Galleria del Schindellegi, Schwyz CH

CCP nel tunnel Schindellegi: l'alternativa interessante dal punto di vista tecnico ed economico

La riparazione tradizionale delle strutture in calcestruzzo armato è un intervento enorme su una struttura: è costoso, richiede tempo e, nel caso delle gallerie, rappresenta anche un ostacolo al traffico. Inoltre, non è possibile alleggerire una galleria: la rimozione del calcestruzzo deve essere ridotta al minimo per garantire la stabilità durante la riparazione.

La protezione catodica dalla corrosione (CCP) è un'alternativa particolarmente interessante alla riparazione convenzionale delle gallerie in cemento armato sul piano tecnico e su quello economico. Il tunnel stradale Schindellegi, noto anche come tunnel H8, nel cantone svizzero Svitto, è stato costruito originariamente nel 1972 ed è lungo 168 metri. Il traffico si snoda su quattro corsie lungo paese di Schindellegi, tra Zugo e il lago di Zurigo.

L'esame della struttura ha rivelato che dall'ultima riparazione effettuata nel nel 2003, gli inquinanti, soprattutto i cloruri erano penetrati in grande profondità nella struttura in cemento armato. Era necessario effettuare una riparazione professionale per garantire stabilità a lungo termine dell'impianto. Nell'ambito della riparazione del calcestruzzo del 2021, il team di progettazione ha deciso di dotare la galleria di una protezione catodica contro la corrosione, aumentando al contempo la copertura in calcestruzzo.

Il principio di riparazione della protezione catodica dalla corrosione (CCP) prevede l'applicazione di una corrente continua alla struttura in cemento armato che si oppone alla corrente di corrosione. Di conseguenza, sulla superficie dell'acciaio avvengono solo reazioni catodiche parziali. La corrosione dell'acciaio di rinforzo può essere ridotta quasi a zero. La corrosione per vaiolatura viene arrestata e le condizioni dell'armatura vengono mantenute.

Per la riparazione con CCP, la rimozione del calcestruzzo carico di cloruri o carbonizzato è necessaria solo fino a quando si crea un substrato portante per installare il sistema anodico e per creare la copertura anodica necessaria. L'ispezione del tunnel ha evidenziato la necessità di intervenire per gli intradossi, le travi, le fasce superiori delle pareti e per i supporti e i giunti. Queste aree non erano state trattate durante l'ultima riparazione del 2003. La riparazione dall'alto era esclusa, dato che la galleria era coperta da 7 metri di materiale terroso.

Gli esperti svizzeri di suicorr AG hanno elaborato nel dettaglio il concetto di risanamento con protezione catodica dalla corrosione e hanno trattato complessivamente 1.855 metri quadrati di copertura, 162 metri quadrati di travi, 72 metri quadrati di supporti e 486 metri quadrati di superfici murarie, ciascuno con bande di anodi da 13 millimetri. L'intera area è suddivisa in 8 zone di protezione e ciascuna di esse può essere controllata separatamente. Le impostazioni delle rispettive zone di protezione dipendono da parametri tra cui le dimensioni, l'umidità, l'attività di corrosione o il tipo di anodo.

Inoltre, sono stati installati anodi ad asticella di diverse lunghezze per 35 metri quadrati di superficie del soffitto, 12 metri quadrati di colonne e 23 metri quadrati di superficie delle pareti, nonché su 116 metri di giunti. Gli anodi ad asticella servono anche a raggiungere e proteggere gli strati posteriori dell'armatura. Gli anodi ad asticella sono installati in fori che poi vengono riempiti con una malta cementizia altamente scorrevole. In questo modo viene consentito il contatto elettrolitico tra gli anodi e il calcestruzzo strutturale.

Per l'inserimento degli anodi è stata utilizzata la malta a spruzzo umida StoCrete TS 203. Questo sostituto del calcestruzzo modificato con polimeri è stato testato dal produttore come anodo e malta di riparazione per il principio di riparazione della protezione catodica dalla corrosione del calcestruzzo armato con anodi di ossido misto di titanio. Il calcestruzzo sostitutivo nel CCP deve sempre avere una resistenza elettrolitica simile a quella del vecchio calcestruzzo. Nella struttura dei pori della malta deve rimanere un'umidità sufficiente a garantire la mobilità degli ioni richiesta.

Inoltre, StoCrete TS 203 soddisfa altri criteri fondamentali per la riparazione di strutture in calcestruzzo con caratteristiche statiche rilevanti. Il calcestruzzo sostitutivo corrisponde alla classe R4 secondo la norma EN 1504-3 e soddisfa la classe di materiali da costruzione A2-s1, d0 (incombustibile) secondo la norma EN 13501-1. Questa classificazione molto buona nella classe di resistenza al fuoco si basa sulle speciali fibre plastiche contenute nella malta che migliorano significativamente il comportamento al fuoco e la stabilità. Il basso modulo di elasticità statica garantisce che il sostituto del calcestruzzo possa seguire i movimenti del calcestruzzo senza fessurazioni o distacchi del materiale. Inoltre, l'eccellente comportamento meccanico è supportato dal basso ritiro. restringimento. Grazie al suo basso assorbimento capillare di acqua, il sostituto del calcestruzzo presenta un'elevata resistenza alla penetrazione di componenti chimici disciolti in acqua. Il ripristino della resistenza al fuoco nella galleria è stato ottenuto aumentando la copertura di calcestruzzo mediante l'applicazione a spruzzo di StoCrete TS 203 in uno strato di spessore fino a 300 millimetri. Le fibre di polipropilene (PP) contenute in StoCrete TS 203 impediscono lo sfaldamento in caso di incendio: Le fibre si sciolgona. L'acqua dei pori contenuta nel calcestruzzo può fuoriuscire come vapore acqueo attraverso le canaline che si sono create.

La superficie irruvidita a spruzzo è stata poi rifinita con lo Stucco minerale bicomponente StoCrete TF 300 grossolano e fine, disponibile esclusivamente in Svizzera. Il materiale di classe R3 è un sistema per superfici lisce nella costruzione di gallerie. Infine, i tubi del tunnel sono stati rivestiti con il rivestimento EP StoPox TU 100, altamente resistente dal punto di vista meccanico e appositamente studiato per le superfici in calcestruzzo che necessitano di regolari interventi intensivi. StoPox TU 100 offre la migliore protezione contro le particelle di sporcizia grazie alla sua struttura superficiale. Le particelle come la fuliggine aderiscono meno e la superficie deve essere pulita con minor frequenza e senza additivi chimici. Il colore chiaro, non riflettente contribuisce alla sicurezza del traffico nella galleria.

Il ripristino del calcestruzzo è stato effettuato contestualmente al rinnovo delle attrezzature di funzionamento e di sicurezza della galleria Schindellegi. Il concetto di ristrutturazione CCP, insieme alle malte ad alte prestazioni StoCretec e alla protezione delle superfici, ha preparato la struttura in modo perfetto per i prossimi decenni di vita.