Acciaio e alluminio

Resistenza dei materiali e compositi

Caratteristiche dei materiali

La resistenza è una proprietà fondamentale dei materiali, misurata in unità come i MPa. Ad esempio, un materiale con una resistenza di 210 MPa indica la capacità di resistere a sforzi di quella magnitudine. Altri materiali possono avere resistenze diverse, come 400 o 800 MPa, a seconda della loro composizione e delle loro proprietà specifiche.

Tra i materiali più comuni troviamo l'alluminio e l'acciaio. L'alluminio, in particolare la lega 7075, è noto per la sua leggerezza e resistenza, mentre l'acciaio è conosciuto per la sua robustezza e resistenza a deformazioni elastiche.

Leghe e microstruttura

Le leghe sono materiali compositi formati da una matrice ospitante con atomi estranei nel reticolo. Questo può portare a una soluzione solida, o a una microstruttura eterogenea con diverse fasi, come una matrice e una fase dispersa di rinforzo. Queste caratteristiche microstrutturali influenzano le proprietà meccaniche del materiale risultante.

Compositi e rinforzi

I compositi sono materiali costituiti da una matrice e da un materiale di rinforzo, come le fibre. Questi materiali possono mostrare proprietà meccaniche superiori grazie alla combinazione di componenti diversi. Ad esempio, un composito con una matrice duttile e fibre parallele può avere una resistenza notevole.

Il modulo elastico di un composito dipende dal modulo elastico della matrice e del rinforzo. La formula per calcolare il modulo elastico medio di un composito può essere una media ponderata basata sulle proporzioni della matrice e del rinforzo.

Calcestruzzo e proprietà del cemento

Il calcestruzzo è un composito comune composto da una matrice di pasta di cemento e aggregati come rinforzo. La resistenza del calcestruzzo dipende dalla qualità del cemento e dalla quantità di acqua disponibile per l'idratazione. L'idratazione è un processo che avviene nel tempo e che dipende dalla temperatura e dalla disponibilità di acqua.

Un aumento della temperatura può causare una maggiore velocità di evaporazione dell'acqua, influenzando negativamente l'idratazione del cemento. Una corretta progressione dell'idratazione è cruciale per garantire la resistenza e durabilità del calcestruzzo.