30/03/2021
Ponti e viadotti sono da sempre considerati strutture di enorme importanza: permettono infatti di rendere più veloci comunicazioni e trasporti. Per loro stessa natura sono costruiti in aree la cui topografia e le condizioni del terreno non sono adatti a percorsi, strade o costruzioni ferroviarie convenzionali. Trovandosi in ambienti difficili, i ponti sono sempre sottoposti a condizioni di estrema esposizione ambientale e di traffico.
Sika® ha esperienza nella costruzione e nella ristrutturazione di tutti i tipi di strutture di ponti. Con sistemi collaudati e innovativi, Sika® può fornire la soluzione appropriata per tutti i tipi di progetto: dalla riparazione e protezione del calcestruzzo, l’impermeabilizzazione dell’impalcato da ponte, la sigillatura ad alte prestazioni al rinforzo strutturale e la protezione alla corrosione dell’acciaio.
Fattori di esposizione dei ponti
L'acqua può penetrare naturalmente attraverso le strutture capillari dei pori del cemento armato.
Nelle aree di calcestruzzo carbonatato, o dove c'è un elevato conenuto di ioni cloruro sulla superficie delle barre d'armatura in acciaio, possono innescarsi fenomeni corrosivi, fessurazioni superficiali o espulsioni del copriferro (spalling).
L’eccesso di carico dovuto al traffico di carichi pesanti in costante aumento, una progettazione inadeguata, danneggiamenti alla struttura, cedimenti dovuti a tensioni eccessive o fatica, effetti sismici o qualsiasi altro impatto meccanico come quello dei veicoli, può ridurre la capacità di carico della struttura o superarla.
Per loro natura e posizione, i ponti sono soggetti ad ampi sbalzi termici e variazioni di temperatura tra il giorno e la notte /inverno ed estate, o tra i diversi lati o superfici della struttura.Questi cicli frequenti provocano stress termici e movimenti nella struttura in calcestruzzo che possono provocare fessurazioni.
L'anidride carbonica (CO2) reagisce con l'idrossido di calcio (Ca(OH)2) presente nel liquido dei pori della matrice cementizia delle strutture in calcestruzzo e si deposita sotto forma di carbonatodi calcio (CaCO3).
Questo processo noto come carbonatazione riduce la protezione del rinforzo interno in acciaio, quando ilprocesso raggiunge le barre di rinforzo, perché abbassa il valore di pH del cls.
I cloruri provengono dai sali antighiaccio utilizzati in inverno sulle strade, o dall'acqua salata in ambienti marini.
Possono penetrare nella struttura in calcestruzzo e, una volta raggiunte le barre di rinforzo, possono distruggere localmente il film di passivazione causando una corrosione rapida per vaiolatura (pitting).
Il processo di gelo/disgelo crea tensioni nella matrice di calcestruzzo a causa dell'espansione dell'acqua libera nei pori capillari durante il congelamento; questo può comportare il disgregarsi della superficie del calcestruzzo di scarsa qualità. Questa azione è anche notevolmente accelerata dalla presenza di cloruri nell'acqua.
Gli elementi in calcestruzzo immersi nell'acqua, come pilastri o le pile di un ponte, sono continuamente esposti all'erosione e all'abrasione delle loro superfici. Il danno è causato dall'azionedell'acqua che scorre velocemente e dalle particelle di sabbia oaltri materiali solidi presenti nell'acqua.
L'incendio dovuto ad incidenti stradali, ad esempio, può comportare una riduzione dell'integrità strutturale di uno degli elementi in calcestruzzo tra cui colonne, ponti o segmenti prefabbricati, ecc
Danni e degrado: quali sono le cause?
| Tipo di deterioramento | Cause Principali (esempi) |
Corrosione delle barre di armatura |
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Fessure non strutturali |
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Corrosione impalcato ponte (in c.a. o acciaio) |
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Dilavamento / Efflorescenze |
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Espulsione del copriferro in calcestruzzo |
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Corrosione dell’acciaio strutturale |
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Fessure strutturali |
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| Rimaneggiamento supeficiale del cls |
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1. Tecnologia del Calcestruzzo
Le strutture in calcestruzzo come i ponti possono essere esposte enormi fattori di stress, tra cui condizioni estreme di caldo o freddo e le variazioni della temperatura, acque aggressive o prodotti chimici, tensioni continue, abrasioni o deformazioni delle superfici, e - in casi estremi - l’impatto del fuoco. Pertanto, per la costruzione o la ristrutturazione di un ponte è necessario un calcestruzzo altamente durevole.
Sika® offre la gamma più completa di tecnologie e prodotti per la ristrutturazione e per la produzione di calcestruzzi altamente durevoli.
Con l’adesivo strutturale Sikadur®-32 IT (in versione normale o rapida), l’incollaggio duraturo e ad alta resistenza del calcestruzzo nuovo ai ponti preesistenti si ottiene con la corretta trasmissione dei carichi strutturali di taglio.
- SikaControl®-41 SR per ridurre al minimo il ritiro del calcestruzzo
- Sika Control Aer® per aumentare la resistenza al gelo e algelo / disgelo
- Fumi di silice SikaFume® per aumentare la densità della matrice
- Inibitore di corrosione Sika® FerroGard® per prevenire la corrosione del rinforzo in acciaio
- Sika® Antisol® per una stagionatura controllata delcalcestruzzo per una durata significativamente maggiore
- SikaFiber® per una distribuzione uniforme delle fessurazionie maggiori proprietà meccaniche come resistenza agli urti, resistenza alla flessione o resistenza al fuoco
Si ottiene un calcestruzzo a sviluppo rapido delle resistenzeper ridurre i tempi di interruzione di servizio con:
- Alta riduzione dell'acqua di impasto con la tecnologia Sika®ViscoCrete® e SikaPlast®, per fornire uno sviluppo potenziato della resistenza e una lavorabilità del calcestruzzo controllata con precisione
- Accelerazione dell’indurimento per velocizzare il processo diidratazione utilizzando la tecnologia SikaRapid®
Getto del calcestruzzo con massima fluidità per intervalli ditempo, senza necessità di vibrazioni con l'aggiunta di:
- Tecnologia Sika® ViscoCrete® e Sika ViscoFlow® percalcestruzzi altamente fluidi e lavorabili con utilizzoottimizzato delle materie prime, basato su una potenteriduzione dell'acqua con tempi di lavorabilità prolungati
- Sika® Visco® per una migliore stabilità del calcestruzzoautocompattante anche con aggregati di qualità inferiore
- Fumi di silice SikaFume® per fornire maggiore densità edurata della matrice, con una maggiore stabilità delcalcestruzzo fresco.
2. Riparazione del calcestruzzo
La riparazione del calcestruzzo danneggiato è uno dei requisiti principali per la manutenzione dei ponti incalcestruzzo. Un substrato in calcestruzzo solido, correttamente preparato e riparato, è il requisito di base per qualsia sisistema aggiuntivo di impermeabilizzazione, protezione o rinforzo da applicare.
Sika® offre una vasta gamma di materiali e sistemi di riparazione testati e collaudati, basati su diverse tecnologie per ogni specifica esigenza e situazione. Questi includono primer per l’incollaggio e la protezione dalla corrosione delle barre, malte per riparazione applicate sia a mano che a macchina, idonee per applicazioni verticali e sopratesta, malte semi-fluide per riparazioni efficienti degli impalcati da ponte,abbinate a malte di rasatura e protezione, che non richiedono trattamenti protettivi aggiuntivi (tecnologia EpoCem®).
Sistema di riparazione a strato sottile per impalcati da ponte:
- Ponte adesivo (se necessario) e trattamento passivante dellebarre di armatura per riparazioni su grandi superfici: Sika MonoTop®-610 New
- Malte fluide per riparazioni su grandi superfici:SikaGrout®-312 RFA
- Malte tixotropiche per piccole riparazioni locali:Sika MonoTop®-441 Unika
- Malte epossi-cementizie autolivellanti: Sikafloor®-81 / -82 EpoCem®
- Ponte adesivo (se necessario) e trattamento passivante dellebarre di armatura: Sika MonoTop®-610 New
- Malte di riparazione applicate a mano o con macchina aspruzzo umido: serie Sika MonoTop®-627 / -441 Unika /MT1
- Malte per la rasatura e protezione superficiale:Sika MonoTop®-621 Evolution o Sikagard®-720 EpoCem® oserie Sikalastic®-1K / -156
Sistemi di riparazione strutturale del calcestruzzo per intradossi e altre superfici sotto carico dinamico:
- Ponte adesivo (se necessario) e trattamento passivante dellebarre di armatura: Sika MonoTop®-610 New
- Malte di riparazione applicate a mano o con macchina aspruzzo umido: serie Sika MonoTop®-627 / -441 Unika /MT1
- Malte per la rasatura e protezione superficiale: Sika MonoTop®-621 Evolution o serie Sikalastic®-1K / -156
Sono stati condotti specifici test di applicazione dei sistemidi riparazione Sika sotto carico dinamico.
SikaTop® Armatec®-110 EpoCem® e Sika MonoTop®-412 N soddisfano i requisiti dello standard tedesco ZTV-SIB, TL BE-PCC, 1999 per l'installazione e i test di prestazione delle malte di riparazione sotto carico dinamico.
Vantaggi:
- Mantenimento dell’adesione
- Mantenimento della coesione della malta
- Nessuna riduzione di forza
3. Rinforzo Strutturale
Se la capacità portante dell’elemento strutturale viene ridotta a causa della corrosione del rinforzo in acciaio esistente, se i carichi di progetto del traffico aumentano (ad.es. i carichimassimi ammissibili sugli assi), o se il progetto dell astruttura o la resistenza sismica devono essere migliorati, i ponti in cemento armato devono essere rinforzati.
In qualità di leader nel rinforzo strutturale di tutti i tipi di strutture in cemento armato, Sika® offre una gamma completa di sistemi di rinforzo completamente testati eapprovati.
Sistemi di rinforzo a taglio di travi, pile da ponte e colonne, costituito da adesivi epossidici strutturali Sikadur® e:
- Tessuti SikaWrap® a base di fibre unidirezionali di carbonio ad alta resistenza ed alto modulo elastico, disponibili con diverse orditure e grammature, per applicazione su travi e nodi trave-colonna.
Sistemi di rinforzo strutturale per il rinforzo a flessione diimpalcati, travi e putrelle, costituiti da adesivi epossidicistrutturali Sikadur® e:
- Sistema di lamine pultruse a base di polimero rinforzato con fibra di carbonio Sika® CarboDur®, disponibile con diversi moduli elastici e in varie dimensioni e spessori, per placcaggio esterno
- Tessuti SikaWrap® a base di fibre unidirezionali di carbonio ad alta resistenza ed alto modulo elastico, disponibili con diverse orditure e grammature.
Sistema di rinforzo strutturale per il rinforzo con post-tensionedi impalcati e travi, costituito da:
- Tirante costituito da lamine Sika® CarboDur® e testate diancoraggio speciali CarboStress®
- Piastre di ancoraggio in acciaio, progettate in base alleesigenze del progetto
Sistema di rinforzo strutturale per il rinforzo assiale di pile ecolonne (confinamento di colonne), costituito da adesiviepossidici Sikadur® e:
- Tessuti SikaWrap® a base di fibre unidirezionali di carbonioad alta resistenza ed alto modulo elastico, disponibili con diverse orditure e grammature.
4. Impermeabilizzazione
Per incrementare la durabilità dei ponti in calcestruzzo, tutti i movimenti della struttura e dei giunti da costruzione devono essere appositamente impermeabilizzati per prevenire i danneggiamenti della struttura in calcestruzzo e delle barre di armatura. Visto il carico dinamico, l’impalcato da ponte deve essere protetto con un sistema elastico con proprietà di crack-bridging, in modo da seguire tutti i movimenti e mantenere le performance del ponte.
I nuovi pellet innovativi Sikalastic®-827 fissano gli strati dell'asfalto ai sistemi impermeabilizzanti Sika tramite espansione e fusione, formando un’adesione meccanica e chimica all’interfaccia. Ciò aumenta drasticamente l’adesione dell’asfalto sullo strato impermeabilizzante sia a taglio che a trazione, aumentando quindi la sicurezza in frenata del traffico pesante e la durabilità a lungo termine.
Sistemi antiscivolo e impermeabili per impalcati ponti:
- Sistema epossi-uretano: sistema costituito da uno speciale primer con uno strato impermeabile di Sika® Elastomastic® TF, resistente ed elastico. Omologato e certificato secondo la normativa tedesca per ponti in acciaio rivettati e saldati, con o senza ballastí
- Sistema in pura poliurea applicato a spruzzo a caldo: membrana in poliurea pura a polimerizzazione rapida con sistema di spruzzo dello spolvero di aggregato per ponti pedonali o ciclabili, costituito da un primer e da uno strato impermeabilizzante e di usura del sistema Sikalastic® One Shot.
- Le finiture, opzionali, con colori stabili della gamma Sikafloor® sono adatte per entrambi i sistemi
- Per l'impermeabilizzazione dei giunti di facciate e parapetti: sistema Sikadur® Combiflex® SG
- Per l’impermeabilizzazione dei bordi del ponte: Sistemi Sika® Dilatec® B, R ed E
- Per l'impermeabilizzazioni dei giunti di facciata: sigillanti per giunti Sikaflex®
Incollaggio strutturale e sistemi di iniezione flessibili a tenuta stagna per la sigillatura delle crepe nelle strutture in calcestruzzo:
- Per la sigillatura degli impalcati dei ponti: Sistemi ad iniezione in poliuretano flessibile e a base di resina acrilica - Sistemi ad iniezione Sika®
- Per crepe strutturali e riparazione delle cavità: sistemi a base di resine epossidiche Sikadur®-52 e Sika® Injection 451 a bassa viscosità
5. Protezione del Calcestruzzo
Per migliorare le prestazioni e la durabilità delle superfici in cemento armato sulle strutture di ponti, sono spesso richiesti sistemi di protezione aggiuntivi, in particolare nelle ristrutturazioni.
Sika® offre una vasta gamma di sistemi di protezione del calcestruzzo - testati e collaudati - basati su diverse tecnologie, tra cui: impregnazioni idrofobiche, impregnazioni, rivestimenti delle superfici rigidi ed elastici, sistemi di protezione catodica ed inibitori di corrosione applicati superficialmente. Tutti questi prodotti e sistemi Sika® sono pienamente conformi a vari standard e normative (se pertinenti).
- Inibitore di corrosione liquido da applicare sulla superficie del calcestruzzo: Sika® FerroGard®-903 Plus
- Sistemi di protezione galvanica: Anodi galvanici Sika® FerroGard
- Impregnazioni idrofobiche a penetrazione profonda Sikagard® -740W / -705 L / -706 Thixo
Impregnazioni protettive idrorepellenti durature e a profonda penetrazione per facciate, travi, pilastri e tutte le aree della sovrastruttura del ponte:
- Emulsione silanica all’acqua: Sikagard®-740 W
- Prodotto cremoso a base di silano: Sikagard®-706 Thixo
- Prodotto liquido a base di silano: Sikagard®-705 L
Rivestimenti protettivi rigidi, a film continuo, della superficie in calcestruzzo:
- Rivestimento in resina metacrilata ad alte prestazioni in solvente Sikagard®-680 S Beton Color
- Rivestimento in resina poliuretanica a base acqua ad altissima durabilità: Sikagard®-690 W HD
Sistema di rivestimento protettivo del calcestruzzo con capacità di far ponte tra le fessure (crack-bridging):
- Rivestimento continuo protettivo colorato a base di acqua, elastico: Sikagard®-550 W Elastic
6. Getti di precisione e fissaggio
I lavori di riparazione su strutture di ponti in calcestruzzo spesso includono la necessità di riempire i vuoti, fissare e sigillare o eseguire getti sotto piastra con materiali colabili.
Sika® offre una vasta gamma di malte e materiali di fissaggio testati e collaudati, basati su tutte le diverse tecnologie disponibili tra cui cemento, resina epossidica, poliuretano e PMMA. Da molti decenni, Sika® fornisce anche prodotti speciali per applicazioni di alta precisione come appoggi da ponte, binari ferroviari e riempimento di guaine per cavi.
Materiali per getti sotto piastra degli appoggi da ponte, per il riempimento di fori e cavità, per la chiusura di fori ed attraversamenti e altri elementi:
- Prodotti per i getti di alta precisione a base di cemento: SikaGrout®-312 RFA
- Malte colabili a base di resine epossidiche a rapido indurimento e ad alta resistenza per uso sotto carico dinamico: serie Sikadur®-42
- Malte a base di resina PMMA, per applicazione a basse temperature fino a -10 ° C: Sikadur®-12 Pronto
Sistemi Sika® FastFix® per lavori di costruzione e manutenzione stradale:
- Fissaggio e allettamento di chiusini e tubi a tenuta meccanica: Sika® FastFix®-4
- Ripristino giunti in cemento armato: Sika® Patch-5
Soluzioni di fissaggio, smorzamento e assestamento di rotaie per tutti i tipi di binari ferroviari da installare sui ponti:
- Soluzioni di fissaggio discreti: gamma Icosit® KC
- Soluzioni per il fissaggio diretto dei binari: gamma Icosit® KC
7. Protezione anticorrosiva
L'acciaio strutturale è ampiamente utilizzato in tutto il mondo per la costruzione di ponti e componenti di ponti tra cui la sovrastruttura, le ringhiere per parapetti, i ponti e i cavi. La protezione anticorrosione dell'acciaio è essenziale per aumentare la durata e la sostenibilità della struttura. I cloruri e l'acqua condensata possono accelerare il processo di corrosione e devono essere tenuti lontani dalle superfici di acciaio.
Sika® offre una vasta gamma di sistemi di protezione in acciaio testati e approvati, basati sulle più recenti tecnologie e sull’esperienza pluriennale nei rivestimenti in acciaio. Sika® produce i più avanzati sistemi di rivestimento protettivo per ponti, progettati in conformità con la norma internazionale EN ISO 12944, che garantisce la durata di servizio definita per la prima manutenzione e la sostenibilità
Sistema di protezione anticorrosione dell’acciaio con rivestimenti a base di resina epossidica bicomponente a indurimento rapido e resina poliuretanica. Progettato per l'applicazione in officina con l’applicazione di tutto il sistema, a 3 strati, possibile in un solo giorno:
- Protezione ad alte prestazioni e a lungo termine contro la corrosione dell'acciaio con il sistema SikaCor® EG
- Testato e approvato in conformità con TL / TP-KOR pagina 97 e EN ISO 12944 parte 5
Sistema di rivestimento protettivo per la manutenzione dell'acciaio, progettato per l'applicazione in-situ. Specificamente formulato per l'uso su superfici non sabbiate,
adatto per l'uso su superfici in acciaio che vengono preparate in loco meccanicamente con utensili elettrici:
- Sika® Poxicolor® Primer HE NEU seguito da SikaCor® EG 120
- Testato e approvato secondo EN ISO 12944 parte 5
Un esclusivo sistema di rivestimento protettivo, appositamente progettato per la protezione di cavi strutturali in acciaio su ponti strallati. Il sistema comprende rivestimenti flessibili e prodotti di iniezione per la protezione dalla corrosione di cavi e ancoraggi in acciaio:
- Sika® Cable System
- Testato e approvato secondo lo standard tedesco TL / TPKOR "Seile"
8. Incollaggio strutturale
Gli adesivi strutturali sono utilizzati per molte applicazioni di incollaggio sia in costruzioni nuove che nelle ristrutturazioni. L’incollaggio deve consentire il trasferimento di carichi elevati senza deformazioni e scorrimenti viscosi.
Sika® è stata un pioniere nell'uso di adesivi in resina per l'incollaggio strutturale di elementi prefabbricati in calcestruzzo sin dagli anni '60. Gli adesivi epossidici di Sika® sono ora utilizzati per incollare strutture di ponti a conci prefabbricati in tutto il mondo. Questa lunga esperienza ha consentito lo sviluppo di un'ampia gamma di prodotti e sistemi di incollaggio strutturale aggiuntivi per applicazioni uniche.
Adesivi epossidici per l'incollaggio di diversi elementi o componenti su calcestruzzo, acciaio o substrato bituminoso:
- Sikadur®-30 per l'incollaggio ad alte prestazioni di piastre in acciaio sul calcestruzzo
- Sikadur®-31 + per l'incollaggio multiuso: ad esempio calcestruzzo prefabbricato o cordoli in pietra naturale su superfici in calcestruzzo o asfalto
Adesivi strutturali speciali per l'ancoraggio di tutti i tipi di fissaggi e attrezzature alle strutture del ponte: ad esempio l’installazione di passerelle o altri servizi, barriere di protezione, tubi di drenaggio, attrezzature di ispezionte, reti paramassi, ecc.:
- Adesivo di ancoraggio strutturale in resina Sika AnchorFix®-2+, approvato ETAG, per l'installazione di barre filettate e tasselli in acciaio a basse temperature.
- Adesivo di ancoraggio Sika® AnchorFix®-3001 ad alte prestazioni, a base di resine epossidiche, per installazioni strutturali sicure, anche su substrati umidi. Certificato per applicazioni sismiche in classe C1
- Adesivo di ancoraggio Sika® AnchorFix®-3030 ad alte prestazioni, a base di resine epossidiche, per installazioni strutturali sicure, anche su substrati umidi. Certificato per applicazioni sismiche in classe C1 e C2
Malte epossidiche speciali per il riempimento, l'incollaggio di diversi tipi di installazioni e raccordi, compresi telai in acciaio e parapetti, ecc.:
- Malta tricomponente senza ritiro a base di resine epossidiche, Sikadur®-43 HE
9. Adesivi per Ponti a Conci
I ponti a conci (prefabbricati) sono costruiti in tratti brevi, (chiamati segmenti) un pezzo alla volta, mentre con i metodi tradizionali si usano sezioni molto grandi. I ponti a conci sono realizzati in calcestruzzo prefabbricato, che viene prodotto in stabilimento e successivamente trasportato nella posizione finale per il posizionamento all'interno della struttura.
Giunti a secco vs. giunti a umido
I giunti a secco vengono creati quando i segmenti in calcestruzzo sono formati per fusione, il che richiede dimensioni dello stampo più precise. Tali giunti possono essere economici a causa dei minori costi e tempi necessari per la costruzione. Quando installati sul posto, i giunti non sono sigillati, quindi le perdite e le infiltrazioni di acqua nel canale sottostante sono spesso un problema e potrebbero influire sulla durabilità. I giunti a umido richiedono l'uso di un adesivo epossidico.
Gamma di adesivi tissotropici bicomponenti strutturali appositamente formulati per la costruzione di ponti a conci con giunti a umido; disponibile in diverse versioni per adattarsi alle diverse applicazioni e condizioni ambientali. Tutte le varie versioni presentano vantaggi:
- Soddisfa e / o supera gli standard interni e nazionali (FIP, BS, AASHTO, ASTM, ecc.)
- Elevata resistenza e alto modulo di elasticità
- Impermeabile a liquidi e vapore acqueo
- Non è richiesto alcun primer
10. Ponti in Muratura o Legno
Generalmente, i ponti in legno o in muratura sono strutture vecchie e possono subire deperimenti nel corso dei secoli, il che è dovuto più spesso alla mancanza di impermeabilizzazione o ad altri difetti strutturali. In alcune occasioni, la progettazione non è più conforme alle nuove norme sulla circolazione.
Sika®, specialista nell’impermeabilizzazione, nella protezione in muratura e nel rinforzo strutturale, offre una gamma completa di sistemi per prevenire l'ingresso di acqua e aumentare la capacità strutturale di queste vecchie strutture.
Le strutture antiche devono conservare la loro estetica e ogni trattamento non deve influire sulla loro capacità di traspirazione.
- Emulsione in fluoro-polimero a base acqua Sikagard®-790 All-In-One Protect
- Silicato di etile ad alte prestazioni Sika® Silidur
La funzionalità e la durata dei ponti possono essere migliorate dal rinforzo strutturale, pur mantenendo l'aspetto estetico della struttura.
- Sistema di rinforzo in fibra di carbonio Sika® CarboDur® applicato esternamente
- Sistemi FRCM con rete in fibra di vetro AR per il rafforzamento della muratura
La durata dei ponti in muratura può essere migliorata con iniezioni:
- Sika InjectoCem®-190 per riempire il giunto
- Sika Injection®-304 per il trattamento delle infiltrazioni d'umidità
