Il calcestruzzo è un conglomerato artificiale costituito da una miscela di legante, acqua e aggregati (sabbia e ghiaia) e con l'aggiunta, secondo le necessità, di additivi e/o aggiunte minerali.
Attualmente il legante utilizzato per confezionare calcestruzzi è il cemento, ma in passato sono stati realizzati calcestruzzi che utilizzavano leganti differenti come la calce aerea o idraulica. Raramente è stato utilizzato anche il gesso per realizzare calcestruzzi "poveri".
La notevole diffusione del calcestruzzo si è avuta con l'avvento del calcestruzzo armato. Il composto infatti ha ottima resistenza a compressione ma scadente resistenza a trazione e questo ne ha limitato l'uso per decenni.
La data di nascita del calcestruzzo armato è difficilmente individuabile, ma certamente è nel XIX secolo, grazie alla rivoluzione industriale che portò a un'eccezionale produzione dei due materiali costituenti: acciaio e cemento, che si è avuto la sua diffusione su vasta scala.
La messa in opera
Il calcestruzzo fresco viene gettato all'interno dei casseri e costipato con vibratori, ma esistono formulazioni moderne del calcestruzzo dette autocompattanti (SCC), fondamentali nell'architettura contemporanea in quanto assicurano un facciavista omogeneo e uniforme, che non richiedono vibrazione ma che si costipano per forza di gravità.
Il cemento, idratandosi con l'acqua, fa presa e indurisce conferendo alla miscela una resistenza meccanica tale da renderla assimilabile a una roccia.
È oggi utilizzato per realizzare le parti strutturali di un edificio ed è il materiale da costruzione più impiegato nel mondo.
Le proprietà del calcestruzzo
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Il conglomerato cementizio, come tutti i materiali lapidei, ha una buona resistenza a compressione, cioè si comporta discretamente quando è sottoposto a sforzi di compressione, mentre il suo comportamento agli sforzi di trazione diretta o di trazione per flessione è notevolmente scadente.
Per questi tipi di sollecitazione viene sfruttato l'ottimo connubio con l'acciaio, utilizzato sotto forma di tondini, a cui si demanda l'assorbimento degli sforzi di trazione, dando origine così al materiale composito notoriamente indicato con il nome di calcestruzzo armato.
Il calcestruzzo armato sfrutta l'unione di un materiale da costruzione tradizionale e relativamente poco costoso come il calcestruzzo, dotato di una notevole resistenza alla compressione ma con il difetto di una scarsa resistenza alla trazione, con l'acciaio, dotato di un'ottima resistenza a trazione. Quest'ultimo è utilizzato in barre (che possono essere lisce, ma la legge le impone ad aderenza migliorata, con opportuni risalti) e viene annegato nel calcestruzzo nelle zone ove è necessario far fronte agli sforzi di trazione.
Le contro proprietà del calcestruzzo
Il calcestruzzo trattiene l’umidità, ha scarsa traspirabilità ed elevata conducibilità ed è facilmente aggredibile dagli agenti atmosferici.
Per queste caratteristiche gli edifici in calcestruzzo hanno spesso problemi di condensa, di muffa (per il non rilascio all'esterno dell'umidità) e sono molto dispendiosi dal punto di vista energetico.
Gli edifici in calcestruzzo "interagiscono" poco con l'ambiente esterno. Il calore non vine assorbito e rilasciato dalle pareti come avviene con gli altri materiali naturali. Il calcestruzzo fa più che altro da scudo e da gabbia.
A causa delle difficoltà di posa in opera inoltre, nell’impasto vengono sempre inseriti degli additivi che da un lato riducono il rischio di formazione di pori e facilitano lo scivolamento all’interno delle casseforme, dall’altro hanno un forte impatto ambientale.
In un edificio in cui la presenza di parti metalliche è molto evidente, si verificano due fenomeni: l’effetto Faraday e l’effetto “antenna”.
Il primo consiste nello squilibrio del campo elettromagnetico naturale proveniente dal suolo e dal cosmo, il secondo nell’alterazione del campo elettromagnetico artificiale prodotto dalle linee ad alta tensione, dai trasmettitori radio e tv ecc. Entrambi i fenomeni appena descritti, come dimostrano recenti studi, sono negativi perché determinano interferenze con il funzionamento cellulare degli uomini e degli esseri viventi in generale.
Il calcestruzzo, se non adeguatamente protetto, può essere attaccato da sali presenti nell'acqua di mare e nell'aria in prossimità delle coste, da acidi dei fumi industriali, dal fenomeno della carbonatazione. Esso risente inoltre delle variazioni di temperatura, ed in particolare è vulnerabile al gelo.
L'acciaio, se non ben protetto da uno strato di calcestruzzo (copriferro), è soggetto ad ossidazione, cioè tende ad arrugginirsi. L'ossidazione oltre a compromettere del tutto la resistenza a flessione dell'acciaio (che tende quindi a rompersi molto più facilmente) fa aumentare il volume dell'acciaio che può così rompere il calcestruzzo che lo ricopre e lo porta di conseguenza a sbriciolarsi.
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