Come si calcola il peso del calcestruzzo armato

Il calcestruzzo detto anche conglomerato cementizio, è un impasto omogeneo costituito di legante, aggregati e acqua, che per effetto dei fenomeni di presa e indurimento attivati dal legante, raggiunge valori di compattezza e di ressitenza tipici dei materiali litoidi. Quando all'interno dell'impasto viene inserita un'armatura metallica allora abbiamo il calcestruzzo armato. Il suo peso specifico si aggira attorno ai 2300 kg/mc.

In questo articolo vedremo perchè è importante conoscere il peso del calcestruzzo armato, come si calcola e qual'è il suo peso specifico.

Getto calcestruzzo (foto di annawaldl - Fonte: pixabay.com)

Indice

1. Tipi di calcestruzzo e peso specifico
• Altri tipi di calcestruzzo
  
2. Cos'è il calcestruzzo armato
• Peso specifico calcestruzzo armato
  
3. Caratteristiche del calcestruzzo armato
4. Vantaggi e Svantaggi dell'utilizzo del calcestruzzo armato normale
5. Come si calcola il peso del calcestruzzo armato
• Tipologie e peso specifico barre per armatura metallica.

 

Tipi di calcestruzzo e peso specifico

Il calcestruzzo armato, da quando è stato inventato sul finire dell'Ottocento, ha caratterizzato e rivoluzionato il settore dell'edilizia e delle costruzioni in generale offrendo possibilità costruttive fino a prima impensabili. E' in assoluto il materiale che ha rivoluzionato l'edilizia e l'architettura del '900 e continua a farlo tutt'ora perchè negli anni la sperimentazione e la ricerca lo hanno migliorato sempre di più.

In base alle loro caratteristiche e alla natura dei componenti i calcestruzzi si distinguono in:

• CALCESTRUZZI NORMALI: ottenuti da impasti di legante, aggregati, acqua ed eventuali additivi che a maturazione avvenuta acquistano massa volumica (peso specifico) di 2200 - 2500 kg/mc con un valore medio di 2300 kg/mc. L'inserimento di barre di acciaio consente di ottenere elementi resistenti anche a trazione e strutture portanti di forma anche complessa;
  
• CALCESTRUZZI LEGGERI: sono usati per la realizzazione di elementi prefabbricati e sono ottenuti sostituendo agli aggregati normali altri materiali leggeri in granuli, come argilla espansa, vermiculite espansa, perlite espansa, etc. che riducono la massa volumica a valori che variano tra 800 e 1400 kg/mc e fino a 2000 kg/mc per calcestruzzi leggeri strutturali. In generale possiamo stabilire un valore medio di 1400 kg/mc.
  
• CALCESTRUZZO PESANTE: nell'impasto la sabbia viene sostituita con elementi chimici a elevato peso molecolare e il suo peso specifico varia dai 2600 kg/mc ai 3300 kg/mc. In questo caso il peso specifico del calcestruzzo pesante ha un valore medio di 2950 kg/mc.

 

Altri tipi di calcestruzzo 

Esistono altre due tipologie di calcestruzzo utilizzate in edilizia:

• CALCESTRUZZI ALVEOLARI: formati con particolari aggregati che lasciano numerosissimi interstizi vuoti tra i granuli. Vengono utilizzati quando si ha necessità di leggerezza e isolamento termico, ad esempio per realizzare riempimenti, o sottofondi;
  
• CALCESTRUZZI CELLULARI: ottenuti da impasti addizionati con sostanze che formano minutissimi vacuoli nella massa del materiale.

 

Armatira metallica getto calcestruzzo armato (foto di kakilambe - Fonte: pixabay.com)

Cos'è il calcestruzzo armato

Abbiamo detto che il calcestruzzo è un impasto composto da acqua, sabbia e cemento e talvolta addittivi vari. Il calcestruzzo armato (chiamato comunemente cemento armato C.A.) è un materiale ottenuto inglobando nel calcestruzzo un'armatura metallica costituita da barre di acciaio opportunamente conformate, con la funzione di assorbire gli sforzi di trazione che il calcestruzzo da solo non è in grado di sopportare.

A seconda del modo in cui agisce l'armatura metallica il calcestruzzo armato può essere:

• CALCESTRUZZO ARMATO NORMALE (C.A.)
• CALCESTRUZZO ARMATO PRECOMPRESSO (C.A.P.)

Peso specifico calcestruzzo armato

Vediamo di seguito un tabella con i pesi specifici unitari di volume dei vari tipi di calcestruzzo.

Tipi di calcestruzzo	Peso Unitario di Volume (kN/m3)
Ordinario non armato	24,0
Armato ordinario o Precompresso	25,0
Magro	22,0
Con pomice o scorie leggere di alto forno	13,00
Leggero con pomice (non strutturale)	9,5
Leggero con pomice (strutturale)	12,0
Leggero con argilla espansa (strutturale)	16,0
Con argilla espansa dosato a 1,50 kN/m3 di cemento per 1 m3 di impasto	8,0
Con argilla espansa dosato a 3,00 kN/m3 di impasto	12,0
Con pomice dosato a 2,50 kN/m3 di cemento per 1 m3 di impasto	13,0
Calcestruzzo cellulare	5,0

Caratteristiche del calcestruzzo armato

Il calcestruzzo armato non è un materiale in senso stretto, ma un materiale composto, nel quale esiste una collaborazione statitca tra calcestruzzo e armatura metallica, due materiali diversi dotati di caratteristiche complementari. In pratica il clacestruzzo è molto resistente a compressione, mentre l'acciaio, quando viene ridotto a sezioni limitate, presente un'elevatissima resistenza a trazione; l'unione di questi due materiali permette quindi di avere un materiale composto in grado di ressitere molto bene alle sollecitazioni.

Tale collaborazione è basata sull'esistenza di alcune condizioni fondamentali:

• aderenza tra acciaio e calcestruzzo;
• dilatazione termica;
• protezione dell'acciaio (copriferro).

LEGGI ANCHE: Incidenza dell'acciaio nel cemento armato 

 

Vantaggi e Svantaggi dell'utilizzo del calcestruzzo armato normale

Il ricorso alla tecnica costruttiva del calcestruzo armato consente di realizzare:

• strutture di edifici dotate di un notevole grado di monoliticità, grazie alla continuità dell'armatura metallica;
• forme degli elementi edilizi eschemi statici strutturali estremamente vari;
• rapidità e semplicità di esecuzione con il ricorso ad attrezzature di comune impiego;
• migliori livelli di sicurezza nel caso di incidenti grazie alla sua elevata resistenza al fuoco. 

 

Per contro, si possono elencare i seguenti svantaggi:

• scarse caratteristiche di coibenza acustica e soprattutto coibenza termica;
• maggiori difficoltà d modificazione degli elementi portanti e di esecuzione di consolidamenti;
• rispetto ad altri tipi di strutture;possibilità di fenomeni di degrado in presenza di particolari condizioni ambientali.  

 

Come si  calcola il peso del calcestruzzo armato

Calcolare il peso specifico del calcestruzzo è molto importante per capire nelle fasi di cantiere la computazione e quindi il costo finale della realizzazione dell'opera. Precedentemente abbiamo visto il peso specifico del calcestruzzo in base alla tipologia, ma ssempre come abbiamo già precisato il calcestruzzo armato include anche l'armatura metallica, quindi essendo un materiale composto non è possibile dare il peso specifico del calcestruzzo armato. E' possibile però conoscere il peso specifico dell'acciaio.

 

Tipologie e Peso specifico barre per armatura metallica 

Per la realizzazione dell'armatura metallica delel opere in calcestruzzo armato possono essere usate barre tonde lisce, oppure barre ad aderenza migliorata, in genere fornite con lunghezze che vanno dai 6 ai 12 m. Le barre ad aderenza migliorata sono dotate di risalti che aumentano l'aderenza al conglomerato cementizio.   

Diametro (7) (mm)	Sezione (cm)	Peso unitario (kg/m)
5	0,2	0,154
6	0,28	0,222
7	0,38	0,302
8	0,5	0,395
9	0,64	0,499
10	0,79	0,617
12	1,13	0,888
14	1,54	1,208
16	2,01	1,578
18	2,54	1,998
20	3,14	2,466
22	3,80	2,984
24	4,52	3,551
26	5,31	4,168
28	6,16	4,834
30	7,07	5,549
(7) Tranne che per le sezioni molto piccole, le barre sono prodotte soltanto nei diametri pari.

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