Analisi chimica dei materiali edili: prove di laboratorio

L’analisi chimica dei materiali da costruzione risponde a una domanda che le prove meccaniche, da sole, lasciano aperta: di che cosa è fatto davvero un materiale e in che stato di conservazione si trova? Sapere quanto è carbonatato un calcestruzzo, quale composizione ha un acciaio o come è stata confezionata una malta cambia le decisioni su diagnosi, interventi e smaltimento. In questa guida — scritta dal punto di vista di chi le analisi le esegue come laboratorio prove sui materiali — vediamo quali analisi chimiche e chimico-fisiche si eseguono in laboratorio, su quali materiali, quando servono e come richiederle.

Cos’è l’analisi chimica dei materiali da costruzione

Le analisi chimiche sui materiali da costruzione determinano la composizione e lo stato di conservazione di calcestruzzo, acciai, malte, murature e degli altri materiali impiegati in edilizia. Sono un aspetto fondamentale per garantire la sicurezza e l’affidabilità delle costruzioni: servono a verificare la qualità dei materiali utilizzati in un progetto edilizio, a identificare la presenza di sostanze pericolose — come l’amianto o materiali radioattivi — e a spiegare i fenomeni di degrado che le sole prove meccaniche registrano senza chiarirne la causa.

Per questo si affiancano alle prove sui materiali da costruzione tradizionali: la resistenza a compressione o a trazione dice quanto “regge" il materiale oggi; l’analisi chimica, insieme a proprietà chimico-fisiche come porosità e permeabilità, spiega perché si sta degradando e come intervenire.

Quando serve l’analisi chimica dei materiali

Le situazioni più frequenti in cui viene richiesta un’analisi chimica dei materiali sono queste:

• diagnosi del degrado di strutture esistenti in cemento armato: carbonatazione, attacco da cloruri o solfati, corrosione delle armature;
• caratterizzazione degli edifici esistenti: l’analisi delle malte rientra tra le indagini previste per i livelli di conoscenza LC1, LC2 e LC3 di NTC 2018 e Circolare 7/2019;
• controllo degli acciai: composizione chimica e saldabilità di barre d’armatura e carpenteria metallica;
• classificazione dei rifiuti da costruzione e demolizione con i codici CER, ai fini del corretto smaltimento;
• ricerca di sostanze pericolose prima di demolizioni e ristrutturazioni.

Analisi chimica dei materiali: le prove chimiche e chimico-fisiche di laboratorio

La distinzione è semplice: le analisi chimiche determinano che cosa contiene il materiale e in quali proporzioni; le analisi chimico-fisiche misurano proprietà che dipendono dalla composizione, come pH, porosità, permeabilità e contenuto di umidità. Nella pratica di laboratorio le due famiglie lavorano insieme, sugli stessi campioni della stessa campagna di prova.

Materiale	Analisi più richieste	A cosa servono
Calcestruzzo	Profondità di carbonatazione, contenuto di cloruri e solfati	Diagnosi del degrado e del rischio di corrosione delle armature
Acciaio	Analisi quantometrica della composizione chimica	Saldabilità e conformità di barre d’armatura e carpenteria
Malte e murature	Composizione del legante, sali solubili, umidità	Caratterizzazione delle murature esistenti, diagnosi di efflorescenze e risalita
Massetti e pavimenti	Umidità, composizione, sali	Idoneità alla posa e diagnosi di distacchi e degradi
Rifiuti da demolizione	Caratterizzazione chimica, ricerca di amianto	Attribuzione del codice CER e smaltimento a norma

Calcestruzzo: carbonatazione, cloruri e solfati

La carbonatazione è la reazione con cui l’anidride carbonica dell’aria penetra nel calcestruzzo e ne abbassa progressivamente il pH: quando il fronte carbonatato raggiunge le armature, queste perdono la protezione naturale del copriferro e possono innescare la corrosione. La misura della profondità di carbonatazione si esegue su carote o frammenti prelevati dalla struttura, spesso in occasione di carotaggi su cls per la resistenza in opera: la stessa carota fornisce così sia la resistenza meccanica sia i dati chimici.

Alla carbonatazione si affiancano la determinazione del contenuto di cloruri — che accelerano la corrosione localizzata delle armature, tipica di ambienti marini o esposti ai sali disgelanti — e dei solfati, che attaccano la matrice cementizia e ne compromettono la coesione.

Analisi chimiche su muro e murature: malte, intonaci e sali solubili

Su un muro esistente le analisi più richieste sono l’analisi delle malte (natura del legante, rapporto legante/aggregato), utile per caratterizzare la muratura e formulare malte compatibili negli interventi di recupero; la ricerca dei sali solubili responsabili di efflorescenze e degrado degli intonaci; le misure di umidità per distinguere risalita capillare, infiltrazioni e condensa. Questi dati integrano le indagini meccaniche sulle murature, come quelle con martinetto piatto e doppio.

Analisi chimiche su pavimento e massetti

Su un pavimento le analisi chimico-fisiche servono soprattutto a verificare il contenuto di umidità del massetto prima della posa e a diagnosticare distacchi, macchie e degradi dopo la posa, individuando composizione del supporto e presenza di sali.

Sostanze pericolose: amianto e materiali radioattivi

Le analisi chimiche consentono di identificare la presenza di sostanze pericolose nei materiali, come l’amianto o sostanze radioattive: un passaggio essenziale prima di demolizioni e ristrutturazioni, e per la corretta classificazione dei rifiuti prodotti in cantiere.

Analisi chimica dei materiali metallici: acciai da armatura e carpenteria

Le analisi chimiche sui materiali metallici riguardano soprattutto gli acciai: barre d’armatura per cemento armato e profili di carpenteria metallica. La composizione chimica — carbonio, manganese, silicio, fosforo, zolfo e gli altri elementi di lega — determina le proprietà meccaniche e la saldabilità dell’acciaio: per gli acciai da armatura le NTC 2018 prevedono requisiti sulla composizione chimica proprio ai fini della saldabilità.

Acciai per cemento armato: i limiti della Tab. 11.3.II delle NTC 2018

Il riferimento è il par. 11.3.2.6 delle NTC 2018, dedicato proprio alla saldabilità: l’analisi chimica effettuata su colata e l’eventuale analisi di controllo sul prodotto finito devono rispettare il massimo contenuto di elementi chimici fissato dalla Tab. 11.3.II. Il carbonio equivalente non si misura, si calcola dagli elementi determinati in analisi con la formula Ceq = C + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15, in cui i simboli chimici indicano il contenuto degli elementi espresso in percentuale.

Elemento	Analisi di colata (% max)	Analisi di prodotto (% max)
Carbonio (C)	0,22	0,24
Fosforo (P)	0,050	0,055
Zolfo (S)	0,050	0,055
Rame (Cu)	0,80	0,85
Azoto (N)	0,012	0,014
Carbonio equivalente (Ceq)	0,50	0,52

Alla tabella le NTC 2018 affiancano due tolleranze che vanno lette insieme ai valori: è possibile eccedere il valore massimo di C dello 0,03% in massa, a patto che il valore del Ceq sia ridotto dello 0,02% in massa, e sono consentiti contenuti di azoto più elevati in presenza di una sufficiente quantità di elementi che fissano l’azoto stesso. Sono soglie da confrontare con il certificato di analisi campione per campione: per questo, sulle barre prelevate in cantiere o su materiale di provenienza incerta, la composizione chimica si legge insieme alle prove meccaniche di trazione e piegamento sulle barre, eseguite sugli stessi campioni.

Analisi quantometrica: come si determina la composizione dell’acciaio

Lo strumento di riferimento è l’analisi quantometrica, cioè la spettrometria di emissione ottica eseguita con il quantometro: quantifica gli elementi presenti nella lega e permette di classificare l’acciaio e verificarne la conformità. In laboratorio si abbina alle prove meccaniche di trazione sulle barre, per un quadro completo del materiale metallico.

Codici CER e analisi dei rifiuti da costruzione e demolizione

I codici CER, acronimo di “Catalogo Europeo dei Rifiuti", sono il sistema di classificazione dei rifiuti utilizzato in tutta Europa. Il catalogo è diviso in 20 categorie, ognuna delle quali raggruppa rifiuti con caratteristiche simili; la categoria 17 riguarda i “rifiuti da costruzione e demolizione", che includono materiali come calcestruzzo, mattoni, ceramica, legno e metallo.

L’analisi chimica dei materiali da demolire serve ad attribuire il codice corretto e a stabilire se il rifiuto è pericoloso o non pericoloso, indirizzandolo alla filiera di recupero o smaltimento adeguata, nel rispetto delle normative in materia di sicurezza e tutela ambientale. Ne parliamo in dettaglio nella guida allo smaltimento dei materiali da costruzione.

Laboratorio analisi chimiche materiali: a chi rivolgersi

L’analisi chimica dei materiali da costruzione è una procedura precisa e delicata, che richiede strumenti sofisticati e personale altamente specializzato. Per questo è importante rivolgersi a un laboratorio di prova specializzato nei materiali da costruzione, che utilizzi le metodologie e le tecniche più avanzate per garantire la precisione e l’affidabilità dei risultati — e che rilasci un certificato di analisi congruo e corretto rispetto alle richieste del committente.

Un laboratorio che esegue anche le prove meccaniche e le indagini in situ, come IPCS, ti permette inoltre di concentrare su un unico interlocutore prelievi, analisi chimiche e prove di laboratorio: stessa campagna, stessi campioni, un solo referente.

Quanto costa l’analisi chimica dei materiali

Non esiste un prezzo unico: il costo dipende da fattori che cambiano da cantiere a cantiere. I principali sono:

• tipo e numero di determinazioni richieste: una singola profondità di carbonatazione è cosa diversa da una caratterizzazione completa;
• numero di campioni da analizzare;
• prelievo in situ: accessibilità dei punti di prelievo ed eventuali mezzi necessari;
• ripristino delle zone di prelievo;
• trasporto dei campioni in laboratorio;
• urgenza dei tempi di consegna dei certificati.

Il modo più rapido per avere un numero preciso è chiedere un preventivo gratuito: contattaci indicando materiali, numero di campioni e analisi richieste. Per formalizzare l’incarico trovi i moduli nella sezione modulistica; in questa guida spieghiamo la corretta compilazione del modulo di richiesta prove.

Domande frequenti

Che cos’è l’analisi chimica dei materiali da costruzione?

È l’insieme delle prove di laboratorio che determinano composizione e stato di conservazione di calcestruzzo, acciai, malte e altri materiali edilizi: profondità di carbonatazione, cloruri, solfati, sali solubili, composizione degli acciai e ricerca di sostanze pericolose come l’amianto.

Che differenza c’è tra analisi chimiche e chimico-fisiche?

Le analisi chimiche determinano che cosa contiene il materiale, ad esempio il contenuto di cloruri o la composizione di una malta o di un acciaio; le analisi chimico-fisiche misurano proprietà legate alla composizione, come pH, porosità, permeabilità e umidità. In laboratorio si eseguono insieme, sulla stessa campagna di prova.

Si possono fare analisi chimiche sui materiali metallici?

Sì. Sugli acciai da armatura e da carpenteria si determina la composizione chimica con l’analisi quantometrica (spettrometria di emissione ottica), utile per verificare saldabilità e conformità del materiale, in abbinamento alle prove meccaniche di trazione.

Che cos’è l’analisi quantometrica?

È l’analisi della composizione chimica di un metallo eseguita con lo spettrometro a emissione ottica (quantometro): quantifica gli elementi presenti nella lega — carbonio, manganese, silicio, fosforo, zolfo e altri — e permette di classificare l’acciaio e valutarne la saldabilità.

Quali analisi chimiche si fanno su un muro o su un pavimento?

Su un muro: analisi delle malte e degli intonaci, ricerca dei sali solubili responsabili delle efflorescenze, misure di umidità per individuare risalita capillare o infiltrazioni. Su un pavimento: umidità del massetto, composizione del supporto e presenza di sali, per verificare l’idoneità alla posa e diagnosticare distacchi e degradi.

Quanto costa un’analisi chimica dei materiali?

Dipende dal tipo e dal numero di determinazioni, dal numero di campioni, dall’accessibilità dei prelievi, dai ripristini, dal trasporto e dall’urgenza dei certificati. Il preventivo è gratuito: contattaci dalla pagina contatti indicando materiali, numero di campioni e analisi da eseguire.

A cosa servono i codici CER?

Classificano i rifiuti in tutta Europa: il catalogo conta 20 categorie e la numero 17 riguarda i rifiuti da costruzione e demolizione. L’analisi chimica del materiale serve ad attribuire il codice corretto e a gestirne lo smaltimento a norma.

Se stai valutando di affidare l’incarico, sulla pagina dedicata trovi il servizio di analisi chimiche sui materiali: come si prepara la campagna, cosa viene consegnato e cosa determina il preventivo.

Il laboratorio per le analisi chimiche sui materiali, con un unico interlocutore

IPCS esegue analisi chimiche e chimico-fisiche sui materiali da costruzione insieme alle prove meccaniche e alle indagini in situ: un unico interlocutore per prelievi, analisi, prove e certificati — con base operativa a Frosinone, presenza consolidata a Roma e nel Lazio e interventi su tutto il territorio nazionale. Ti guidiamo passo per passo nella soluzione migliore per la corretta esecuzione delle analisi chimiche, rilasciando il certificato di analisi congruo e corretto rispetto alle richieste del committente.

Devi analizzare calcestruzzo, acciai, malte o materiali da demolire? Contattaci per un preventivo gratuito: ti rispondiamo con costi chiari e tempi definiti. Vuoi sapere prima chi siamo? Scopri il laboratorio IPCS.