Analisi chimiche
sui materiali da costruzione.

Che cosa si analizza, e perché

Un'analisi chimica risponde a una domanda che nessuna prova meccanica tocca: di che cosa è fatto questo materiale. La resistenza a compressione dice quanto regge un calcestruzzo oggi; il contenuto di cloruri dice se le armature al suo interno si stanno ossidando e quanto durerà. Chi progetta un intervento su una struttura esistente ha quasi sempre bisogno di entrambe.

IPCS gestisce analisi chimiche e chimico-fisiche nell'ambito del servizio Analisi materiali e diagnostica. Qui trovi che cosa si determina, su quali norme e come si richiede; per l'inquadramento teorico — tecniche analitiche, classificazione dei rifiuti da costruzione — l'approfondimento è nell'articolo dedicato alle analisi chimiche sui materiali da costruzione.

Calcestruzzo indurito

Le due determinazioni che decidono la diagnosi di una struttura in cemento armato sono la profondità di carbonatazione, misurata con il metodo alla fenolftaleina secondo la UNI EN 14630:2007, e il contenuto totale di cloruri acido-solubili secondo la UNI EN 14629:2007, che quantifica cloruri liberi e legati per valutare il rischio di ossidazione delle armature. Si aggiungono, secondo il caso, solfati, sali solubili e caratterizzazione del legante.

Il riferimento non è accademico. Le NTC 2018 al § 11.2.1 impongono di prescrivere il calcestruzzo anche mediante la classe di esposizione ambientale della UNI EN 206 e, quando nei getti sono incorporate armature di pre- o post-tensione, la classe di contenuto in cloruri. Il § 11.2.11 aggiunge che per valutare la durabilità si possono prescrivere prove sulla resistenza alla penetrazione degli agenti aggressivi, «quali ad esempio anidride carbonica e cloruri». Sull'esistente le stesse grandezze si misurano a posteriori, sul materiale in opera.

Malte, leganti e intonaci

Su una malta l'analisi distingue la natura del legante — calce aerea, calce idraulica, cemento, miscele — stima il rapporto fra legante e aggregato e individua i prodotti di degrado. È la verifica preliminare di ogni ripristino: una malta cementizia su una muratura storica a calce è un errore di compatibilità che si paga in pochi anni. Per gli edifici di rilevanza culturale e ambientale il riferimento è la UNI 11305:2009, che fissa le osservazioni preliminari al campionamento e le metodologie mineralogico-petrografiche, fisiche e chimiche per caratterizzare l'impasto e valutarne lo stato di conservazione. Per i cementi i metodi sono quelli della UNI EN 196-2:2026.

Acciai da armatura e da carpenteria

Qui il riferimento è diretto e numerico. Le NTC 2018, al § 11.3.2.6 (Saldabilità), impongono che l'analisi chimica su colata e l'eventuale analisi di controllo sul prodotto finito rispettino i limiti della Tab. 11.3.II: carbonio 0,22% su colata e 0,24% sul prodotto, fosforo e zolfo 0,050% e 0,055%, rame 0,80% e 0,85%, azoto 0,012% e 0,014%. Il carbonio equivalente Ceq, calcolato con la formula dello stesso paragrafo, non deve superare 0,50% e 0,52%. Al § 11.3.1.5 le NTC prescrivono inoltre che le forniture soggette a marcatura CE siano accompagnate dal certificato di controllo interno tipo 3.1 della UNI EN 10204. La composizione si determina per spettrometria a emissione ottica, cioè l'analisi quantometrica: il tema è trattato nell'articolo sulle prove di laboratorio sull'acciaio.

Bitumi, conglomerati bituminosi e aggregati

Su un conglomerato prelevato in opera si determina il contenuto di legante solubile secondo la UNI EN 12697-1:2020 e la granulometria degli aggregati estratti dal legante secondo la UNI EN 12697-2. Sul legante recuperato si caratterizza la consistenza con la penetrazione con ago (UNI EN 1426:2024) e il punto di rammollimento palla-anello (UNI EN 1427); i requisiti dei bitumi stradali sono nella UNI EN 12591:2009. È la sequenza che dice se una pavimentazione è stata realizzata con la miscela prescritta in capitolato. Sugli aggregati l'analisi chimica segue la UNI EN 1744-1:2013, con i requisiti di prodotto della UNI EN 12620:2008.

Membrane, rivestimenti e finiture

Sulle membrane bituminose armate per coperture, disciplinate dalla UNI EN 13707:2013, la caratterizzazione riguarda legante, armatura e caratteristiche dichiarate dal fabbricante. Su rivestimenti, finiture e prodotti di ripristino l'analisi risponde a due domande: che cosa è stato applicato, e se è compatibile con il supporto.

Cinque situazioni in cui l'analisi chimica è la risposta giusta

1. Il materiale non ha documentazione

Edificio anni Sessanta, nessun elaborato, nessuna scheda tecnica. Prima di scegliere un prodotto di ripristino o un ciclo di protezione bisogna sapere su che cosa lo si applica.

2. Verifica di conformità a una norma di prodotto

Il materiale c'è, la dichiarazione di prestazione anche, ma il capitolato impone una verifica indipendente. Qui l'analisi confronta i valori misurati con i limiti della norma di prodotto pertinente (UNI EN 12620, UNI EN 12591, UNI EN 13707).

3. Saldabilità di un acciaio esistente

Un rinforzo prevede saldature su un'orditura metallica esistente o su barre di provenienza ignota. Saldare un acciaio ad alto carbonio equivalente senza precauzioni significa introdurre cricche a freddo nell'elemento da rinforzare.

4. Diagnosi di un ammaloramento

Copriferro espulso, armature ossidate, efflorescenze, distacchi. Il quadro visivo dice che c'è un problema; l'analisi dice quale. Carbonatazione fino alla quota delle armature con cloruri assenti indica una causa; cloruri elevati su calcestruzzo non carbonatato ne indicano un'altra, e un intervento diverso.

5. Contenzioso e perizia

Contestazione su una fornitura, difetto costruttivo, procedimento in corso. Il valore dell'analisi dipende dal risultato quanto dalla tracciabilità del prelievo: un dato corretto ma non riconducibile a un punto preciso della struttura è un dato che la controparte demolisce.

Come si preleva un campione e che cosa serve al laboratorio

La qualità di un'analisi si decide prima del laboratorio. Le regole sono poche e non negoziabili:

• Rappresentatività: su un pilastro degradato alla base, prelevare a metà altezza restituisce materiale sano e una diagnosi sbagliata.
• Assenza di contaminazione: intonaci, rasature, riporti e residui di lavorazione vanno separati e dichiarati, non inglobati nel campione.
• Orientamento noto: per carbonatazione e profili di cloruri il campione deve mantenere l'orientamento rispetto alla superficie esposta, perché la grandezza misurata è funzione della profondità.
• Confezionamento: contenitore chiuso e inerte, etichetta con identificativo univoco, protezione dall'umidità nel trasporto.
• Documentazione: verbale con data, opera, elemento, punto, quota, operatore e fotografie. È l'unica cosa che non si ricostruisce dopo.

Il prelievo può essere eseguito dal committente o dal direttore dei lavori e conferito al laboratorio, oppure eseguito in cantiere da una squadra IPCS: la seconda strada si impone quando il punto va scelto sulla struttura, quando il campione va estratto in continuità con altre indagini o quando la tracciabilità è dirimente. Sul calcestruzzo il prelievo è spesso una carota: le regole sono nell'articolo sul carotaggio su strutture in cemento armato.

Che cosa contiene il rapporto di prova

• Identificazione di committente, opera e campione, con richiamo al verbale di prelievo
• Descrizione del campione come pervenuto: stato, dimensioni, anomalie all'accettazione
• Metodo applicato per ciascuna determinazione, con riferimento normativo puntuale
• Risultati numerici con unità di misura e, dove il metodo lo prevede, incertezza associata
• Confronto con i limiti della norma di prodotto, quando serve una verifica di conformità
• Documentazione fotografica del campione e, se il prelievo è nostro, del punto di prelievo

Una precisazione utile. Le analisi descritte in questa pagina hanno finalità conoscitive, diagnostiche e peritali: dicono di che materiale si tratta, com'è composto e in che stato si trova. Sono un'altra cosa rispetto ai controlli di accettazione in cantiere del Capitolo 11 delle NTC 2018, che seguono procedure e quantità proprie — la differenza è spiegata nella guida ai controlli di accettazione del calcestruzzo.

Analisi chimiche e diagnostica strutturale: perché si commissionano insieme

Su una costruzione esistente il dato chimico da solo raramente chiude una valutazione. La Circolare 21 gennaio 2019 n. 7 lega il livello di conoscenza raggiunto — LC1, LC2, LC3 — all'estensione delle indagini sui materiali e sui dettagli costruttivi: più il progettista vuole ridurre il fattore di confidenza, più deve caratterizzare ciò che ha in mano.

Le combinazioni ricorrenti sono tre. La carbonatazione letta insieme al copriferro rilevato con pacometro dice se l'armatura è ancora passivata. Il profilo di cloruri per fasce di profondità dice fin dove l'aggressione è arrivata, quindi quanto copriferro va rimosso in un ripristino. La caratterizzazione della malta completa i dati meccanici di una muratura ottenuti con prove con martinetti piatti, prove soniche ed endoscopie: la meccanica dice quanto regge il pannello, la chimica con che cosa è stato costruito e che cosa gli si può applicare sopra. Per questo il campionamento chimico si pianifica insieme alle indagini in situ: invertire l'ordine costa un secondo accesso in cantiere.

Quanto costa un'analisi chimica sui materiali

Non esiste un prezzo unico per «un'analisi chimica»: l'oggetto della richiesta cambia l'impegno analitico di un ordine di grandezza. I fattori che determinano il preventivo sono questi:

• Numero e tipo di determinazioni su ciascun campione
• Numero di campioni della campagna, e quanti condividono la stessa preparazione
• Matrice del materiale: calcestruzzo, malta, acciaio, conglomerato bituminoso e membrana richiedono preparazioni e tecniche differenti
• Preparazione del campione: separazione di strati, frazionamento per profondità e macinazione incidono più di quanto ci si aspetti
• Prelievo a carico di IPCS o del committente, con eventuali opere provvisionali e ripristino della zona prelevata
• Ubicazione del cantiere e logistica di trasferta, se il prelievo è nostro
• Livello di formalizzazione del rapporto: una verifica interna e una relazione destinata a un contenzioso comportano un lavoro documentale diverso
• Priorità di consegna rispetto alla programmazione ordinaria

Per una quotazione servono tre informazioni: materiale, numero di campioni e domanda tecnica a cui l'analisi deve rispondere. Scrivici indicandole e rispondiamo con l'elenco delle determinazioni proposte.

Domande frequenti sulle analisi chimiche dei materiali

Quanto materiale serve per eseguire un'analisi chimica?

Dipende dalle determinazioni richieste: un profilo di cloruri a più profondità consuma molto più materiale di una singola determinazione, perché ogni fascia è un campione a sé. La quantità utile si definisce prima del prelievo, in fase di richiesta. La regola che non cambia è un'altra: il campione deve essere rappresentativo e non contaminato da intonaci, riporti o prodotti di ripristino.

Posso prelevare il campione da solo e portarlo in laboratorio?

Sì, a condizione che il prelievo sia documentato: ubicazione precisa, elemento strutturale, quota, fotografie e — per il calcestruzzo — orientamento rispetto alla superficie esposta. Senza queste informazioni il laboratorio misura la composizione, ma nessuno può ricondurre il risultato a un punto della struttura, e in sede di contenzioso quel dato vale poco.

L'analisi chimica basta a dichiarare saldabile un acciaio?

Verifica i limiti di composizione della Tab. 11.3.II delle NTC 2018 e permette di calcolare il carbonio equivalente Ceq con la formula del § 11.3.2.6. È il presupposto chimico della saldabilità, non un attestato di saldabilità del prodotto: la qualificazione degli acciai saldabili segue una procedura distinta, disciplinata dal § 11.3.1.2. Sull'esistente, però, l'analisi è spesso l'unico modo per sapere che cosa si sta saldando.

Un'analisi chimica permette di stabilire l'età di un calcestruzzo o di una malta?

No. La composizione non contiene un'informazione di data. Restituisce natura del legante, rapporti fra i componenti e prodotti di degrado: dati che permettono di attribuire un materiale a una tecnologia costruttiva e di distinguere fasi edilizie diverse, non di datarlo.

Le analisi chimiche sostituiscono i controlli di accettazione previsti dalle NTC 2018?

No, sono due cose diverse. I controlli di accettazione in cantiere seguono il Capitolo 11 delle NTC 2018, con procedure, quantità e destinatari propri. Le analisi descritte in questa pagina hanno finalità conoscitive, diagnostiche e peritali: servono a sapere di che materiale si tratta e in che stato è, non a validare una fornitura.

Serve un sopralluogo o posso spedire i campioni?

Se i campioni esistono già e il prelievo è documentato, il sopralluogo non serve. Diventa necessario quando il punto va scelto sulla struttura — tipico della diagnosi di un ammaloramento, dove sbagliare punto significa analizzare materiale sano e concludere che non c'è nulla — o quando l'analisi rientra in una campagna diagnostica più ampia.

Quali informazioni devo allegare al campione?

Identificativo univoco, opera e ubicazione, elemento e punto di prelievo, data, materiale presunto, determinazioni richieste e la domanda tecnica a cui vuoi rispondere: lo stesso campione si lavora in modo diverso se devi identificare il legante o verificare la compatibilità di una malta di ripristino. Allega anche schede tecniche e rapporti precedenti: riducono le determinazioni necessarie.

Richiedi un'analisi chimica sui materiali

Identificare un materiale, verificare una fornitura o capire perché una struttura si degrada: il percorso è lo stesso. Definiamo insieme le determinazioni utili, concordiamo le modalità di prelievo, consegniamo un rapporto leggibile dal progettista.

Dove operiamo

IPCS ha sede a Frosinone, opera stabilmente su Roma e sul Lazio ed è attiva su tutto il territorio nazionale. I campioni possono essere conferiti al laboratorio o prelevati in cantiere da una nostra squadra, anche insieme a una campagna diagnostica più ampia.

Per un preventivo: 366 45 44 577 — info@ipcs-srl.com. Rispondiamo in tempi rapidi.

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