Autore: Andrea Ragno

Il nuovo asilo di Brignano Gera d’Adda nasce come un progetto che unisce architettura, pedagogia e sostenibilità in un’unica visione. Arpostudio, in collaborazione con Ricehouse, ha immaginato un edificio capace di inserirsi con delicatezza nel paesaggio della pianura lombarda, utilizzando materiali naturali e tecniche costruttive a bassissima impronta di carbonio. Si tratta, infatti, di un edificio all’avanguardia vista la sua struttura a bassissima impronta di carbonio realizzata interamente con materiali naturali locali, in particolare legno, paglia di riso e lolla di riso, una scelta che definisce fin da subito l’identità dell’opera.

L’architettura si ispira ai riferimenti storici del territorio, richiamando nelle forme e nelle proporzioni la presenza dei castelli visconteo‑sforzeschi che punteggiano la pianura. Questa citazione non è mai letterale, ma si traduce in un linguaggio contemporaneo che restituisce solidità, protezione e familiarità. L’edificio è leggermente rialzato rispetto al terreno, una soluzione che migliora la durabilità e garantisce un accesso inclusivo grazie a rampe dolci e continue. La distribuzione interna è organizzata in due ali distinte: una dedicata alla scuola dell’infanzia e una all’asilo nido. Tra queste due parti si colloca un corpo centrale che funge da cuore civico del complesso, ospitando un’aula magna pensata per incontri, spettacoli e attività condivise. Questo spazio, aperto anche alla comunità, trasforma l’asilo in un luogo di relazione e partecipazione, non solo in un edificio scolastico.

Uno degli aspetti più curati è la qualità della luce naturale. Le aule e gli spazi destinati ai bambini sono orientati verso sud, così da beneficiare del calore e della luminosità durante tutto l’arco della giornata. Le zone di servizio, come corridoi e parcheggi, sono invece collocate a nord, proteggendo gli ambienti più sensibili e contribuendo a un bilancio energetico ottimale. Gli interni sono stati progettati per essere salubri, accoglienti e in costante dialogo con l’esterno. Le aule si aprano verso patii che permettono ai bambini di vivere gli spazi seguendo il ritmo delle stagioni. I corridoi non sono semplici zone di passaggio, ma diventano luoghi sociali flessibili, capaci di trasformarsi in aree di gioco, incontro o esplorazione.

La scelta dei materiali è uno degli elementi più innovativi del progetto. L’isolamento delle pareti è realizzato con pannelli in paglia di riso, un sottoprodotto agricolo che normalmente verrebbe bruciato, generando emissioni. Qui, invece, diventa una risorsa preziosa, capace di garantire comfort termico, traspirabilità e un impatto ambientale minimo. L’impiego di sottoprodotti agricoli riduce drasticamente l’impatto ambientale dell’intero ciclo di vita dell’edificio, e questa filosofia si riflette in ogni scelta costruttiva. La paglia e la lolla di riso, unite al legno, creano un involucro naturale che regola l’umidità, migliora la qualità dell’aria e offre un ambiente ideale per i bambini.

L’intero complesso è stato progettato con strumenti avanzati di modellazione energetica e con un approccio BIM integrato, che ha permesso di controllare ogni fase del processo, dalla progettazione alla realizzazione. Arpostudio, si conferma una realtà capace di affrontare opere complesse mantenendo un approccio artigianale al progetto, inteso come gesto consapevole e responsabile. L’asilo di Brignano Gera d’Adda rappresenta un esempio concreto di come la bioarchitettura possa diventare un modello per l’edilizia pubblica, dimostrando che sostenibilità, qualità estetica e benessere degli utenti possono convivere in un’unica visione coerente.

Il risultato è un edificio che non solo rispetta l’ambiente, ma lo valorizza; un luogo pensato per accogliere i bambini in spazi luminosi, naturali e sicuri; un’opera che restituisce alla comunità un

 

Gli additivi cristallizzanti rappresentano una tecnologia di grande interesse per migliorare l’impermeabilità e la durabilità del calcestruzzo, soprattutto nelle opere esposte all’acqua, all’umidità del terreno e ad agenti aggressivi. Il loro funzionamento si basa sull’attivazione, in presenza di acqua, di componenti reattivi capaci di favorire la formazione di cristalli insolubili all’interno di pori, capillari e microfessure della matrice cementizia. Personalmente credo molto in questa tecnologia perché introduce un cambio di prospettiva: il calcestruzzo non è più solo un materiale da proteggere dall’esterno, ma può diventare parte attiva della propria durabilità. L’acqua, normalmente considerata veicolo del degrado, diventa anche il fattore che attiva un processo di sigillatura interna. Da qui nasce il concetto di “crack self-healing”: la capacità del calcestruzzo di contribuire, entro precisi limiti, alla riduzione della permeabilità delle microfessure. Un tema rilevante per vasche bianche, strutture interrate, fondazioni, opere idrauliche e infrastrutture.

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Come la cristallizzazione può contribuire alla riduzione della permeabilità, alla protezione del calcestruzzo fessurato e alla realizzazione di strutture impermeabili più durevoli nel tempo

Il calcestruzzo è un materiale resistente, versatile, economico e largamente utilizzato nelle costruzioni. Ma è anche, per sua natura, un materiale poroso. La sua matrice cementizia contiene una rete più o meno continua di pori, capillari, microvuoti e interfacce che, se non correttamente controllati attraverso la progettazione della miscela, la posa in opera, la compattazione, la stagionatura e la cura dei dettagli costruttivi, possono diventare vie preferenziali per l’ingresso dell’acqua e degli agenti aggressivi.

È proprio da qui che nasce il tema della durabilità.

L’acqua, da sola, non è necessariamente il problema. Il problema è ciò che l’acqua può trasportare: cloruri, solfati, anidride carbonica, sostanze chimiche aggressive, contaminanti presenti nel terreno o negli ambienti industriali, sali disgelanti, acque reflue, liquidi di processo. Quando questi agenti penetrano nella matrice cementizia o raggiungono le armature, possono innescare fenomeni di degrado che compromettono progressivamente la funzionalità, la sicurezza e la vita utile dell’opera.

Per questo l’impermeabilità del calcestruzzo non può essere considerata una semplice caratteristica accessoria. È una componente essenziale della durabilità.

Il tema degli additivi cristallizzanti esce dal perimetro della sola impermeabilizzazione ed è entrato in un campo più ampio: quello della progettazione prestazionale del calcestruzzo durevole. Il concetto di “crack self-healing”, cioè la capacità di contribuire alla sigillatura di microfessure attraverso processi reattivi attivati dalla presenza di acqua, è oggi parte di una riflessione tecnica più matura, che riguarda non solo il prodotto, ma l’intero sistema progettuale.

Dal calcestruzzo protetto al calcestruzzo reattivo

Per molto tempo la protezione del calcestruzzo dall’acqua è stata affrontata prevalentemente dall’esterno: membrane, guaine, rivestimenti, trattamenti superficiali, barriere applicate dopo il getto o in fase di completamento dell’opera.

Queste soluzioni restano importanti e, in molti casi, indispensabili. Tuttavia presentano un limite strutturale: proteggono il calcestruzzo dall’esterno, ma non modificano in profondità il comportamento della matrice cementizia. Se la protezione superficiale viene danneggiata, se la posa non è perfetta, se si verificano discontinuità, giunti mal gestiti o fessurazioni non previste, l’acqua può comunque trovare una via di ingresso.

Gli additivi cristallizzanti propongono una logica diversa: non solo proteggere il calcestruzzo, ma renderlo parte attiva del sistema di impermeabilizzazione.

Il principio è noto: specifici componenti chimici, introdotti nella miscela o applicati in forma di trattamento cementizio, reagiscono in presenza di acqua e dei sottoprodotti dell’idratazione del cemento, dando luogo alla formazione di composti cristallini insolubili. Questi cristalli tendono a svilupparsi all’interno dei pori, dei capillari e delle microdiscontinuità della matrice cementizia, riducendo la permeabilità e ostacolando la penetrazione dell’acqua.

La vera peculiarità di questi sistemi è che la presenza dell’acqua, normalmente considerata il fattore da contrastare, diventa anche il fattore che attiva la reazione.

In termini tecnici, l’acqua non viene semplicemente respinta: viene utilizzata come elemento di attivazione di un processo di densificazione e sigillatura interna.

Additivi idrofobi e additivi cristallizzanti: due logiche differenti

Nel campo degli additivi per la riduzione della permeabilità del calcestruzzo è utile distinguere tra due grandi famiglie:

• additivi idrofobi;
• additivi cristallizzanti.

Gli additivi idrofobi agiscono prevalentemente modificando il comportamento delle superfici interne dei pori. Tendono a rendere meno bagnabili le pareti capillari, ostacolando il movimento dell’acqua per assorbimento capillare. Il loro effetto è quindi legato soprattutto alla riduzione dell’affinità tra acqua e superficie porosa.

Gli additivi cristallizzanti, invece, hanno una logica diversa. Non si limitano a rendere idrorepellente la struttura porosa, ma promuovono la formazione di composti cristallini all’interno della matrice cementizia. Questi prodotti di reazione possono contribuire a ridurre la continuità dei capillari e a sigillare pori, microvuoti e microfessure.

È una differenza sostanziale.

Nel primo caso si lavora sulla repellenza all’acqua.
Nel secondo caso si lavora sulla densificazione e sulla reattività interna del materiale.

Questa distinzione è importante perché consente di comprendere meglio le potenzialità, ma anche i limiti, degli additivi cristallizzanti. Non sono una “vernice interna” e non sono una garanzia assoluta contro ogni infiltrazione. Sono una tecnologia che può contribuire alla riduzione della permeabilità e alla durabilità del calcestruzzo, a condizione che venga inserita in un progetto coerente.

Il ruolo della porosità nella durabilità del calcestruzzo

Il calcestruzzo non è impermeabile per definizione. La sua permeabilità dipende da molti fattori:

• rapporto acqua/cemento;
• tipo e dosaggio del cemento;
• presenza di aggiunte minerali;
• granulometria degli aggregati;
• qualità della compattazione;
• stagionatura;
• maturazione;
• presenza di fessure;
• continuità dei giunti;
• cura dei dettagli esecutivi;
• condizioni ambientali di esposizione.

La riduzione della permeabilità non può quindi essere affidata a un solo componente della miscela. È il risultato di una progettazione complessiva.

Gli additivi cristallizzanti possono contribuire a questo obiettivo perché intervengono su uno dei punti più delicati del calcestruzzo: la rete capillare. Quando la matrice è troppo porosa o presenta una continuità capillare elevata, l’acqua può penetrare più facilmente. Quando invece i pori sono più fini, meno connessi e parzialmente occlusi da prodotti di reazione, il trasporto dell’acqua e degli agenti aggressivi viene ostacolato.

Questo è particolarmente rilevante per opere esposte ad ambienti severi:

• strutture interrate;
• vasche;
• fondazioni;
• muri controterra;
• parcheggi interrati;
• tunnel;
• opere idrauliche;
• impianti di depurazione;
• infrastrutture esposte a sali disgelanti;
• ponti;
• opere marittime;
• strutture industriali soggette ad aggressioni chimiche.

In tutti questi casi, la durabilità non è una conseguenza automatica della resistenza meccanica. Un calcestruzzo può avere una buona resistenza a compressione e, nello stesso tempo, una durabilità insufficiente se la sua permeabilità, la sua fessurazione e i suoi dettagli costruttivi non sono adeguatamente controllati.

Che cosa si intende per “crack self-healing”

L’espressione “crack self-healing” indica la capacità di un materiale cementizio di contribuire alla chiusura o alla sigillatura di fessure di limitata ampiezza attraverso processi fisici, chimici o biologici.

Nel calcestruzzo esistono fenomeni naturali di autoriparazione, noti da tempo. In presenza di acqua, alcune microfessure possono parzialmente richiudersi per effetto di diversi processi:

• ulteriore idratazione di particelle di cemento non ancora idratate;
• precipitazione di carbonato di calcio;
• rigonfiamento di prodotti idrati;
• deposito di particelle fini trasportate dall’acqua;
• formazione di nuovi prodotti di reazione.

Questi fenomeni possono ridurre la permeabilità locale della fessura, soprattutto quando l’ampiezza è contenuta e le condizioni ambientali sono favorevoli.

Gli additivi cristallizzanti cercano di potenziare questo comportamento naturale, fornendo alla matrice cementizia componenti capaci di reagire con l’acqua e con le sostanze disponibili all’interno del calcestruzzo, favorendo la formazione di cristalli insolubili nelle zone attraversate dall’umidità.

In questo senso, il “self-healing” non va interpretato come una rigenerazione strutturale completa del materiale. Non significa che una fessura importante sparisca o che la sezione torni automaticamente alle condizioni originarie. Significa piuttosto che, entro certi limiti, il materiale può contribuire alla sigillatura di microfessure e alla riduzione del passaggio d’acqua.

È una distinzione decisiva.

Il self-healing degli additivi cristallizzanti riguarda principalmente la prestazione di impermeabilità e durabilità, non la ricostituzione integrale della capacità portante di un elemento fessurato.

Le fessure: il vero punto critico dell’impermeabilità dei materiali cementizi

Quando si parla di calcestruzzo impermeabile, il problema non è soltanto la permeabilità della matrice integra. Il punto critico è quasi sempre la fessurazione.

Le fessure possono derivare da:

• ritiro plastico;
• ritiro igrometrico;
• gradienti termici;
• vincoli alla deformazione;
• carichi strutturali;
• cedimenti differenziali;
• errori esecutivi;
• maturazione non corretta;
• discontinuità nei getti;
• errata gestione dei giunti;
• insufficiente controllo delle deformazioni.

In una struttura controterra o in una vasca, anche una matrice cementizia poco permeabile può non essere sufficiente se il quadro fessurativo non è controllato. La durabilità e l’impermeabilità dipendono allora dalla combinazione di più fattori:

• mix design;
• armatura di controllo della fessurazione;
• spessore dell’elemento;
• rapporto tra vincoli e deformazioni;
• sequenza dei getti;
• giunti di costruzione;
• sistemi waterstop;
• trattamento dei passaggi impiantistici;
• cura della maturazione;
• controllo esecutivo in cantiere.

Gli additivi cristallizzanti possono contribuire alla sigillatura di microfessure, ma non sostituiscono la progettazione della fessurazione. Al contrario, funzionano correttamente solo se inseriti in un sistema progettuale che riduce l’ampiezza delle fessure entro valori compatibili con il meccanismo di autoriparazione atteso.

La domanda tecnica, quindi, non è: “L’additivo chiude le fessure?”
La domanda corretta è: “Quale ampiezza di fessura posso ammettere, in quali condizioni di esposizione, con quali pressioni idrauliche, con quali dettagli costruttivi e con quali controlli?”

Additivi cristallizzanti e approccio prestazionale

L’evoluzione più importante degli ultimi anni è il passaggio da una prescrizione basata sulla ricetta a una valutazione basata sulla prestazione.

Nel calcestruzzo durevole, non è sufficiente dire che una miscela contiene un determinato additivo, una certa quantità di cemento o uno specifico rapporto acqua/cemento. Questi sono elementi importanti, ma non esauriscono la verifica della qualità.

Il punto centrale è la prestazione che il calcestruzzo deve garantire:

• ridotta permeabilità all’acqua;
• resistenza alla penetrazione di agenti aggressivi;
• controllo della fessurazione;
• comportamento adeguato in classe di esposizione;
• capacità di mantenere le prestazioni nel tempo;
• compatibilità con la vita utile richiesta;
• eventuale contributo alla sigillatura delle microfessure.

L’approccio prestazionale richiede prove, controlli e criteri di accettazione coerenti. Significa passare dalla domanda “che cosa metto nel calcestruzzo?” alla domanda “quale comportamento deve dimostrare il calcestruzzo?”

Questo è un punto fondamentale anche per gli additivi cristallizzanti. Il loro impiego dovrebbe essere accompagnato da una valutazione tecnica documentata:

• quale riduzione della permeabilità si intende ottenere;
• quali prove la dimostrano;
• quali condizioni di maturazione sono necessarie;
• quale ampiezza di fessura può essere considerata compatibile con il meccanismo di self-healing;
• quali limiti esistono in presenza di pressione idraulica;
• quali controlli devono essere eseguiti in cantiere;
• quali dettagli costruttivi sono indispensabili;
• quali manutenzioni o ispezioni sono previste.

In altre parole, la tecnologia deve essere verificabile.

Il ruolo dell’acqua: da nemico a fattore di attivazione

Uno degli aspetti più interessanti degli additivi cristallizzanti è il rapporto con l’acqua.

Nel calcestruzzo ordinario, l’acqua è spesso vista come il principale veicolo del degrado. Entra nella matrice, trasporta agenti aggressivi, alimenta cicli di gelo-disgelo, favorisce reazioni chimiche indesiderate, può raggiungere le armature e contribuire alla corrosione.

Nel caso dei sistemi cristallizzanti, l’acqua mantiene certamente il suo ruolo di potenziale fattore di rischio, ma diventa anche il mezzo che attiva la reazione. Dove c’è umidità, può attivarsi il processo di cristallizzazione. Dove una microfessura consente il passaggio d’acqua, può innescarsi la formazione di prodotti cristallini capaci di ridurre progressivamente il flusso.

È un cambio di paradigma interessante: usare l’acqua per contrastare l’ingresso dell’acqua.

Naturalmente questa affermazione deve essere letta in modo tecnico, non suggestivo. Il processo non è illimitato, non è istantaneo e non elimina la necessità di progettare correttamente l’opera. Ma introduce un concetto importante: il calcestruzzo può essere progettato non solo come materiale passivo, ma come materiale in grado di reagire ad alcune condizioni ambientali.

Campi di applicazione

Gli additivi cristallizzanti e i sistemi a reazione cristallina possono essere utilizzati in diversi ambiti applicativi, soprattutto quando la riduzione della permeabilità e la protezione dall’acqua sono prestazioni centrali.

Strutture interrate

Fondazioni, muri controterra, platee, parcheggi interrati e locali tecnici sono tra gli ambiti più significativi. In queste opere l’acqua può essere presente in forma di umidità del terreno, falda, pressione idraulica o infiltrazioni localizzate.

La progettazione deve considerare:

• livello di falda;
• pressione idrostatica;
• aggressività del terreno;
• continuità dei getti;
• giunti;
• attraversamenti;
• possibili cedimenti;
• fessurazione da ritiro e vincoli.

Vasche e opere idrauliche

Serbatoi, vasche antincendio, vasche di laminazione, impianti di depurazione e opere idrauliche richiedono calcestruzzi capaci di limitare il passaggio dell’acqua e resistere ad ambienti spesso chimicamente aggressivi.

In questi casi è fondamentale distinguere tra impermeabilità, resistenza chimica e durabilità complessiva. Un sistema cristallizzante può contribuire alla tenuta e alla riduzione della permeabilità, ma la progettazione deve considerare anche la natura dei liquidi contenuti e il loro possibile effetto sulla matrice cementizia.

Ponti e infrastrutture

Nelle infrastrutture la durabilità è spesso compromessa dall’ingresso di acqua, cloruri, sali disgelanti e agenti aggressivi. L’impiego di sistemi capaci di ridurre la permeabilità può contribuire alla protezione del calcestruzzo e delle armature, soprattutto in elementi esposti a cicli ambientali severi.

In questo campo, tuttavia, il tema non può essere ridotto all’impermeabilizzazione. Servono progettazione della durabilità, copriferro adeguato, qualità del calcestruzzo, cura dei dettagli, manutenzione programmata e monitoraggio.

Pavimenti industriali

Nei pavimenti industriali la durabilità può essere messa alla prova da acqua, sostanze chimiche, cicli di lavaggio, usura, traffico pesante, aggressioni superficiali e fessurazione. Gli additivi cristallizzanti possono contribuire alla protezione della matrice, soprattutto quando sono richieste prestazioni di resistenza alla penetrazione di liquidi.

Anche qui, però, resta centrale la progettazione del sistema pavimento: sottofondo, spessore, armatura, giunti, stagionatura, finitura, carichi, uso previsto e manutenzione.

Calcestruzzo proiettato e opere in sotterraneo

Nel calcestruzzo proiettato, soprattutto in gallerie, scavi e opere sotterranee, il controllo dell’acqua è un tema essenziale. I sistemi cristallizzanti possono trovare applicazione in contesti dove occorre migliorare la tenuta all’acqua e la durabilità della matrice, ma la loro efficacia dipende dalla qualità del supporto, dalla posa, dagli spessori, dalle condizioni idrauliche e dalla corretta integrazione con gli altri sistemi di impermeabilizzazione.

Self-healing e attacco chimico: una frontiera da valutare con rigore

Negli ultimi anni la ricerca ha ampliato l’interesse verso l’uso di sistemi capaci di favorire l’autoriparazione o la riduzione della permeabilità anche in presenza di condizioni aggressive, come l’attacco da solfati o altri ambienti chimicamente severi.

Il tema è molto rilevante perché la durabilità del calcestruzzo non dipende solo dall’acqua, ma anche dalla composizione chimica degli agenti trasportati dall’acqua.

L’impiego di agenti cristallini, batterici o di altra natura per promuovere processi di self-healing è una delle linee di sviluppo più interessanti dei materiali cementizi contemporanei. Tuttavia richiede un approccio scientifico e progettuale prudente. Occorre valutare:

• il tipo di agente aggressivo;
• la concentrazione;
• il tempo di esposizione;
• la temperatura;
• il pH;
• la compatibilità con la matrice cementizia;
• la stabilità dei prodotti di reazione;
• l’effetto sulle prestazioni meccaniche;
• la capacità effettiva di ridurre la permeabilità nel tempo.

Il self-healing non deve diventare uno slogan. Deve essere una prestazione osservabile, misurabile e coerente con il contesto applicativo.

Cosa dovrebbe contenere un capitolato evoluto

Un capitolato moderno che preveda l’impiego di additivi cristallizzanti dovrebbe evitare formulazioni generiche e concentrarsi sulle prestazioni richieste.

Dovrebbe indicare almeno:

• classe di esposizione ambientale;
• vita utile di progetto;
• requisiti di impermeabilità;
• eventuale pressione idraulica di progetto;
• limiti di fessurazione ammessi;
• caratteristiche del calcestruzzo;
• modalità di introduzione dell’additivo;
• compatibilità con cemento, aggiunte, additivi e aggregati;
• prove preliminari di qualifica;
• controlli in produzione;
• controlli in cantiere;
• dettagli per giunti e riprese di getto;
• modalità di maturazione;
• criteri di accettazione;
• responsabilità di progettista, produttore, impresa e direzione lavori.

La qualità della prestazione non nasce dalla sola indicazione del nome commerciale di un prodotto. Nasce dall’integrazione tra progettazione, tecnologia, esecuzione e controllo.

Nota finale: Calcestruzzo impermeabile non significa calcestruzzo invulnerabile

Un rischio frequente, quando si parla di tecnologie innovative, è trasformare una prestazione tecnica in una promessa assoluta.

Il calcestruzzo impermeabile non è un calcestruzzo invulnerabile.
Il calcestruzzo self-healing non è un calcestruzzo che ripara qualsiasi danno.
La cristallizzazione non è una scorciatoia per evitare progettazione, controllo ed esecuzione accurata.

La vera innovazione consiste nel progettare materiali e sistemi capaci di migliorare la risposta dell’opera alle condizioni reali di esercizio. In questo senso, gli additivi cristallizzanti rappresentano una tecnologia interessante perché lavorano dall’interno della matrice cementizia e possono contribuire alla durabilità in presenza di acqua e microfessurazioni.

Ma il loro valore massimo si esprime solo quando sono parte di un progetto prestazionale.

Conclusioni: dalla reazione chimica alla responsabilità tecnica

Gli additivi cristallizzanti hanno avuto il merito di portare nel dibattito tecnico un’idea importante: il calcestruzzo può essere progettato non solo per resistere meccanicamente, ma anche per reagire alla presenza dell’acqua, ridurre la permeabilità e contribuire alla sigillatura di microfessure.

È una prospettiva che si inserisce pienamente nell’evoluzione contemporanea dei materiali cementizi: calcestruzzi più durevoli, più prestazionali, più controllabili e più coerenti con le esigenze di sostenibilità, manutenzione e ciclo di vita.

Oggi il tema non è più soltanto “quale additivo usare”, ma “quale prestazione vogliamo garantire, in quali condizioni, con quali prove e con quali responsabilità”.

È qui che il concetto di “crack self-healing” assume il suo significato più maturo. Non come promessa miracolosa, ma come contributo tecnico alla durabilità. Non come alternativa alla progettazione, ma come strumento dentro una progettazione più consapevole. Non come semplice trattamento impermeabilizzante, ma come parte di una cultura nuova del calcestruzzo: un materiale che, se ben progettato, controllato e realizzato, può durare di più, proteggersi meglio e mantenere nel tempo le prestazioni richieste dall’opera.