Acciaio Cor-Ten. Il segreto del suo successo

L’acciaio Cor-Ten è un paradosso materico, ma è proprio questo che lo rende particolarmente interessante. La sua principale caratteristica è l'ottima resistenza alla corrosione da agenti atmosferici dato che la naturale ossidazione si arresta con il tempo, formando una patina protettiva che non si modifica nel tempo. La tonalità cromatica ossidata che prende origine in superficie appare calda e intensa ed offre molte soluzioni estetiche in relazione all’insolita “eleganza della ruggine” che sottolinea la sensazione di vissuto data dai segni del tempo, come testimonia il largo impiego per edifici e sculture monumentali all’aperto.

Il grande successo raggiunto dal Cor-Ten deriva dalle due principali caratteristiche che lo contraddistinguono: l'elevata resistenza meccanica e l'ossidazione controllata dalle peculiari qualità estetiche. Quest'ultimo aspetto in particolare lo ha portato con successo all'attenzione di architetti e progettisti negli ultimi anni: la sua patina, che impedisce il progressivo estendersi della corrosione all’interno, rende il metallo liscio e resistente con caratteristiche cromatiche uniche le cui tonalità bene si abbinano a moltissime e diverse situazioni progettuali.

Il Cor-Ten (dall'inglese CORrosion resistance + TENsile strength) è stato brevettato nel 1933 dalla americana United States Steel Corporation, divenuta dal 2003 Arcelor-Mittal, come acciaio basso legato altoresistenziale e autopassivante, definito 'patinabile'. La ricerca si sviluppa a partire dagli anni ’60 ed il primo uso per applicazioni architettoniche arriva nel 1964 per merito dell'architetto Eero Saarinen con la John Deere World Headquarters in Illinois.

Acciaio patinabile
Nell’acciaio patinabile (weathering steel), la ruggine è “desiderata” in quanto costituisce una patina protettiva di ossido a forte aderenza che presenta un’ottima resistenza alla corrosione atmosferica. Questa pellicola è caratterizzata da uno strato esterno poroso e da un sottile strato interno amorfo e impermeabile ricco di rame, cromo e fosforo, che conferisce resistenza alla corrosione. Il colore varia, nel corso del processo di ossidazione, da un arancio iniziale fino ad una colorazione bruno-rossastra all’avvenuta stabilizzazione della patina, che, in normali condizioni ambientali avviene in 18-36 mesi con una diminuzione di spessore di circa 0,05mm. Fattori determinanti per la corretta fioritura della patina sono: cicli alternati asciutto/bagnato, il contatto con l'atmosfera, l'azione fotocatalitica della luce solare e l'assenza di ristagni permanenti con l'acqua. Nelle zone industriali la patina si forma più rapidamente e di colore più scuro che in zone rurali, dato che nel processo chimico incidono l'inquinamento e la poca presenza di ossigeno. Se la patina superficiale viene intaccata o scalfita, l’acciaio si ossida di nuovo per costruire una nuova protezione che perdura inalterata nel tempo. Questo fenomeno di rigenerazione si può ripetere più volte, mantenendo così una protezione continua. È dunque un materiale che “vive” e si autoprotegge.

Messa in opera
È sconsigliato l’utilizzo in spazi chiusi non in contatto con l'atmosfera ed ambienti marini ricchi di cloruri, dato che la patina non si può formare ed il materiale si corrode esattamente come fosse acciaio al carbonio (es. Aloha Stadium di Honolulu del 1975). I profilati in acciaio Cor-ten possono essere forniti grezzi o preossidati con una patina protettiva già formata artificialmente tramite processi di accelerazione. La preossidazione limita a un periodo più breve gli eventuali fenomeni di sfarinamento che possono verificarsi sino al termine della stabilizzazione. Esistono tre tipi di Cor-Ten che presentano differenti caratteristiche ed è quindi necessario scegliere il tipo di acciaio più idoneo alle esigenze progettuali: il tipo A, denominato "al fosforo" e particolarmente adatto per applicazioni architettoniche ed i tipi B e C, che meglio si prestano nel caso di strutture fortemente sollecitate. Alcuni accorgimenti vanno però considerati nella messa in opera degli elementi posti all’esterno: va evitato il ristagno d’acqua, vanno predisposte delle canaline per la raccolta dell’acqua meteorica di dilavamento al fine di evitare di macchiare le parti circostanti all’acciaio, vanno impiegati esclusivamente fissaggi meccanici in acciaio patinabile o in inox. L'acciaio Cor-Ten può essere saldato in tutti gli spessori e con tutti i più comuni metodi di saldatura, ma se utilizzato allo stato "nudo" per impieghi architettonici è necessario che la saldatura sia effettuata in più di due passate, ed è consigliabile che, per le ultime due, vengano utilizzati elettrodi al 2% o al 3% di Ni in modo da ottenere cordoni di saldatura con una colorazione simile a quella dell'acciaio. Attenzione inoltre alla corrosione galvanica generata dall'accoppiamento con materiali nobili come lo zinco e l'alluminio.

Il falso Cor-Ten
Grazie al suo aspetto elegante e raffinato, questo tipo particolare di acciaio è oggi particolarmente di tendenza e molto amato da architetti e committenti. Tanto che ne sono nate alcune imitazioni e si parla spesso impropriamente di Cor-Ten. I tentativi di imitare quanto la natura compie sul materiale originale per raggiungere gli stessi livelli estetici sono svariati pur presentando ognuno grandi o piccoli problemi.

I processi oggi utilizzati per riprodurre il Cor-Ten sono:
- Metallizzazione: si applica uno strato sottile di acciaio Cor-Ten su superfici in acciaio al carbonio tradizionale. L’aspetto superficiale si avvicina, ma, essendo la base in ferro, un qualsiasi danneggiamento dello strato superficiale provoca l’ossidazione del metallo sottostante con conseguente formazione di ruggine instabile e il probabile distacco della stessa;
- Verniciatura: oggi esistono in commercio polveri verniciabili a forno che riproducono l’effetto ruggine. Come tutti gli strati artificiali riportati, la superficie rimane uniforme e sempre uguale in tutti i pezzi e nel tempo in modo decisamente evidente;
- Ossidazione semplice: la ruggine che si forma sul tradizionale ferro ha le stesse caratteristiche estetiche della patina Cor-Ten, però tale strato è destinato, malgrado le possibili protezioni di cere o vernici trasparenti, a rimuoversi dalla superficie provocando gli effetti di sporco e deterioramento tipici del ferro.

È importante ricordare che la norma EN 10025-5 definisce le caratteristiche meccaniche e chimiche degli acciai Cor-Ten e che la fornitura deve essere correttamente certificata.

Articolo di Andrea Cantini

Per approfondimenti:
www.arcelormittal.com
www.constructalia.com

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