Gli additivi impermeabilizzanti per calcestruzzo e malte sono sostanze chimiche che, aggiunte all'impasto, riducono la porosità e la permeabilità del materiale, migliorandone la resistenza all'acqua e agli agenti atmosferici. A differenza delle aggiunte, gli additivi vengono disciolti o dispersi nell'acqua in piccole quantità, modificando le proprietà chimiche e fisiche del calcestruzzo sia nello stato fresco che indurito.

Che cosa sono gli additivi per calcestruzzo?

Secondo la normativa di riferimento, gli additivi per calcestruzzo sono sostanze chimiche che vengono aggiunte in quantità comprese tra lo 0,2% e il 2% rispetto alla massa del cemento. La loro funzione principale è modificare le prestazioni del materiale: possono agire sulla lavorabilità, sul tempo di presa, sulla resistenza meccanica o sulla durabilità del conglomerato. A differenza delle aggiunte minerali come l'hüttensand o la flugasche, che intervengono in quantità maggiori e partecipano alla reazione chimica del cemento, gli additivi operano prevalentemente per effetto chimico-fisico a dosaggi molto contenuti.

Classificazione secondo UNI EN 934

La norma europea UNI EN 934 distingue diverse categorie di additivi in base alla funzione specifica. Tra i più diffusi si trovano:

  • Fluidificanti e plasticizzanti: migliorano la lavorabilità dell'impasto a parità di rapporto acqua/cemento. Erano tradizionalmente a base di ligninsolfonato, residuo dell'estrazione della cellulosa dal legno, ma sono stati praticamente sostituiti dai superfluidificanti a partire dalla metà degli anni '70.
  • Superfluidificanti: circa quattro volte più efficaci dei fluidificanti tradizionali, sono a base di polimeri idrosolubili. I primi prodotti, sviluppati negli anni '70, utilizzavano polinaftalensolfonati o polimelanninsolfonati. Dalla fine degli anni '80 sono stati introdotti additivi a base di poliacrilati o policarbossilati privi di gruppi solfonici.
  • Acceleranti e ritardanti: agiscono sul tempo di presa del calcestruzzo, accelerando o rallentando il processo di indurimento in funzione delle esigenze di cantiere.
  • Aeranti: introducono microbolle d'aria nell'impasto per migliorare la resistenza ai cicli di gelo-disgelo.
  • Viscosizzanti e antiritiro: modificano la reologia del fresco e controllano le deformazioni da ritiro igrometrico.

Dosaggi e limiti normativi

Secondo la UNI EN 197/1, la quantità totale di additivi da aggiungere all'impasto non deve superare l'1,0% rispetto alla massa di cemento, espressa in chilogrammi per metro cubo. Questa soglia è stata stabilita per garantire che gli additivi non favoriscano la corrosione delle armature in acciaio né influenzino negativamente le proprietà del cemento o del conglomerato confezionato. Il rispetto di tale limite è particolarmente rilevante per il calcestruzzo armato, dove la protezione delle barre di armatura rappresenta un requisito critico di durabilità.

Gli additivi impermeabilizzanti rientrano in questa disciplina generale, ma spesso sono utilizzati a dosaggi inferiori, tipicamente compresi tra lo 0,5% e l'1% in funzione della prestazione impermeabilizzante richiesta e della formulazione specifica del prodotto.

Marcatura CE e documentazione

Per gli additivi destinati al calcestruzzo, la marcatura CE è obbligatoria secondo la norma EN 934-2:2009+A1:2012. Per le malte da muratura si applica invece la EN 934-3:2009. Il produttore deve fornire la documentazione tecnica completa, comprendente l'etichetta CE con i dati identificativi, la dichiarazione di conformità e le schede di sicurezza.

Per i sistemi di protezione e riparazione delle strutture in calcestruzzo esiste un ulteriore corpus normativo: la serie EN 1504, che specifica i requisiti per prodotti destinati alla protezione superficiale (EN 1504-2:2004), alla riparazione strutturale (EN 1504-3:2005), all'incollaggio strutturale (EN 1504-4:2004) e all'iniezione del calcestruzzo (EN 1504-5:2004). Questi additivi sono soggetti a requisiti prestazionali più stringenti, poiché intervengono su opere esistenti con funzioni di ripristino e protezione a lungo termine.

Funzione e meccanismi d'azione

Gli additivi impermeabilizzanti riducono la porosità capillare del calcestruzzo attraverso diversi meccanismi: alcuni agiscono riducendo il fabbisogno d'acqua di impasto, limitando così la formazione di pori residui dopo l'indurimento; altri modificano la tensione superficiale dell'acqua, migliorando la dispersione del cemento e la chiusura della rete capillare. Un terzo gruppo forma film idrofobi all'interno dei pori, ostacolando la penetrazione dell'acqua per capillarità.

L'impiego di superfluidificanti, pur non essendo classificati come impermeabilizzanti, contribuisce indirettamente alla riduzione della permeabilità: abbassando il rapporto acqua/cemento a parità di lavorabilità, si ottiene un conglomerato più compatto e meno poroso. Questa sinergia tra riduzione di acqua e miglioramento della lavorabilità spiega perché i superfluidificanti siano utilizzati anche in applicazioni dove la durabilità e la resistenza agli agenti atmosferici sono requisiti prioritari.

Applicazioni e prospettive

Gli additivi impermeabilizzanti trovano impiego in fondazioni, vasche, serbatoi, opere marittime e infrastrutture esposte ad ambienti aggressivi. La scelta del prodotto e del dosaggio dipende dalla classe di esposizione prevista dalla normativa e dalle condizioni ambientali del sito. In contesti regolamentati come la certificazione DGNB o la stesura di EPD, è richiesta la tracciabilità completa della formulazione e la verifica dell'assenza di sostanze lesive per l'ambiente o per la salute.

La ricerca nel settore della bauchemie si concentra oggi sullo sviluppo di additivi a base di polimeri bio-based e sull'ottimizzazione delle formulazioni per minimizzare l'impatto ambientale del ciclo di vita del calcestruzzo. In parallelo, la diffusione di calcestruzzo ultrahochfest e di mix design a elevata durabilità pone nuove sfide per la compatibilità chimica e per la standardizzazione dei dosaggi in applicazioni ad alte prestazioni.