Il cemento armato come materiale da costruzione: ricerca

IL CEMENTO ARMATO COME MATERIALE DA COSTRUZIONE: RICERCA

Generalità.

Il cemento armato (la cui definizione più corretta sarebbe calcestruzzo armato) è un materiale usato per la costruzione di edifici, ponti, gallerie, acquedotti, ecc. composto da calcestruzzo (una miscela di cemento, acqua, sabbia o aggregati, cioè elementi lapidei, come la ghiaia) e barre di acciaio annegate al suo interno. È un materiale utilizzato sia per la realizzazione dello scheletro degli edifici, al posto del più costoso acciaio, che dei solai o di manufatti come ad esempio i muri di sostegno dei terrapieni.
Come l'acciaio, anche il cemento armato può essere realizzato in officina per produrre elementi prefabbricati (in genere travi e pilastri). La produzione in officina permette di avere un miglior controllo sulla qualità del calcestruzzo, ma, essendo più costosa, viene utilizzata con regolarità quando le condizioni climatiche del cantiere sono proibitive (non a caso la prefabbricazione si è sviluppata moltissimo in Russia), o quando gli elementi da produrre richiedono dei controlli rigorosi, come può essere il caso di alcune tecnologie con le quali viene realizzato il cemento armato precompresso. In cantiere, la tecnologia del calcestruzzo gettato in opera ha il vantaggio di creare meno problemi nei nodi tra gli elementi, cioè in quei punti in cui si uniscono travi e pilastri.

Tesina sui materiali da costruzioni

RICERCA SUL CEMENTO ARMATO: CARATTERISTICHE MECCANICHE

Il cemento armato sfrutta l'accoppiamento di un materiale da costruzione tradizionale e poco costoso come il calcestruzzo, dotato di una notevole resistenza alla compressione ma con il difetto di una scarsa resistenza alla trazione, con un materiale molto più costoso quale l'acciaio ma dotato di un'ottima resistenza a trazione. Quest'ultimo è utilizzato in barre e viene annegato nel calcestruzzo nelle zone ove è necessario far fronte a degli sforzi di trazione.
La collaborazione tra due materiali così eterogenei è spiegata tenendo presenti due punti fondamentali:
•    Tra l'acciaio ed il calcestruzzo, si manifesta un'aderenza che trasmette le tensioni dal calcestruzzo all'acciaio in esso annegato. Quest'ultimo, convenientemente disposto nella massa, collabora assorbendo essenzialmente gli sforzi di trazione, mentre il calcestruzzo assorbe quelli di compressione.
•    I coefficienti di dilatazione termica dei due materiali sono sostanzialmente uguali.
Per aumentare l'aderenza tra i due materiali da qualche decennio al posto delle barre lisce d'acciaio vengono utilizzate barre ad aderenza migliorata, cioè barre sulle quali sono presenti dei risalti.

I materiali da costruzione: riassunto

CALCESTRUZZO ARMATO: COMPOSIZIONE

Il calcestruzzo più comune è costituito da un impasto di cemento portland, acqua e inerti fini, come la sabbia, e grossolani, come la ghiaia e il pietrisco. La dimensione degli inerti varia in funzione dello spessore della struttura da costruire. Per le sezioni relativamente sottili, si usano sabbia e ghiaia con dimensioni al di sotto di 6,4 mm. All'altro estremo, per il calcestruzzo usato nella costruzione di grandi dighe, si usano anche sassi e ciottoli che misurano fino a 15 cm e oltre di diametro. Quando viene mescolato con l'acqua, il cemento si idrata, formando composti colloidali e cristallini: questi determinano la presa del calcestruzzo, che indurendosi diventa una massa assai tenace, con tendenza a irrobustirsi ancora di più col passare del tempo. Inoltre, in presenza di umidità, il calcestruzzo continua a rafforzarsi per anni.