Cos’è il cemento armato

Il termine cemento armato, o semplicemente cemento viene usato impropriamente ed erroneamente per indicare strutture costituite da “calcestruzzo di cemento” o “conglomerato cementizio” in cui è immersa una struttura rigida metallica.

Questo errore comune è dovuto al fatto che quando parliamo di cemento armato intendiamo riferirci ad una composizione di calcestruzzo di cemento all’interno della quale viene posta un’armatura metallica, per irrigidire la struttura, ma essendo il cemento una delle maggiori componenti del materiale “calcestruzzo armato” quest’ultimo assume comunemente la dicitura “cemento armato”.

Di fatti c’è una sostanziale differenza di composizione tra i due materiali “calcestruzzo e cemento”, in quanto il primo è costituito in gran parte dal secondo.

In questo articolo useremo anche l’accezione più comune, chiamando il calcestruzzo armato anche cemento armato.

Il Cemento

Il cemento è un materiale facente parte della famiglia delle malte idrauliche.

La sua composizione polverulenta combinandosi e reagendo con l’acqua genera un impasto capace di legare dei solidi inerti. Pietrame come calcare e argilla vengono estratti dalle cave e successivamente trasformati per cottura portandoli ad una temperatura che raggiunge i 1450 gradi.

Esistono 172 tipologie differenti di cemento, il più usato in edilizia è il Cemento Portland, composto per il 95% da clinker.

cemento armato

cemento armato

Come si fa il cemento armato

La composizione del cemento armato usato in edilizia, altro non è che la miscela ottenuta da un legante idraulico, (generalmente si usa il cemento, meno spesso la calce idrata) con materiali inerti (sabbia, ghiaia, pomice).

Un metro cubo di cemento armato o calcestruzzo, è composto da 300 kg di cemento, 0,400 m3  di sabbia, 0,800 m3 di ghiaia o pietrisco e 160-180 litri di acqua.

Aumentando le quantità di cemento (generalmente 400 kg – 500 kg) e di sabbia rispetto alla ghiaia otteniamo il calcestruzzo grasso impiegato principalmente per la realizzazione di particolari strutture, come capriate, travate di ponti e capriate; se la quantità di cemento si riduce a 150 kg – 200 kg, lasciando inalterate le quantità di sabbia e ghiaia, otteniamo il calcestruzzo leggero, generalmente usato per le fondazioni, le murature e i blocchi.

Una volta realizzato l’impasto, affinché il cemento diventi appunto armato, dobbiamo inserire all’interno della cassaforma, nella quale verrà gettato in opera  il cemento, una griglia metallica, che armerà la struttura.

Affinchè la griglia metallica assolva la sua funzione, questa deve essere disposta in relazione alle tensioni interne prodotte all’interno della massa di calcestruzzo dalle forze esterne prodotte dai carichi e dai pesi.

L’armatura e il getto avvengono generalmente in cantiere, a meno che non si tratti di elementi prefabbricati industrialmente. 

Peso specifico cemento armato

Quando parliamo di peso specifico, dobbiamo considerare che il calcestruzzo è il risultato di un insieme di componenti, cemento, inerti e acqua, ognuno di questi ha un suo relativo peso specifico, quello che a noi interessa ai fini dei calcoli strutturali è sapere il peso di 1m3 di calcestruzzo si aggira intorno ai 2300 Kg/m3, considerando la quantità di armatura e di altri elementi, un 1m3 di cemento armato può raggiungere i 2500 kg/m3. 

Cemento armato

Cemento armato

Cemento armato precompresso

La precompressione, è uno stato indotto di pre-sollecitazione sugli elementi di cemento armato. Nei primi decenni del ‘900 nasce l’esigenza di sfruttare al meglio la resistenza del calcestruzzo delle travi cercando di far rispondere in egual maniera la sezione del calcestruzzo sia essa sottoposta a forze di trazione che a forze di compressione.

Il problema fu risolto sottoponendo artificialmente la trave ad uno stato di compressione, in modo tale che all’insorgere di sollecitazioni da parte di forze di trazione, queste avrebbero determinato una diminuzione del preesistente campo di compressione.

La precompressione avviene utilizzando dei cavi di acciaio ancorati e agganciati all’estremità della trave e sottoposti a trazione immersi nel getto di calcestruzzo che costituirà infine la trave. 

Strutture in cemento armato

All’inizio del Novecento, con la scoperta di poco recente del calcestruzzo armato, si capì che era possibile sostituire il profilato metallico, che fino a quel momento era ampiamente utilizzato, per la realizzazione di grandi opere ingegneristiche e architettoniche.

Tutto ciò che si era stato studiato e messo a punto con la teoria sul cemento armato, fu subito applicato in grandi opere strutturali, come ponti e costruzioni industriali.

Nonostante ci si rese conto delle potenzialità formali ed espressive, non subito questo materiale trovò applicazione nel campo architettonico, ma rimase per diversi decenni limitato al mondo ingegneristico.

Bisogna aspettare gli anni venti e l’architettura razionalista per capire che il cemento armato poteva essere applicato nel campo architettonico, in quanto questa tecnologia consentiva una maggiore libertà espressiva e progettuale, potendo osare e concepire gli elementi costruttivi come elementi puntuali, nel caso dei pilastri, che insieme ai solai avrebbero reso il sistema trilitico il più innovativo e applicabile per l’architettura di quegli anni.

cemento armato

cemento armato

Case in cemento armato

L’uso del cemento gettato in opera è una delle tecniche più diffuse per la realizzazione di civili abitazioni, nonostante la difficoltà ad esempio di realizzare elementi su misura, infatti le ricerche degli ultimi decenni danno campo sempre più libero all’uso dell’acciaio o del legno, materiali questi più versatili e che meglio si prestano alla realizzazioni architettoniche sempre più spinte e alle richieste sempre più audaci dei committenti.

 

L’utilizzo “vivo” in cantiere di questo materiale, fa sì inoltre che non sempre rispetti le norme e i rigidi parametri imposti dalle normative da seguire come avviene ad esempio per i pannelli prefabbricati.

L’alto costo e a volte i lunghi tempi di realizzazione e gli immancabili “imprevisti da cantiere” stanno pian piano lasciando campo ad altre tecnologie costruttive.

Case prefabbricate in cemento armato

La scelta di realizzare una casa prefabbricata in cemento armato, può dipendere da diversi fattori, come un budget limitato, si stima che il costo di una casa prefabbricata sia inferiore del 15%-20% rispetto ad una casa gettata in opera.

Il poco tempo che si ha a disposizione per la realizzazione di una casa interamente realizzata in cantiere, o perché no una scelta dettata dall’attenzione all’ambiente, sono alcune delle motivazioni che ci faranno propendere per la realizzazione di questo tipo di abitazione.

 

I tempi e i costi si abbattono in quanto la costruzione è realizzata in pannelli modulari realizzati precedentemente in fabbrica e successivamente assemblati in cantiere.

Spesso questo tipo di costruzione è vista come una soluzione secondaria, invece essendo le aziende produttrici vincolate da rigide normative antincendio e al rispetto delle norme sismiche, si ha la garanzia di realizzare una casa più sicura.

Prefabbricato non è sinonimo di omologazione, ogni casa rimane comunque personalizzabile dal committente.

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