Nella realizzazione delle opere in calcestruzzo è fondamentale il
rapporto acqua cemento per garantire la qualità e la resistenza a compressione
e la lavorabilità dell’impasto. Vediamo quindi cos’è il
rapporto acqua cemento
e come si fa.
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| Rapporto acqua cemento e la lavorabilità dell’impasto (foto di anna waldl – Fonte: pixabay.com) |
Componenti e fattori influenti sulla resistenza
I componenti di un calcestruzzo normale sono:
- il legante: che di norma è un cemento;
- gli aggregati o inerti, costituiti da sabbia, ghiaietto e ghiaia;
- l’acqua che deve avere determinate caratteristiche.
L’insieme di questi materiali da alla luce un materiale composito chiamato
calcestruzzo. Per conferire particolari caratteristiche ai calcestruzzi
normali si possono aggiungere all’impasto eventuali sostanze, dette additivi.
La resistenza a compressione del calcestruzzo è influenzata da vari
fattori. Oltre che dalla qualità dei componenti, essa dipende dai procedimenti
adottati per la preparazione dell’impasto e per l’esecuzione delle
opere, che possono essere così suddivisi:
- Preparazione del cls:
- dosatura del legante e degli aggregati,
- determinazione del rapporto acqua cemento ideale,
- confezionamento dell’impasto.
- Esecuzione delle opere:
- modalità di getto nelle casseforme,
- vibrazione del getto,
- stagionatura del calcestruzzo.
Dosatura del legante e degli aggregati
Per ottenere una maggiore o minore resistenza del conglomerato è di
fondamentale importanza la quantità di legante impiegata. La dosatura
del cemento è di norma compresa tra i 150 kg/mc e i 300 kg/mc, a seconda se si
vogliono calcestruzzi di scarsa resistenza oppure calcestruzzi di elevata
resistenza. La corretta dosatura di leganti e aggregati è una
condizione necessaria ma non sufficiente per realizzare un calcestruzzo con le
caratteristiche volute. A parità di dosatura infatti, è possibile ottenere
calcestruzzi con caratteristiche ben diverse e questo può dipendere dal
contenuto di umidità degli aggregati e dalla granulometria.
Il rapporto acqua cemento: cos’è e come funziona
Abbiamo parlato all’inizio del rapporto acqua cemento sottolineando
l’importanza di tale numero per ottenere un calcestruzzo di qualità. Il
rapporto acqua cemento (indicato con la sigla A/C) non è altro che il rapporto
tra le quantità in peso di acqua e di cemento necessarie per l’impasto. E’ un
elemento importante per la preparazione di un calcestruzzo di buona qualità
perchè influenza in misura rilevante due caratteristiche fondamentali:
- la resistenza a compressione
- la lavorabilità dell’impasto.
Influenza del rapporto A/C sulla resistenza del calcestruzzo
La funzione essenziale dell’acqua unita al legante, è di realizzare,
attraverso l’idratazione del cemento, la
presa e l’indurimento dell’impasto. Per attivare questo fenomeno
chimico sarebbe sufficiente un rapporto A/C pari a circa 0,3 (circa 30 l di
acqua per 100 kg di cemento). Nella realtà questa quantità è sarebbe
insufficiente, poco adatta agli impieghi di cantiere. Bisogna quindi ricorrere
a rapporti acqua cemento più elevati, che consentono di avere impasti più
plastici senza influire in modo eccessivo sulle altre caratteristiche del
calcestruzzo. I valori del rapporto A/C normalmente adottati variano a seconda
degli impieghi tra 0,5 e 0,7.
L’eccesso di acqua nell’impasto, oltre a influire in maniera pesantemente
negativa sulla resistenza del calcestruzzo, può produrre altri
inconvenienti, come ad esempio:
- effetti di dilavamento, dovuto all’eccesso d’acqua che trascina via una
parte del cemento; - formazione di porosità nella massa del materiale, causati dall’evaporazione
dell’acqua interclusa; - aumento dei fenomeni di ritiro del calcestruzzo;
- possibilità di separazione degli aggregati con formazione dei cosiddetti
nidi di ghiaia.
La lavorabilità dell’impasto
La lavorabilità è la proprietà del calcestruzzo che ne definisce l’idoneità
all’impiego nelle diverse condizioni di lavoro. Essa influisce sulle seguenti
caratteristiche del getto:
- mobilità: cioè la facilità con cui il calcestruzzo può fluire nelle
casseforme e tra le armature metalliche, riempiendone tutti gli spazi; - compattabilità: cioè la possibilità di costiparlo nelle casseforme;
- stabilità: vale a dire l’attitudine dell’impasto fresco a mantenere
la sua omogeneità, senza dar luogo a fenomeni di segregazione degli
aggregati.
La lavorabilità viene valutata attraverso la consistenza del calcestruzzo
fresco, la cui misurazione avviene con varie prove e
misurazioni su calcestruzzo fresco e su calcestruzzo indurito. La consistenza, pur essendo legata a vari fattori, dipende soprattutto
dalla quantità di acqua totale impiegata, cioè quella immessa nell’impasto più
quella contenuta negli aggregati. In conclusione per ottenere un calcestruzzo
più fluido (e quindi più lavorabile) è necessario aumentare la dosatura
dell’acqua e, contemporaneamente, quella del cemento, in modo da mantenere
costante il valore del rapporto A/C.
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