Appunti tecnica delle costruzioni: calcestruzzo

Il calcestruzzo

Composizione del calcestruzzo

Il conglomerato bituminoso (calcestruzzo) è composto da un insieme di aggregati legati da una pasta cementizia formata da H₂O e cemento.

Per ottenere 1 mm³ di calcestruzzo normale occorrono: 0,8 mm³ di inerti grossi, 0,1 mm³ di inerti fini, da 3 a 3,6 KN di cemento e da 120 a 180 litri di H₂O.

Il cemento

Il cemento è un legante idraulico che si ottiene dalla macinazione del clinker e gesso. È costituito da silicati e alluminati di calcio che reagiscono chimicamente con l'acqua (fase di idratazione). Con il progredire della reazione chimica, la pasta cementizia diventa più viscosa (fa presa).

La fase di presa inizia dopo un'ora dal getto quando l'H₂O è stata assorbita. L'impasto non è più lavorabile (è consistente e sopporta una certa pressione). L'idratazione continua (fase di indurimento) fino a far diventare l'impasto duro come una pietra. La stagionatura a cui si fa riferimento è di 28 giorni.

Per un'idratazione corretta e stabile è necessaria una quantità d'acqua pari al 35% del peso del cemento. Il rapporto A/C è compreso tra 0,40 e 0,60. Al crescere del rapporto A/C aumenta la fluidità e diminuisce la resistenza a compressione del conglomerato.

Gli aggregati

Gli aggregati sono naturali o artificiali e devono avere buone caratteristiche geometriche. Devono essere ben assortiti, senza distensioni. Gli estremi più piccoli devono occupare gli spazi esistenti tra gli elementi di dimensioni maggiori.

Prova di consistenza

La prova Jotta (SLUMP TEST) consiste nel riempire il cono con impasto di calcestruzzo fresco. Il cono viene sollevato e si ha un "abbassamento" (slump). Tanto maggiore è lo slump, meno consistente è il materiale.

Il calcestruzzo è poco in difesa nelle cassonature in cui sono le armature. Si creano delle vibrazioni affinché coesione e acqua non raggiungano posti eccessivi, si crea il bleeding (acqua sanguina e ombra ossasa).

La fase di stagionatura è importante per la resistenza del calcestruzzo (idratazione si produce calore ed esso viene dissipato), altrimenti si creano lesioni locali e aumento di volume. Usare additivi (ad es. aeranti, acceleranti, ritardanti, fluidificanti) permette di rispettare le caratteristiche granulometriche.

Resistenza a compressione

Il comportamento del calcestruzzo viene stimato a livello microscopico e si mette in relazione con il comportamento al crescere del carico e la rottura, in relazione agli effetti creati nel materiale.

Il conglomerato cementizio

Composizione del conglomerato cementizio

Il conglomerato cementizio (calcestruzzo) è composto da un insieme di aggregati legati da una pasta cementizia formata da H₂O e cemento.

Per ottenere 1 mm³ di calcestruzzo normale occorrono: 0,8 mm³ di inerti grossi, 0,4 mm³ di inerti fini, da 3 a 3,6 KN di cemento e da 120 a 180 litri di H₂O.

Il cemento

Il cemento è un legante idraulico che si ottiene dalla macinazione del clinker e gesso. È costituito da silicati e alluminati di calcio che reagiscono chimicamente con l'acqua (fase di idratazione). Col progredire della reazione chimica, la pasta cementizia diventa più viscosa (fa presa).

La fase di presa inizia dopo un'ora dall'escussione di H₂O, e l'impasto non è più lavorabile (è consistente e sopporta una certa pressione). L'idratazione continua (fase di indurimento) fino a far diventare l'impasto duro come una pietra. La stagionatura a cui si fa riferimento è di 28 giorni.

Per un'idratazione corretta del tessuto, si mescola una quantità d'acqua pari al 40% del peso del cemento. Il rapporto A/C è compreso tra 0,4 e 0,6. Al crescere del rapporto A/C aumenta la fluidità e diminuisce la resistenza a compressione del conglomerato.

Gli aggregati

Gli aggregati sono naturali o artificiali e devono avere buone caratteristiche geometriche. Devono essere ben assortiti, senza dimensioni né estreme né piccole, e devono occupare gli spazi esistenti tra gli elementi di dimensioni maggiori.

Prova di consistenza

La prova detta slump-test consiste nel riempire il cono Abrams di calcestruzzo fresco, il cono viene sollecitato e si ha un "abbassamento" (slump) del calcestruzzo. Tanto maggiore è lo slump, meno consistente è il materiale.

Il calcestruzzo è poroso nelle cassette in cui sono le armature. Si creano delle vibrazioni atte a sospendere e a non far esaurire l'essere di eccessivi attrituivi. Si crea il bleeding (acqua sale e chiama solea).

La fase di stagionatura è importante perché la resistenza del calcestruzzo aumenta; l'idratazione si produce e deve essere dissipata, altrimenti si creano lesioni dovute ad aumento di volume e si ha perdita di resistenza. Si possono usare additivi (ad es. ritardanti, acceleranti, plastificanti) per migliorare le caratteristiche e la lavorabilità del calcestruzzo.

Resistenza a compressione

Il comportamento alla compressione del calcestruzzo è stimato a livello microscopico e viene messo in relazione con il comportamento al crescere del carico e la rottura, analizzando gli effetti prodotti nel materiale.