordine di 0.3% MASSIMO , con il contenuto di solfati come secondo parametro nella stessa famiglia.

I quattro parametri che determinano la comparsa della fioritura.

Acqua. La rete di pori costituisce il percorso, mentre il rapporto acqua-cemento ne è il principale fattore di controllo. Una miscela posta in opera con consistenza più rigida e rifinita senza aggiunta di acqua per migliorarne la lavorabilità presenta uno strato superficiale più denso, pertanto meno acqua raggiunge la superficie di evaporazione e meno sali vengono trasportati in superficie. L’acqua di cura è un parametro da considerare: l’irrorazione o la ritenzione d’acqua che contenga essa stessa sali disciolti incrementa il carico salino; pertanto, nei lavori in cui l’aspetto estetico è critico, la cura avviene normalmente con acqua potabile pulita.

Cemento. La calce libera è la materia prima del deposito più comune; pertanto, il contenuto alcalino del cemento — comunemente indicato sul certificato di fabbrica come equivalente di ossido di sodio — e il suo comportamento in termini di rilascio di calce libera determinano la quantità di materiale solubile disponibile. Qualora un cantiere abbia una storia di fioriture e la formulazione della miscela lo consenta, specificare un cemento con minore rilascio di alcali rappresenta uno dei pochi interventi possibili in fase progettuale.

Sabbia e aggregati. La sabbia non lavata o di origine marina può contenere cloruri e una percentuale elevata di frazione fine. I cloruri aumentano il carico di sali solubili, mentre la frazione fine incrementa la richiesta d’acqua per ottenere la stessa lavorabilità. Una sabbia lavata e ben graduata rappresenta una soluzione più economica rispetto a qualsiasi modifica del pigmento.

Additivi. Gli acceleranti a base di cloruro di calcio sono frequentemente indicati come causa sia dell’efflorescenza sia del carico di cloruri; laddove sia necessaria un’accelerazione, si specificano normalmente tipi privi di cloruro. Gli additivi riduttori d’acqua possono inoltre modificare il comportamento di bleeding, influenzando quindi la quantità d’acqua che migra verso la superficie mentre l’elemento è ancora nello stato plastico.

Acqua esterna. Un elemento correttamente prodotto può comunque presentare efflorescenza in servizio se rimane bagnato; è per questo che la pendenza, lo smaltimento delle acque e la giunzione determinano fino a che punto la scelta del pigmento verrà effettivamente messa alla prova.

Ciò che il fornitore di pigmenti ti deve — e ciò che non ti deve

Il pigmento costituisce una voce nel bilancio salino. È una voce reale e verificabile:

Ciò che il fornitore non controlla: il rapporto acqua-cemento, se la sabbia è stata lavata, come sono stati maturati e immagazzinati gli elementi. Un pigmento al suo limite di solubilità in acqua può essere esente da colpe in una miscela posta umida e maturata con immersione in acqua.

Prevenzione, nell’ordine in cui risulta efficace

1. Controllare innanzitutto l’acqua. Eseguire la posa alla più bassa percentuale di acqua-cemento consentita dal progetto di miscela e non aggiungere acqua in cantiere per migliorare la lavorabilità. Questo rappresenta il singolo fattore più incisivo sulla rete porosa che trasporta i sali in superficie.
2. Fissare i solidi. Utilizzare sabbia lavata entro un intervallo granulometrico specificato, tenere i cloruri fuori dall’aggregato e dall’acqua di impasto e specificare un acceleratore privo di cloruri qualora sia richiesta un’accelerazione.
3. Finitura mirata alla densità, non alla lucentezza. Una compattazione completa e una finitura uniforme chiudono lo strato superficiale. Una sovratravelatura estrae la pasta e le particelle fini verso l’alto e può lasciare uno strato debole che successivamente si sbriciola o diventa polveroso — un difetto diverso, spesso scambiato per efflorescenza.
4. Fare indurire uniformemente, quindi lasciare asciugare. L’indurimento favorisce lo sviluppo della resistenza, ma mantiene anche un percorso aperto per l’umidità; pertanto il metodo e la durata vanno gestiti con attenzione, non massimizzati. L’immersione in acqua dura aggiunge sali durante l’indurimento.
5. Asciugare prima di imballare. Impilare e avvolgere le unità mentre sono ancora umide intrappola l’umidità contro le superfici ed è spesso indicata come causa principale dell’efflorescenza primaria sulle piastrelle da pavimentazione.
6. Scegliere un idrorepellente penetrante anziché un rivestimento a film. Gli idrorepellenti a base di silano e silossano riducono l’ingresso d’acqua pur lasciando la superficie in grado di rilasciare vapore. I rivestimenti a film possono trattenere l’umidità al di sotto del film stesso, peggiorando comunemente la fioritura su un supporto umido.
7. Rimuovere la fioritura già presente a secco. Spazzolatura a secco, seguita da un lavaggio con acqua pulita e da un completo periodo di asciugatura, elimina i depositi freschi senza spingerli nella superficie. Il lavaggio acido viene utilizzato sul calcestruzzo grigio, ma sulle superfici colorate in massa può alterarne il colore: testarlo quindi prima su un’unità di scorta.

Come verificare prima di procedere con l’ordine in volume

L'efflorescenza è un effetto sistemico, quindi deve essere verificata sul sistema: una prova che utilizza il pigmento del fornitore ma non il cemento, la sabbia, l'additivo, il ciclo di maturazione e le condizioni di stoccaggio dell'acquirente non verifica quasi nulla.

1. Realizzare provini con i materiali effettivi — cemento, sabbia, aggregato e additivo di proprietà, con la percentuale di aggiunta prevista e la finitura desiderata. Includere un pallet maturato e stoccato esattamente come avviene nella produzione, poiché è su tale pallet che si manifesta l'efflorescenza primaria, qualora si verifichi.
2. Valutare dopo la maturazione, non al momento della sformatura. Verificare a 7 giorni e nuovamente a 28 giorni, nella stessa illuminazione e confrontando con un campione di riferimento conservato nelle condizioni concordate. La maggior parte delle controversie relative a un "colore errato" riguarda in realtà il campione di riferimento.
3. Lavorare sui documenti, non sulle dichiarazioni. Per il calcestruzzo colorato in massa, il punto di riferimento è ASTM C979 / C979M-16 ,Specifiche standard per pigmenti destinati a calcestruzzo colorato in massa — bagnabilità dell’acqua, resistenza agli alcali, solfati, solubilità in acqua, stabilità alla maturazione atmosferica, resistenza alla luce e corrispondenza cromatica della spedizione. Per i pigmenti utilizzati nei materiali da costruzione a base di cemento e calce, EN 12878 stabilisce i requisiti e i metodi di prova. ASTM C1400-23 ,Guida standard per la riduzione del potenziale di efflorescenza nelle nuove pareti in muratura , è redatta specificamente per le pareti in muratura e non per elementi in calcestruzzo, ma i suoi principi relativi alla limitazione dei sali solubili e al controllo del trasferimento di umidità sono applicabili anche alla produzione di pavimentazioni e piastrelle. ASTM C936 / C936M stabilisce i requisiti di prodotto per elementi prefabbricati in calcestruzzo pieno per pavimentazioni interbloccanti.
4. Chiedere al fornitore il fascicolo del lotto — materia solubile in acqua, contenuto di solfati e resistenza agli alcali per il lotto consegnato; ΔE rispetto allo standard del fornitore; e un campione di riferimento conservato.

Dove il pigmento non è effettivamente la variabile

La scelta del pigmento modifica la tonalità, la profondità, la forza tintoria e il comportamento di dispersione. Non modifica invece la struttura porosa del calcestruzzo, l’acqua presente nell’impasto, il contenuto di alcali nel cemento o il modo in cui gli elementi sono stati essiccati. Pertanto, quando compare un’efflorescenza, le domande che individuano la causa vanno poste per prime: il rapporto acqua-cemento con cui è stato realizzato l’impasto, le caratteristiche della sabbia utilizzata e il metodo di maturazione e stoccaggio degli elementi.

INFORMAZIONI SUL FORNITORE

Hebei Tianhuibao Technology Co., Ltd. produce pigmenti di ossido di ferro da 26 anni, con una capacità produttiva annuale di 50.000 tonnellate e fornisce clienti in oltre 150 paesi e regioni. La serie di ossido di ferro rosso comprende le qualità 110, 130 e 190, oltre a versioni nano, ultrafini, facilmente dispersibili, resistenti agli acidi e alle basi e idonee al contatto con alimenti, nonché abbinamento cromatico diretto in fabbrica. Le certificazioni ottenute includono REACH, RoHS, CE e ISO, oltre alla normativa IATA DGR per il trasporto aereo e al codice IMDG per il trasporto marittimo. La quantità minima d’ordine è di 1 tonnellata metrica, confezionata in sacchi intrecciati da 25 kg disponibili a magazzino; campioni ridotti vengono forniti separatamente per prove e non concorrono al raggiungimento della quantità minima d’ordine. Gli articoli a magazzino vengono spediti entro 3–5 giorni lavorativi, quelli personalizzati entro 7–15 giorni lavorativi. Il controllo qualità si estende dai test sulle materie prime fino all’ispezione del prodotto finito, e i dati sulla coerenza cromatica tra lotti multipli (ΔE) sono disponibili su richiesta.

Il nostro articolo Dosaggio di pigmento ossido di ferro per calcestruzzo: kg per m³ nella sezione Notizie tratta le percentuali di aggiunta e come verificarle rispetto ai propri materiali.

Per valutare un pigmento rispetto al proprio impasto e al proprio ciclo di maturazione prima che l’efflorescenza nel calcestruzzo colorato diventi oggetto di contestazione, inviaci i dettagli relativi al tuo cemento e alla tua sabbia, la percentuale di aggiunta prevista e il metodo di maturazione adottato, e richiedi una scheda tecnica e un campione per prova. Contatto: [email protected] / +86-13400211655.