Caratteristiche del calcestruzzo - Materiali per Edilizia

Cos'è il calcestruzzo

Dal latino calcis structio, il calcestruzzo è uno dei materiali edilizi più comuni e diffusi al mondo. Qualunque muratore è a conoscenza di questo materiale, che viene utilizzato praticamente per ogni tipo di opera muraria nell'edilizia contemporanea. Questo è un conglomerato artificiale composto da una miscela di tre diversi elementi: il legante, l'acqua e aggregati, a cui eventualmente possono essere aggiunti diversi additivi chimici che interessano la composizione fisica e chimica del materiale. Per il legante viene utilizzato il diffusissimo cemento idraulico, sviluppato agli inizi dell'ottocento in Inghilterra e in Francia, mentre come aggregati prevale l'uso di aggregati fini come la sabbia, pur non tralasciando la possibilità di utilizzo di aggregati grossi come la ghiaia, a seconda dello scopo e dell'effetto che il muratore vuole ottenere.

Proprietà del calcestruzzo

Come già spiegato, il calcestruzzo si compone di tre elementi la cui miscela deve essere ben calibrata poiché ogni variazione nella quantità e nelle proporzioni tra i vari elementi dà vita ad un conglomerato con proprietà differenti. Infatti, prima delle miscele vengono effettuati diversi studi per individuare il perfetto dosaggio degli ingredienti, in modo tale da ottenere un materiale adatto al lavoro che ci si appresta a compiere. La composizione chimica e fisica di questi tre elementi principali dà vita ad un materiale molto resistente capace di reagire a tutte le forze di compressione che agiscono sul calcestruzzo, a differenza della capacità di resistere a sforzi di trazione diretta e di trazione per flessione, tipologie di forze e di trazioni tali da spezzare la lastra di calcestruzzo e farle così perdere il suo utilizzo.

Tecniche di miscela del calcestruzzo

Se non volete assumere un professionista e volete cimentarvi in un lavoro edile fai da te dove è indispensabile l'utilizzo del calcestruzzo, ecco cosa si deve sapere per ottenere una miscela in grado di soddisfare ogni vostra necessità o desiderio. Innanzitutto è ovvio, seppur opportuno, specificare che la qualità dell'impasto ottenuto è rapportato alla qualità della materia prima utilizzata. In relazione alla quantità che ci serve, può essere utile avere una betoniera elettrica se le dosi sono elevate. La lavorabilità della miscela aumenta se le dosi di acqua sono alte, ma si rischia di perdere la resistenza meccanica data dal cemento e da eventuali additivi se il liquido è in quantità enormi. Le dosi invece variano anche di molto a seconda del tipo di lavoro, possono andare dai 20 ai 200 chili di cemento richiesto.

Tempi di preparazione e asciugatura del calcestruzzo

Una volta trovata la miscela giusta e amalgamato il tutto, si otterrà un impasto che non deve essere né troppo morbido e malleabile ma neanche troppo duro e solido. I tempi che si hanno a disposizione per poter effettuare la gettata di calcestruzzo, prima che questo si rapprenda all'interno del recipiente scelto per miscelare, variano tra l'ora e l'ora e mezza, a seconda delle quantità d'acqua utilizzate, pertanto è necessaria una buona velocità che consenta di non far rapprendere la miscela. Una volta che l'opera è stata compiuta, bisogna aspettare che il calcestruzzo solidifichi del tutto. I tempi di asciugatura variano dalle 36 alle 48 ore, ma questi tempi possono cambiare a seconda delle condizioni climatiche, della temperatura e se il lavoro è stato compiuto all'interno di un edificio oppure all'esterno.

La variante del calcestruzzo armato

Una delle tipologie di calcestruzzo più moderne è il calcestruzzo armato, scoperto dal giardiniere francese Monier e brevettato nel 1867, e che viene solitamente chiamato cemento armato, nonostante questo sia semplicemente il legante che viene utilizzato. Questa variante prevede, oltre acqua e agglomerati, un legante in cui viene inserita un'armatura, ovvero barre metalliche d'acciaio, che vengono poste in maniera tale da formare una gabbia. Il legante viene in seguito aggiunto agli altri elementi, dando vita a questo nuovo tipo di conglomerato. Il calcestruzzo armato ha una notevole resistenza di molto maggiore rispetto alla controparte senza l'aggiunta di barre metalliche, e viene costantemente utilizzato nelle opere edilizie civili per innalzare muri portanti e pareti, o architravi e traverse.

Origini del calcestruzzo

Fin dall'antichità l'uomo ha cercato di costruire strutture sempre più grandi, maestose e solide. Uno dei materiali a disposizione era proprio il calcestruzzo, già presente durante il periodo egizio e greco, con tracce giunte ai giorni nostri come l'acquedotto di Sparta. La tecnica fu poi elevata dai romani, che la applicarono anche per le fondamenta e per le strade. In seguito il suo utilizzo e sviluppo caddero in disuso fino all'avvento dell'umanesimo e ai miglioramenti apportati in Francia nel 17° secolo che rividero l'utilizzo nel calcestruzzo negli edifici. In seguito, durante l'ottocento, la tecnica di creazione del calcestruzzo fu ancor più sviluppata da inglesi e francesi, insieme a varie e nuove tipologie di legante, che resero il calcestruzzo adoperato per tutte le strutture edili dell'epoca, fino ad arrivare ai giorni nostri.

Domande frequenti

Qual è la composizione base del calcestruzzo e quali ruoli svolgono i suoi componenti?

Il calcestruzzo è un conglomerato artificiale ottenuto dalla miscela di tre elementi fondamentali: il legante (solitamente cemento idraulico), l’acqua e gli aggregati (sabbia fine o ghiaia grossa). A questa base possono essere aggiunti additivi chimici per modificare le proprietà fisiche e chimiche del materiale. La qualità finale dipende strettamente dal corretto dosaggio di questi ingredienti: un bilanciamento preciso garantisce la resistenza meccanica necessaria per l'opera edile, mentre sbalzi nelle proporzioni possono compromettere la struttura.
Quanto tempo ho per lavorare il calcestruzzo dopo averlo miscelato?

Hai a disposizione un tempo limitato, generalmente compreso tra un’ora e un’ora e mezza, per eseguire la gettata prima che il materiale inizi a rapprendersi nel recipiente di miscelazione. Questo intervallo varia in base alla quantità d’acqua utilizzata e alle condizioni ambientali. È fondamentale agire con rapidità ed efficienza per garantire una corretta posa in opera. Una volta versato nell'forma definitiva, il processo di solidificazione completa richiede ulteriori 36-48 ore, influenzate da temperatura e umidità.
Cos'è il calcestruzzo armato e perché è superiore al semplice calcestruzzo?

Il calcestruzzo armato è una variante moderna che integra nel conglomerato un'armatura di barre metalliche d'acciaio disposte a gabbia. Mentre il calcestruzzo tradizionale eccelle nella resistenza alla compressione, soffre sotto sforzo di trazione o flessione. L'acciaio compensa questa debolezza, conferendo al materiale una resistenza complessiva molto maggiore. Per questo motivo è indispensabile nelle opere civili per realizzare muri portanti, pareti strutturali, architravi e traverse che devono sostenere carichi significativi.
Posso preparare il calcestruzzo in casa per piccoli lavori fai-da-te?

Sì, è possibile cimentarsi in piccoli lavori, purché tu tenga conto che la qualità dell'impasto dipende direttamente dalla qualità delle materie prime e dalla precisione del dosaggio. Per quantità elevate è consigliabile utilizzare una betoniera elettrica. Attenzione all'acqua: aumentarne la dose migliora la lavorabilità, ma riduce drasticamente la resistenza meccanica finale. Le dosi di cemento possono variare dai 20 ai 200 kg a seconda del progetto; un errore nel calcolo può rendere l'opera fragile e inefficace nel tempo.