Il calcestruzzo è un composto costituito da elementi eterogenei, proprio la diversità di questi ultimi, nella realizzazione delle diverse miscele, consente di dare vita a molteplici tipologie di calcestruzzo (tra cui le nostre panchine in cemento, fioriere in cemento, dissuasori stradali e tavoli in cemento).
Il calcestruzzo è identificato come un materiale artificiale, definito spesso anche conglomerato, ed è essenzialmente composto da un elemento che funge da legante ( tipicamente il cemento) , inerti (sabbia, ghiaia, pomice) e acqua.
Il cemento, attraverso il processo di idratazione, in contatto con l’acqua tenderà a solidificare e ciò gli permetterà di legarsi con gli altri elementi fino a costituire un unico composto.
Attraverso le reazioni chimiche che avvengono nelle due fasi, presa e indurimento, il calcestruzzo passa da essere un composto modellabile fino a raggiungere lo stato di materiale rigido e, resistente meccanicamente, come la roccia.
La fase di presa, della miscela fluida di calcestruzzo, si concretizza entro le 12 ore dalla sua posa in opera in casseforme, l’indurimento invece si ottiene trascorsi 28 gg da quando il composto ha ottenuto una forma consistentemente stabile, e man mano raggiunge il massimo della resistenza meccanica.
Il cemento rientra nella categoria dei leganti idraulici, così come l’idrossido di calcio, comunemente conosciuto come calce idrata, attualmente le miscele di calcestruzzo sono ottenute utilizzando esclusivamente il cemento Portland.
Elemento essenziale che partecipa nella preparazione del calcestruzzo è l’acqua che reagendo con il legante e dando luogo alla cosiddetta reazione di idratazione, cioè al processo che porta alla presa e indurimento. Anche il dosaggio di acqua deve essere ben ottimizzato, una sua quantità eccessiva riduce la resistenza del calcestruzzo alle sollecitazioni meccaniche.
Gli inerti possono essere direttamente estratti dalle cave oppure si possono ottenere dalla frantumazione delle rocce. Essi costituiscono il telaio del calcestruzzo, in quanto incidono su peso e volume ( in una percentuale pari al 60%) , pur non essendo coinvolti nelle fasi di presa e indurimento. Fra gli aggregati lapidei, cioè di natura rocciosa, ricordiamo la sabbia, diametro minore o uguale a 3 mm; ghiaia o pietrisco di diametro compreso fra i 3 mm e i 30 mm.
Sono definiti inerti speciali quelli che presentano una particolare struttura interna costituita da bolle d’aria.
Questi ultimi possono sostituire, anche completamente, gli inerti comuni dando vita ad un calcestruzzo che si caratterizza per una minore massa volumica.
Tipici esempi sono la pomice ( inerte naturale di origine vulcanica), argilla espansa (inerte artificiale perché ottenuta previa cottura in forno dell’argilla).
Composizione del calcestruzzo
La composizione del calcestruzzo è legata alla granulometria degli inerti, in quanto maggiore è la loro dimensione maggiori sono le possibilità che l’impasto presenti degli spazi vuoti che il legante non è in grado di coprire per intero.
Per ottenere un impasto compatto occorre pertanto ottimizzare la miscela di inerti di diametro maggiore con quelli di diametro inferiore.
Elementi non sempre presenti, ma il cui utilizzo può solo migliorare il manufatto sono gli additivi, come i fluidificanti, antigelo, aeranti e acceleranti che rendono il composto più lavorabile e di qualità superiore.
Variando le diverse componenti si possono ottenere tipologie diverse di calcestruzzo, oltre a quello comune appena descritto.
Il calcestruzzo bituminoso utilizzato per realizzare pavimenti stradali, il calcestruzzo schermante utilizzato per proteggere un luogo dalle radiazioni e poi infine il calcestruzzo alleggerito che consente la realizzazione di manufatti dal minor impatto in termini di peso.
L’utilizzo del calcestruzzo alleggerito, nell’ambito dell’arredo urbano, è necessario quando si vuol arredare solai, terrazze o altri luoghi in cui occorre prestare particolare attenzione al peso, onde evitare cedimenti strutturali.
