Le costruzioni in conglomerato cementizio armato, parte 1

Le costruzioni in conglomerato cementizio armato

Introduzione

Dopo aver introdotto il discorso sui materiali costitutivi con prima l'acciaio e poi il calcestruzzo cementizio, si andrà ad analizzare e di conseguenza ad introdurre il materiale che deriva proprio dal "connubio dell'acciaio e del cls cementizio cioè il conglomerato cementizio armato". Molto spesso si sente però parlare di cemento armato, poiché nel linguaggio comune molto spesso il cls cementizio viene chiamato cemento, ma dallo studio del conglomerato cementizio si comprende che questa è un’addizione non corretta dal punto di vista tecnico.

NOTA: la prof preferisce e consiglia altamente di utilizzare la definizione tecnica così da indicare per bene la reale natura dei materiali, visto che il cemento rappresenta una parte del conglomerato cementizio ossia il legante. Quindi non esiste il cemento armato ossia il legante armato, ma esiste invece il conglomerato cementizio armato. Questa risulta essere un’importante puntualizzazione poiché aiuta a sfruttare le terminologie corrette e a distinguere la vera natura dei materiali.

Purtroppo, il termine cemento armato è entrato molto nel linguaggio comune, tanto da trovare testi scientifici che sfruttano il termine cemento armato per indicare il conglomerato cementizio armato.

Per descrivere il conglomerato cementizio armato, viene in aiuto l’immagine della Cappella di Notre Dame di Haut a Ronchamp di Le Corbusier, perché in realtà una delle caratteristiche del conglomerato cementizio armato è quello di poter essere plasmato con le forme più varie, grazie alla possibilità del calcestruzzo di poter essere impastato allo stato fresco e poter essere gettato in apposite casseforme che, come possiamo anche dedurre dal termine, hanno il compito di conferire la forma finale all’elemento costruttivo finale.

Il calcestruzzo riesce a resistere e a sopportare molto bene le sollecitazioni di compressione, poiché come analizzato questo materiale in realtà è una pietra artificiale, quindi al pari delle altre pietre resiste bene alle sollecitazioni di compressione. Però, inserendo all’interno del cls cementizio le armature, si ottiene che tale materiale è in grado di resistere bene anche a sollecitazioni di trazione. Dunque, si ottiene un materiale plasmabile che resiste bene a compressione e a trazione, di conseguenza con delle grandissime potenzialità costruttive.

Bisogna necessariamente dire che il cls cementizio armato si è diffuso tantissimo dal momento della sua sperimentazione, in modo particolare anche in Italia dove la diffusione dell’acciaio come materiale costruttivo è bassa. Questa ampia diffusione, però, non ha trovato corrispondenza anche in una qualità architettonica, nel senso che se è vero che vi è tutto un patrimonio dell’architettura del Novecento e contemporanea di altissimo livello qualitativo, l’edilizia corrente molto spesso ha sfruttato ed impiegato questo materiale in modo molto banale per produrre solo volumi, privi di qualsiasi qualità, molto spesso legati anche ad interventi abusivi, quindi, non autorizzati.

Per tale motivo, molto spesso si utilizza il termine "cementificazione" come un’eccezione negativa, come se stesse ad indicare l’intervento maldestro sul territorio e il costruire su quest’ultimo (il territorio) in maniera intensiva. Ebbene, risulta importante essere a conoscenza di tutto ciò, perché è importante capire che l’uso che è stato fatto del calcestruzzo cementizio è deteriore; se invece fosse stato usato nel modo corretto, avrebbe dato luogo ad architetture sorprendenti e quando è stato utilizzato nel modo giusto ha dato luogo a tali architetture sorprendenti. Il calcestruzzo va impiegato nelle sue migliori potenzialità e la Cappella di Notre Dame a Ronchamp risulta essere un esempio lampante.

Perché il conglomerato cementizio armato è importante

Risulta importante capire come mai il calcestruzzo cementizio armato è stato un’intuizione così importante, ma soprattutto come sia possibile tenere insieme due materiali così diversi, ovvero il cls cementizio e l’acciaio. Ebbene, il segreto è nel coefficiente di dilatazione termica. Tale coefficiente altro non è che la percentuale di allungamento per ogni variazione di temperatura; inoltre, sappiamo che tutti i materiali all’aumentare della temperatura subiscono, in genere, una dilatazione (un allungamento o un allargamento) mentre al diminuire della temperatura una compressione della loro dimensione e quindi un accorciamento. In realtà, il materiale si muove sotto l’effetto di variazioni termiche.

A tal proposito, il fatto che il calcestruzzo e l’acciaio presentino un coefficiente di dilatazione termica pressoché uguale, poiché quello dell’acciaio è di circa 0,0000135 mentre quello del calcestruzzo varia da 0,0000130 a 0,0000148 (cambiano le ultime cifre decimali), risulta necessario. Questo assicura che sotto l’effetto delle dilatazioni termiche, che avvengono normalmente nell’ambiente, questi materiali possano allungarsi e accorciarsi all’unisono. Se ciò non avvenisse, accadrebbe che i ferri dell’armatura si sfilerebbero dal cls, si verrebbero a formare delle tensioni interne che porterebbero il cls a fessurarsi e non renderebbe possibile utilizzare questi materiali insieme.

Inoltre, il cls riesce ad aderire molto bene e ad inglobare questi tondini. Inizialmente, queste armature venivano realizzate con barre lisce (cioè tondini lisci); poi, si è perfezionata la tecnologia e si sono iniziati ad utilizzare dei tondini a aderenza migliorata, cioè presentavano delle nervature sulla superficie esterna che migliorano l’adesione con il calcestruzzo.

Altro aspetto che rende possibile l’unione tra questi due materiali è la compatibilità chimica che avviene fra questi due materiali, poiché innanzitutto il cls protegge le armature dal contatto con l’esterno e quindi dalla corrosione, il quale è il problema fondamentale dell’acciaio. Tra l’altro, il pH del calcestruzzo, ovvero una sua caratteristica compositiva, fa sì addirittura che si migliori la protezione della superficie esterna dell’acciaio, andando a migliorare anche la durabilità nel tempo.

Altro aspetto molto importante, da dover tenere in considerazione, è il miglior comportamento al fuoco del cls rispetto all’acciaio e di conseguenza inglobando l’acciaio all’interno di quest’ultimo, si ha che il cls cementizio vada a proteggere anche dalle alte temperature e quindi dai danni dovuti al fuoco l’acciaio, con una maggiore durata in caso di incendio.

Tutti questi aspetti combinati insieme rendono il calcestruzzo cementizio armato un materiale di ottime potenzialità costruttive, poiché come descritto in precedenza il calcestruzzo resiste molto bene a compressione mentre tutte le sollecitazioni di taglio, torsione e trazione vengono assorbite dalle armature, le quali devono essere calcolate in maniera adeguata per resistere proprio a queste sollecitazioni.

Messa in opera del calcestruzzo cementizio armato

Fatte tali premesse, si può passare a come un calcestruzzo cementizio armato possa essere messo in opera, poiché si hanno tutte quelle conoscenze su come viene confezionato il calcestruzzo cementizio, come questo venga prodotto in cementificio, il dosaggio all’interno delle betoniere, come venga trasportato il cls fresco ma si hanno anche le conoscenze su cosa sia l’acciaio e si andrà ad analizzare più a fondo da cosa sia costituita l’armatura delle strutture calcestruzzo cementizio armato, esaminando una prima tipologia di cls armato che è quello gettato in opera.

La preparazione di quest’ultimo (ovvero che la realizzazione del getto) avviene in cantiere, procedendo prima di tutto a preparare la cassaforma, la quale altro non è che il contenitore (la forma) dentro cui gettare il cls fresco. Una volta preparata la cassaforma, si mettono i ferri dell’armatura, dopodiché arriva la betoniera con il cls cementizio fresco appositamente confezionato, il quale viene gettato, introdotto all’interno di tali casseforme andando quindi a inglobare bene tutti i ferri dell’armatura e riempire tutti i vuoti della cassaforma.