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Il calcestruzzo armato o conglomerato cementizio armato, più noto semplicemente come cemento armato è uno dei materiali da costruzione più utilizzati.
Esso è composto da calcestruzzo, ossia una miscela di cemento, acqua, sabbia ed elementi lapidei come la ghiaia, cui viene aggiunta un’armatura di barre di acciaio (i cosiddetti “tondini”), annegata al suo interno e opportunamente sagomata.
Lo scopo dell’armatura metallica è quello di rendere la costruzione maggiormente resistente alle forze unitarie interne di trazione. Senza l’aiuto dell’armatura metallica, il conglomerato presenterebbe infatti una resistenza insufficiente e malsicura.
Come si prepara il cemento armato
Una volta preparato il conglomerato nelle proporzioni più idonee, questo viene versato in apposite casseforme predisposte, in modo da dare al getto le forme e dimensioni desiderate. All’interno delle casseforme sono già state messe in opera le armature metalliche.
Una volta che il conglomerato ha fatto presa e si è completamente indurito, si può procedere al disarmo delle casseforme.
Per realizzare una struttura in cemento ci sono due possibilità:
- si può avere una gettata di calcestruzzo su un’armatura di ferro direttamente in cantiere;
- ci si può avvalere di modelli prefabbricati da assemblare nel luogo della costruzione.
Generalmente, si ricorre a questi ultimi dove le condizioni climatiche non consentono l’indurimento del calcestruzzo, ovvero una temperatura inferiore ai -5°C.
Un’unione proficua
Il ferro viene utilizzato sotto forma di trafilati, di piccola sezione e quasi esclusivamente circolare. Essendo immerso nel calcestruzzo, il ferro viene protetto sia dalla ruggine sia dall’azione del fuoco in caso d’incendio.
Il calcestruzzo, inoltre, offre notevole resistenza alla pressione, aderisce fortemente al ferro e non se ne distacca per variazioni di temperatura, essendo praticamente eguali i coefficienti di dilatazione termica del conglomerato cementizio e del metallo.
I vantaggi offerti dal cemento armato
Le costruzioni in cemento armato offrono numerosi vantaggi quali:
- una grande adattabilità, sia per quanto riguarda la forma e le dimensioni, sia per la varietà delle applicazioni pratiche;
- la possibilità di realizzare grandi sbalzi e di appoggiare strutture in falso rispetto alle strutture inferiori;
- il facile approvvigionamento dei materiali;
- la rapidità e facilità di esecuzione delle opere, soprattutto per le costruzioni civili e industriali, nelle quali la struttura resistente può essere eseguita indipendentemente dalla struttura di riempimento e di chiusura (muri, pareti, tramezzi, ecc.).
Costruzioni in cemento armato Vs costruzioni in metallo
Grazie a un peso maggiore, le costruzioni in cemento armato sono meno soggette a vibrazioni rispetto alle costruzioni metalliche.
Il cemento armato garantisce poi maggiore resistenza nei confronti di eventuali forze orizzontali e per questo le costruzioni realizzate in questo materiale sono preferite alle costruzioni murarie nelle aree a rischio sismico. Il cemento armato consente inoltre di risparmiare sulle forti spese di manutenzione richieste dalle costruzioni metalliche.
Cemento armato: i punti a sfavore
Le costruzioni in cemento armato presentano però anche alcuni punti deboli. Ad esempio, la trasmissione del calore, nel caso di pareti esterne sottili, non può essere sempre completamente eliminabile con strati coibenti o camere d’aria e l’isolamento acustico che questo materiale garantisce non è dei migliori, anche se può essere gestito applicando degli isolanti.
Estremamente resistente e robusto, il cemento armato rende però difficile adattare o modificare i manufatti realizzati e non rappresenta la soluzione preferibile in caso di costruzione di strutture in cui prevalgano o abbiano notevole importanza organi sollecitati a trazione.
Tra gli altri punti deboli ricordiamo la difficoltà di smaltimento e, essendo un materiale poroso, la sensibilità all’umidità.
Un po’ di storia
La storia del calcestruzzo affonda le sue radici in un passato lontano: già i Romani infatti usarono il calcestruzzo, cementato da pozzolana mista a calce comune, per fondazioni e muraglie.
Sebbene alle volte siano state trovate aste di ferro immerse nella massa di calcestruzzo, non è possibile tuttavia parlare di vera e propria struttura armata. Per la nascita del cemento armato occorre attendere per lo meno il XIX secolo.
Il primo a provarci fu nel 1850 il francese Lambot, che realizzò un canotto di cemento con armatura di ferro. Dall’altra parte dell’oceano, l’americano Hyatt faceva esperimenti con travi armate di cemento, mentre nel 1861 François Coignet progettava elementi costruttivi di cemento armato (travi, vòlte, tubi, ecc.).
L’onore di essere il primo inventore viene però generalmente riconosciuto a un altro francese, Joseph Monier, che sin dal 1868 era solito realizzare oggetti da giardino come vasi, tubi e serbatoi di spessore ridotto, ma comunque forti e stabili poiché dotati di una rete di filo di ferro inserita nella massa del cemento.
Il primo brevetto Monier è datato 16 luglio 1867.
In Italia, data l’abbondanza di ottime pietre naturali e di calce e pozzolana, le costruzioni di cemento armato non ebbero dapprima notevole sviluppo, ma da qualche decennio la loro applicazione è incredibilmente cresciuta.
Impieghi del cemento armato
Se pensare al cemento armato porta alla nostra mente per lo più opere civili come dighe, strade, ferrovie, ponti, ma anche ovviamente edifici, pubblici o privati che siano, le possibilità di utilizzo di questo materiale sono davvero tantissime e spaziano molto di più.
Spesso, infatti, il cemento armato rappresenta una delle migliori soluzioni per realizzare componenti e spazi delle nostre abitazioni. Vediamo alcuni esempi.
I solai traggono vantaggio dal cemento armato poiché questo è ignifugo e in grado di garantire volte rigide senza scaricare orizzontalmente sui muri.
Le piscine costruite con questo materiale possono essere realizzate con qualsiasi forma ed essere inserite in qualsiasi ambiente, integrando ogni tipo di optional, dalle bocchette idromassaggio all’impianto per il nuoto contro-corrente.
O, ancora, le scale: sono piuttosto diffuse quelle in cui il cemento armato è lasciato “a vista”. In questi casi, il cemento a vista, tipico nelle costruzioni moderne e dello stile industriale, non essendo coperto da piastrelle, mattoni, legno o pietra, permette di evidenziare le forme e le caratteristiche strutturali della costruzione, ottenendo uno specifico effetto estetico.