Cos'è il calcestruzzo cellulare: caratteristiche e applicazioni

Il calcestruzzo cellulare fa parte della categoria dei "calcestruzzi leggeri" ed è un particolare tipo di calcestruzzo utilizzato nel settore delle costruzioni apprezzato per le sue caratteristiche di leggerezza e resistenza e le particolari doti di isolamento termico e acustico.

Calcestruzzo cellulare (foto di Pexels - Fonte: pixabay.com)

Indice

1. Manufatti di calcestruzzo
   
2. Cos'è il calcestruzzo cellulare
   
3. Come di ottiene il calcestruzzo cellulare
   
4. Principali vantaggi e svantaggi del calcestruzzo cellulare
   
5. caratteristiche cemento cellulare
   
6. Blocchi di calcestruzzo cellulare: posa in opera
   

 

Manufatti di calcestruzzo

Il calcestruzzo è largamente utilizzato nella prefabbricazione di manufatti di uso comune in edilizia, consentendo in genere soluzioni economiche e di facile esecuzione.

Caratteristiche comuni di tutti i manufatti di calcestruzzo sono la resistenza meccanica e la resistenza agli agenti atmosferici, che ne consentono l'impiego in opere esterne o interrate, senza necessità di protezione e con una riduzione al minimo dei problemi di manutenzione. Esigenze di ordine tecnico ed economico hanno spinto alla ricerca di manufatti che costituissero un'alternativa ai tradizionali mattoni e blocchi di laterizio nella realizzazione delle murature di edifici. 

Sono nati così tra i vari tipi di manufatti anche i blocchi di calcestruzzo cellulare. Questi blocchi sono quasi esclusivamente utilizzati nel caso di pareti non portanti, anche se potrebbero assumere una funzione portante in elementi poco sollecitati.

Cos'è il calcestruzzo cellulare

Il calcestruzzo cellulare è un particolare tipo di calcestruzzo leggero, chiamato così perchè all'interno della sua massa sono presenti delle piccole bolle d'aria indipendenti e non comunicanti tra loro che lo rendono particolarmente leggero e con proprietà isolanti. La massa del calcestruzzo cellulare grazie alla conformazione delle bolle d'aria assume una struttura cellulare come se fosse una spugna. 

Il calcestruzzo cellulare viene utilizzato in edilizia proprio per il suo peso ridotto e l'elevato potere isolante. Viene prodotto principalmente sotto forma di elementi prefabbricati (blocchi) per realizzare pareti e murature. Questo materiale oltre ad essere inorganico, è anche non decomponibile e non combustibile quindi ideale per essere utilizzato in tutte quelle situazioni in cui è necessario avere protezione contro il fuoco. I vuoti presenti all'interno della massa porosa del calcestruzzo cellulare oltre a conferire buone capacità di isolamento termico sono iseali anche per l'isolamento acustico.

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Come si ottiene il calcestruzzo cellulare

Il calcestruzzo cellulare (detto anche cemento cellulare) è un prodotto caratterizzato da una massa porosa molto leggera e con una discreta resistenza meccanica. In questo modo si ottengono prodotti dotati di massa volumica molto contenuta (tipo 500 kg/mc), e di bassa conduttività termica (variabile da 0,15 a 0,24 W/(m x k).

La formazione delle bolle che conferiscono la struttura cellulare e una massa porosa si ottiene attraverso due procedimenti diversi, cioè attraverso una reazione chimica oppure con l'introduzione diretta di ara.

La reazione chimica può essere ottenuta con vari procedimenti, di cui evidenziamo questi:

• impasto di calce viva, sabbia e acqua, addizionato con polvere di alluminio che combinandosi con altri elementi, genera bollicine di gas nella massa del materiale;
• impasto di malta cementizia, miscelata con schiume preformate e stabilizzate con catalizzatori;
• impasto di malte con leganti particolari e di sabbia silicea, sottoposto a uno speciale trattamento in autoclave che conferisce stabilità e leggerezza al materiale.

Un altro modo per realizzare la struttura porosa del calcestruzzo cellulare è l'introduzione di aria dall'esterno con una schiuma preformata e miscelatori ad alta velocità.

Il primo metodo viene utilizzato in stabilimento per la realizzazione di manufatti prefabbricati, mentre il secondo metodo viene utilizzato nei calcestruzzi cellulari realizzati in opera, come ad esempio per la realizzazione di sottofondi isolanti di pavimenti, di pendenze delle terrazze oppure nei casi in cui sono richieste un peso ridotto, un'elevata resistenza a compressione e un buon effetto isolante.

Principali vantaggi e svantaggi del cemento cellulare

Se dovessimo confrontare un metro cubo di calcestruzzo cellulare (leggero) e un metro cubo di calcestruzzo normale il calcestruzzo leggero ha un costo nettamente superiore. Il costo maggiore è dovuto essenzialmente al maggior costo di produzione visto le varie lavorazioni e la difficoltà di approviggionamento degli inerti leggeri.

Anche se questo potrebbe essere un grosso svantaggio in realtà il peso inferiore rispetto al calcestruzzo tradizionale permette di facilitare il trasporto e ridurre i carichi permanenti sulla struttura portante, permettendo così di ridurre la sezione degli elementi strutturali. Il peso minore e la un minor peso della struttura portante consente inoltre di costruire su terreni di scarsa portanza e non obbliga a realizzare complesse e costose opere di fondazione. Ancora il peso minore consente tra l'altro, a parità di pressione trasmessa al terreno, di costruire edifici più alti e avere così maggiore superficie abitabile. 

Il calcestruzzo cellulare resiste anche molto bene ai movimenti tellurici e a parità di sezione consente di avere una diminuzione dell'armatura metallica riducendo nettamente i costi. Quindi ricapitolando lo svantaggio del costo iniziale maggiore è compensato poi da tutta una serie di altri fattori a catena che sono alquanto positivi.

Caratteristiche cemento cellulare

Abbiamo visto cos'è il cemento cellulare e come si ottiene. Ora vediamo quali sono le principali caratterisitche di questo materiale:

• Isolamento termico: la presenza delle bolle conferisce a questo materiale elevate capacità di isolamente termico considerando la struttura della sua massa. Più elevata è la sua massa e maggiore sarà la sua capacità di isolare e viceversa. Al contrario se il materiale contiene umidità l'isolamento termico si riduce drasticamente;
  
• Isolamento acustico: non è elevatissimo perchè è proporzionale alla massa. E' la struttura cellulare a celle chiuse che consentono a questo materiale di essere maggiormente isolanete rispetto ad altri manufatti tradizionali;
  
• Resistenza al gelo e al fuoco: si comporta molto bene si con il fuoco ma anche con l'acuq ain quanto la massa assorbe lentamente l'acqua e non ha fenomeni di capillarità;
  
• Massa volumica e resistenza a compressione: la resistenza a compressione è direttamente proporzionale al peso e quindi maggiore è il peso e maggiore è la sua resistenza.
  
• Variazioni volumetriche: uno dei difetti di questo materiale è proprio caratterizzato dal ritiro idraulico e e dalla dilatazione termica che producono delle variazioni del volume e questo potrebbe provocare delle fessurazioni. La stagionatura in autoclave però è in grado di ridurre e limitare tale fenomeno.

 

Blocchi di calcestruzzo cellulare: posa in opera

La posa in opera dei blocchi per muratura avviene con uno strato di collante speciale, steso con una cazzuola a bordi dentati, in modo da formare giunti di spessore ridotto a circa 1 mm. Le pareti interne ed esterne possono essere rifinite con intonaco tradizionale oppure con intonaci speciali in genere forniti dal produttore. Altra carateristica molto importante, oltre a quelle già dette, è la lavorabilità: il materiale infatti è facilmente segabile e fresabile ad esempio per realizzare le opere murarie e le tracce per gli impianti. Esistono in commercio manufatti di calcestruzzo cellulare in forma di blocchi di svariate dimensioni, adatti a impieghi costruttivi specifici, quali pareti interne normali e resistenti al fuoco, pareti perimetrali e di tamponamento, etc.

La posa in opera dei blocchi in clacestruzzo cellulare comporta anche una minore incidenza della manodopera, rispetto ai mattoni e ai blocchi di laterizio tradizionali, velocizzando i tempi e riducendo i costi.