Caratteristiche:
Il calcestruzzo armato, comunemente chiamato cemento armato, è un materiale comunemente utilizzato per la cos turione di opere civili, costituito da calcestruzzo e barre di acciaio, annegate al suo interno ed opportunamente sagomate ed interconnesse fra di loro. Il calcestruzzo , con pozzolana e calce, fu usato già nell’ antica roma. VI sono anche casi rari in cui barro di bronzo annegate in una massa di calcestruzzo, disposte in maniera intuitiva furono utilizzate per costruzioni, ma non si può parlare, in questo caso, si calcestruzzo vero e proprio . L’ invenzione del calcestruzzo armato è generalmente attribuita ad un giardiniere parigino, chiamato Joseph MOnier che, nel tentativo di produrre vasi per fiori, avrebbe notato che la gabbia di metallo usata per trattenere e modellare il cemento dimostrava proprietà di non staccarsi facilmente dal calcestruzzo stesso, pertanto si fece rilasciare, nel 1867, il brevetto per la realizzazione di vasi da fiori. Negli anni successivi, seguirono brevetti per tubi, serbatoio, solette , scale ecc. Il primo ad aver introdotto il calcestruzzo armato nell’ edilizia è considerato Wilkinson di Newcasle. IL calcestruzzo armato è un materiale usato per la realizzazione della struttura di edifici, ma anche di manufatti come muri di sostegno di terrapieni. Come l’ acciaio, può essere realizzato in stabilimento per produrre elementi prefabbricati, come travi e epilastri, ma è in uso anche per la produzione di pannelli e di elementi con funzioni decorative. La produzione in stabilimento permette di avere un miglior controllo sulla qualità del calcestruzzo ma, dato il costo, viene utilizzata con regolarità quando le condizioni climatiche del cantiere sono proibitive, o quando si è sottoposti a controlli rigorosi.
Caratteristiche:
Il cemento armato è il frutto dell’ unione tra un materiale da costruzione tradizionale e relativamente poco costoso come il calcestruzzo, dotato di una notevole resistenza alla compressione ma con il difetto di una scarsa resistenza alla trazione, con l’ acciaio, dotato di un’ ottima resistenza alla trazione. QUest’ ultima è utilizzato in barre e viene annegato nel calcestruzzo nelle zone dove è necessario far fronte agli sforzi di trazione. La sinergia tra questi due materiali, è spiegata dal fatto che tra l’acciaio e il calcestruzzo si manifesta un’ aderenza che trasmette le tensioni dal calcestruzzo all’ acciaio, che è annegato al suo interno. QUest’ ultimo, convenientemente disposto nelle massa, sopporta gli sforzi di trazione, mentre il calcestruzzo sopporta quelli di compressione. Inoltre, i coefficienti di dilatazione termica dell’ acciaio e del cemento armato sono più o meno uguali. Nonostante questo, comunque nel tempo si è cercato di migliorare l’ aderenza tra i due materiali, e da qualche decennio, infatti, al posto delle barre liscie in acciaio vengono utilizzare barre ad aderenza migliorata. un tempo, a causa dell’ elevato costo del materiale e grazie alla disponibilità di manodopera a basso costo, si cercava di utilizzare meno barre possibili facendo svolgere a quelle utilizzate diverse funzioni strutturali. Inizialmente si credeva che il calcestruzzo armato avesse una vita eterna, anche se è evidente che questo è falso, purtroppo, perche entrambi i materiali di cui esso è composto sono soggetti alla corrosione nel tempo, o meglio, a problemi che ne compromettono la resistenza. Il calcestruzzo, se non adeguatamente protetto, può essere attaccato da Sali presenti nell’ acqua di mare ,da acidi di fumi industriali, dalla carbonatazione. Esso, inoltre, risente molto delle variazioni di temperatura, e in particolare è vulnerabile al gelo. L’ acciaio, se non ben protetto dal calcestruzzo, è soggetto all’ ossidazione, cioè tende ad arrugginirsi. L’ ossidazione, oltre a compromettere la resistenza a flessione dell’ acciaio, fa aumentare il volume dello stesso, cosa che può rompere il calcestruzzo. L’ ossidazione può essere provocata da vari fattori, come ad esempio dall’ infiltrazione di acqua o di vapore acqueo attraverso fessurazioni del calcestruzzo che si producono naturalmente quando l’ elemento strutturale è sollecitato a flessione. IL calcestruzzo, non reagendo a trazione, nella parte tesa della sezione tende a fessurarsi, aprendo così la strada, quando tali fessure sono di entità rilevante. Negli ultimi tempi alcune ditte hanno cominciato ad utilizzare l’ acciaio inossidabile per l’armatura del calcestruzzo, tuttavia questo comporta dei problemi economici dal momento che l’ acciaio inossidabile è più costoso dell’ acciaio nero , perché più complesso da produrre, meno resistente e più fragile. Ha però un indiscutibile vantaggio: non subisce la ruggine.
Costruzione:
Ma come realizzare un muro in cemento armato? Dal punto di vista operativo, come prima cosa bisogna scavare una buca avente una larghezza doppia rispetto allo spessore del muro e una profondità proporzionata all’ altezza dello stesso, che va riempita con una gettata di calcestruzzo. Prima della gettata, nella buca devono essere collocati la giusta quantità di tondini di ferro o di acciaio. Sulle fondazioni, quando le stesse risultano completamente asciutte, bisogna predisporre la cassaforma, che delimita la forma del muro. Essa deve essere opportunamente robusta, da conservare perfettamente invariata, anche dopo il getto, senza subire deformazioni. La cassaforma va rimossa in genere dopo quarantotto- settantadue ore, in funzione della stagione, della grandezza del muro, della temperatura e dell’ areazione.
Domande frequenti
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Perché si usa l'acciaio insieme al calcestruzzo nei muri?Il calcestruzzo ha un'eccellente resistenza alla compressione ma è debole sotto sforzo di trazione. L'acciaio, invece, resiste benissimo alla trazione. Unendo i due materiali, si ottiene una sinergia perfetta: il calcestruzzo assorbe i carichi compressivi mentre le barre d'acciaio interne gestiscono le forze di trazione. Questo legame è possibile grazie all'aderenza tra i due materiali, che permette il trasferimento degli sforzi. Inoltre, poiché i coefficienti di dilatazione termica sono simili, il muro non si danneggia con le variazioni di temperatura.
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Quali sono i principali rischi di degrado del cemento armato?La principale minaccia è la corrosione. Il calcestruzzo può degradarsi per azione di sali marini, acidi industriali o carbonatazione, mentre l'acciaio interno rischia l'ossidazione (ruggine) se l'acqua penetra attraverso fessurazioni. L'ossidazione dell'acciaio aumenta il suo volume, causando lo scoppio del calcestruzzo circostante. Anche il gelo rappresenta un rischio significativo per il calcestruzzo non protetto. Per questo motivo, la protezione superficiale e l'integrità strutturale sono fondamentali per garantire la longevità dell'opera.
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Come si realizza operativamente un muro in cemento armato?La costruzione inizia con lo scavo di una fossa larga il doppio dello spessore del muro e profonda in base all'altezza prevista. Nella buca si posano i tondini di ferro necessari. Successivamente, sulle fondazioni asciutte, si monta la cassaforma, una struttura robusta che mantiene la forma desiderata durante il getto. Una volta inserite le armature, si versa il calcestruzzo. La cassaformazione rimane in posa per circa 48-72 ore, tempo necessario affinché il materiale indurisca sufficientemente da sostenere il peso senza deformarsi.
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Esistono alternative all'acciaio normale per le armature?Sì, recentemente alcune aziende utilizzano acciaio inossidabile per le armature. Il vantaggio principale è che non subisce ruggine, eliminando il rischio di corrosione interna che spesso compromette la struttura. Tuttavia, questa soluzione presenta svantaggi economici e tecnici significativi: l'acciaio inox è molto più costoso da produrre rispetto all'acciaio nero standard, risulta meno resistente meccanicamente e più fragile. Pertanto, il suo impiego è limitato a contesti specifici dove la durabilità estrema giustifica l'alto investimento iniziale.
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Cosa sono le barre ad aderenza migliorata?Le barre ad aderenza migliorata sono un'evoluzione delle tradizionali barre lisce in acciaio. Sono state introdotte per potenziare il legame meccanico tra l'acciaio e il calcestruzzo. Mentre in passato si usavano barre lisce cercando di minimizzarne il numero, oggi le barre profilate garantiscono una trasmissione degli sforzi più efficace ed efficiente. Questo miglioramento tecnico permette di ottimizzare la struttura, assicurando che il calcestruzzo e l'acciaio lavorino insieme in modo sincronizzato sotto carico, aumentando la sicurezza globale del muro.
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Quando si può rimuovere la cassaforma dopo il getto?La rimozione della cassaforma avviene generalmente dopo 48-72 ore dal getto, ma il tempo esatto dipende da diversi fattori ambientali e progettuali. È fondamentale attendere che il calcestruzzo abbia raggiunto una resistenza sufficiente per non deformarsi. Fattori come la stagione, la dimensione del muro, la temperatura esterna e il grado di areazione influenzano i tempi di asciugatura e indurimento. Rimuovere la cassaforma troppo presto potrebbe causare cedimenti o crepe, mentre aspettare troppo rallenta i lavori senza benefici strutturali aggiuntivi.
