Il calcestruzzo è un materiale fondamentale nell’edilizia moderna, utilizzato in una vasta gamma di progetti, dalle fondazioni degli edifici ai ponti e alle strade.
Comprendere la sua composizione, le sue proprietà e il suo utilizzo può fare la differenza nella riuscita di un progetto edilizio. In questa guida, esploreremo nel dettaglio cos’è il calcestruzzo, la sua evoluzione nel tempo, la composizione, le diverse tipologie esistenti, la sua durata nel tempo e i costi associati.
Cos'è il calcestruzzo
Il calcestruzzo è un materiale composito formato da tre componenti principali: aggregati (ghiaia, sabbia), legante (cemento) e acqua. Quando questi materiali vengono miscelati, si forma una pasta che, una volta indurita, diventa resistente e duratura.
Il calcestruzzo è altamente versatile e può essere modellato in diverse forme, rendendolo ideale per una vasta gamma di applicazioni edilizie.
Il cemento, spesso confuso con il calcestruzzo, è in realtà uno dei componenti del calcestruzzo. Il cemento agisce come legante che, mescolato con acqua, forma una pasta che incolla gli aggregati tra loro, conferendo al calcestruzzo la sua resistenza.
Invenzione e migliorie nel tempo del calcestruzzo
L’uso del calcestruzzo risale a tempi antichi, con le prime tracce risalenti ai Romani che utilizzavano una forma primitiva di calcestruzzo per costruire strutture imponenti come il Pantheon e il Colosseo. Tuttavia, il calcestruzzo moderno è stato perfezionato nel XIX secolo con l’introduzione del cemento Portland, sviluppato da Joseph Aspdin.
Nel corso degli anni, sono state introdotte diverse migliorie, come l’aggiunta di additivi chimici che migliorano la lavorabilità, la resistenza e la durabilità del calcestruzzo. Altre innovazioni includono il calcestruzzo armato, in cui vengono inserite barre di acciaio per aumentare la resistenza alla trazione e la capacità di sopportare carichi pesanti.
Composizione del calcestruzzo
La composizione del calcestruzzo può variare a seconda dell’uso specifico, ma i componenti principali rimangono gli stessi:
- Aggregati: Costituiscono circa il 60-75% del volume totale del calcestruzzo. Possono essere sabbia, ghiaia o pietrisco.
- Cemento: Agisce come legante e costituisce circa il 10-15% del volume.
- Acqua: Necessaria per l’idratazione del cemento e per facilitare la miscelazione degli aggregati, rappresenta circa il 15-20% del volume.
- Additivi: Sostanze chimiche aggiunte per migliorare proprietà specifiche, come la resistenza alla compressione, la lavorabilità e la durabilità.
La proporzione di questi componenti può essere modificata per ottenere calcestruzzi con caratteristiche diverse, ciascuno adatto a specifiche esigenze costruttive.
Tipologie di calcestruzzo
Abbiamo visto che la proporzione dei componenti determina le caratteristiche specifiche del calcestruzzo, come resistenza, durabilità e lavorabilità.
La varietà nelle combinazioni di questi materiali consente la creazione di calcestruzzi adatti a una vasta gamma di applicazioni nell’edilizia e nelle infrastrutture. Oltre ai calcestruzzi ordinari o NR o NSC (Normal Strenght Concrete) esistono vari tipi a seconda del conglomerato:
- Calcestruzzo armato: chiamato così per l’aggiunta nel conglomerato di un’armatura metallica costituita da barre d’acciaio o reti metalliche, la cui funzione è quella di assorbire gli sforzi di trazione. Viene utilizzato soprattutto per la realizzazione di strutture portanti degli edifici o per strutture che devono resistere a sollecitazioni dinamiche;
- Calcestruzzo alveolare: chiamato anche calcestruzzo aerato autoclavato, è caratterizzato dalla presenza di piccole bolle d’aria all’interno della sua struttura, in grado di renderlo eccezionalmente leggero rispetto al tradizionale calcestruzzo;
- 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 drenante e fonoassorbente: calcestruzzo più leggero e poroso che
permette il filtraggio dell’acqua grazie ad un conglomerato privo di aggregati con granulometrie fini (sabbia). Viene utilizzato principalmente per la pavimentazione dei parcheggi pubblici per evitare gli allagamenti; - Calcestruzzo al grafene: recentemente sviluppato, si tratta di un particolare tipo di calcestruzzo in grado di produrre calore (cosiddetto calcestruzzo conduttivo) grazia alla presenza di nano materiali ad alta conduttività come il grafene. Il suo utilizzo è pensato per scopi diversi da quelli puramente strutturali come ad esempio l’auto riscaldamento o lo stoccaggio di energia;
- Calcestruzzo autoriparante e sostenibile: prodotto con una riduzione delle emissioni di CO2 di circa il 20% inferiori rispetto a un calcestruzzo realizzato con le tecniche tradizionali, questo calcestruzzo innovativo ha inoltre una capacità di auto ripararsi;
- Calcestruzzo proiettato: applicato mediante getto ad alta pressione, il calcestruzzo proiettato è utilizzato per il ripristino e la protezione di superfici, spesso in opere di ingegneria civile;
- Calcestruzzo prefabbricato: viene prodotto in stabilimenti e trasportato direttamente sul sito per un maggiore controllo sulla qualità e per tempi di produzione più rapidi. Utilizzato soprattutto per elementi strutturali come travi, colonne e pannelli;
- Calcestruzzo autocompattante: consistenza che permette il colamento e la distribuzione omogenea senza bisogno di vibrazione, è particolarmente utile in aree con complessità geometriche elevate.
Durata e costo del calcestruzzo
La durata del calcestruzzo è notevole, con una vita utile che può superare i 100 anni, a condizione che venga correttamente miscelato e posato. La durabilità del calcestruzzo dipende anche dalla qualità dei materiali utilizzati e dalle condizioni ambientali a cui è esposto.
Il costo del calcestruzzo può variare in base a diversi fattori:
- Tipo di Calcestruzzo: calcestruzzi speciali, come quelli ad alta resistenza o con additivi particolari, possono essere più costosi.
- Quantità: più grande è il progetto, più elevato sarà il costo totale, ma spesso il costo per unità può diminuire grazie alle economie di scala.
- Trasporto e posizionamento: Il trasporto del calcestruzzo e il costo della manodopera per la sua messa in opera possono influenzare significativamente il prezzo finale.
In generale, il costo del calcestruzzo può oscillare tra i 60 e i 100 euro per metro cubo, esclusi i costi di trasporto e posa.
Conclusione
Il calcestruzzo è un materiale versatile e duraturo, essenziale per la costruzione di strutture moderne.
Comprendere la sua composizione, la sua evoluzione storica e i costi associati è fondamentale per chiunque lavori nel settore edilizio.
