cemento armato

Cemento Armato: Cos’è, Composizione, Prezzo, Durata e Strutture

Cemento armato, o semplicemente cemento. Un materiale molto diffuso, ma il termine cemento si usa impropriamente ed erroneamente per indicare strutture differenti (dalle case ai vasi da esterno). Spesso, si indica per riferirsi a prodotti fatti di “calcestruzzo di cemento” o “conglomerato cementizio”, in cui è immersa una struttura rigida metallica.

Questo errore comune si deve al fatto che, quando parliamo di cemento armato, intendiamo riferirci ad una composizione di calcestruzzo di cemento. All’interno di questa composizione, viene posta una armatura metallica, per irrigidire la struttura. D’altra parte, il cemento è uno dei maggiori componenti del materiale “calcestruzzo armato”. Per questo motivo, quest’ultimo assume comunemente la dicitura “cemento armato”.

cemento armato

Di fatti, esiste una sostanziale differenza di composizione tra i due materiali calcestruzzo e cemento. Come abbiamo già accennato, il calcestruzzo è comporto per la maggior parte di cemento, ma non solo. In questo articolo, useremo anche l’accezione più comune, chiamando il calcestruzzo armato anche cemento armato. Vedremo cos’è il cemento, composizione, prezzo, durata e per cosa si usa.

Cemento armato, cos’è?

In generale, il cemento è un materiale facente parte della famiglia delle malte idrauliche. La sua composizione in polvere, combinandosi e reagendo con l’acqua, genera un impasto capace di legare diversi tipi di solidi. Pietrame come calcare e argilla vengono estratti dalle cave e, successivamente, trasformati per cottura. In questa fase, sono portati a una temperatura che raggiunge i 1450 gradi.

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

Edifici multipiano

D’altra parte, il calcestruzzo armato (comunemente chiamato cemento armato) è un materiale usato per la costruzione di opere civili. Nello specifico, è composto da calcestruzzo, ovvero una miscela di cemento, acqua, sabbia e aggregati, come la ghiaia, a cui si aggiunge un’armatura di barre di acciaio. In questo modo, il cemento armato o calcestruzzo armato si differenzia dal normale cemento, il cemento idraulico.

Composizione

La composizione del cemento armato usato in edilizia è piuttosto semplice. 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. Usato 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. Quest’ultimo invece 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. Qui dentro verrà gettato in opera il cemento, una griglia metallica, che armerà la struttura.

blocchetto di cemento

Per far sì che la griglia metallica assolva alla sua funzione, questa deve essere disposta in relazione alle tensioni interne. Queste sono 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.

Quanto costa?

Prezzo del cemento armato, una informazione utile a chi sta cercando di utilizzarlo per costruire una struttura oppure anche solo di progettarla. I costi sono piuttosto variabili, a seconda del periodo storico e anche dell’andamento dei mercati. Vediamo qui un riassunto del prezzo del cemento secondo le ultime stime del 2020, della materie prima ma anche delle diverse lavorazioni.

Costo realizzazione fondazioni in cemento armato (a mq) da 35,00 € a 150,00 €
Costo opere di scavo fondazioni (a mc) da 3,00 € a 7,00 €
Costo realizzazione armatura fondazioni (al metro) da 6,00 € a 15,00 €
Costo manodopera per versamento cemento armato (a mc) da 2,00 € a 7,00 €
Costo cemento armato (a mc) da 55,00 € a 110,00 €

Come abbiamo già detto, i prezzi possono subire delle modifiche. Le stime vanno continuamente aggiornate!

Quanto tempo dura?

E per quanto riguarda la durata del cemento armato? La credenza comune è quella che il cemento armato o calcestruzzo armato sia estremamente durevole, ma è davvero così? Vediamo più nello specifico quali sono le caratteristiche del materiale. In questo caso, dobbiamo valutare le peculiarità di cemento e acciaio.

Il cemento è un materiale che, per certi aspetti, si produce a basso costo e presenta la peculiarità di resistere alla pressione rimanendo però vulnerabile alla trazione. L’acciaio, invece, ha la peculiarità di poter sopportare bene la trazione. Insieme, si crea quindi un materiale unico, con caratteristiche di trazione e pressione particolarmente adatto ad esser impiegato per la costruzione delle strutture portanti degli edifici.

La durata del cemento armato dipende dal tipo di struttura per cui viene usato ma anche dalle sollecitazioni a cui è sottoposto. Di base, secondo le stime disponibili al giorno d’oggi, il cemento armato potrebbe durare in infinito se utilizzato nel modo corretto!

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. 

Particolare dei ferri

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. Questo per far rispondere in modo uguale la sezione del calcestruzzo, sia che venga sottoposta a forze di trazione che a forze di compressione.

Il problema fu risolto sottoponendo artificialmente la trave ad uno stato di compressione. Questo 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. Quest’ultimo, 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. Rimase per diversi decenni limitato al mondo ingegneristico.

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

travi in 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. Sono materiali questi più versatili, che meglio si prestano alla realizzazioni architettoniche sempre più spinte e alle richieste sempre più audaci dei committenti.

Casa realizzata con cemento a vista

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. Questo avviene ad esempio per i pannelli prefabbricati.

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

Case prefabbricate in cemento armato

La scelta di realizzare una casa in legno piuttosto che una casa in cemento armato, può dipendere da diversi fattori. Per esempio 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. Può essere anche una scelta dettata dall’attenzione all’ambiente. Queste sono solo 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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