Fondamenti e Proprietà del Calcestruzzo: Dalla Miscela all'Indurimento

Componenti Essenziali del Calcestruzzo

Importanza del Rapporto Acqua/Cemento

Il cemento, finemente polverizzato, si combina con l'acqua in un rapporto fondamentale chiamato rapporto acqua/cemento.

Plasticità del Calcestruzzo

Grazie alla sua plasticità, il calcestruzzo si adatta a qualsiasi forma, assumendo quella dello stampo in cui viene versato.

Gli Aggregati (Inerti) e la Loro Funzione

Gli aggregati sono un materiale granulare composto da particelle di origine lapidea di diverse dimensioni. Il loro obiettivo fisso e stabile è quello di costruire lo scheletro o la struttura inerte all'interno del calcestruzzo armato.

Che Cos'è il Calcestruzzo?

Il calcestruzzo, nella sua forma più generale, è composto da una massa di materiali lapidei associati a leganti. Si tratta di un elemento costituito da aggregati (inerti) e pasta di cemento.

Classificazione e Tipi di Calcestruzzo

Esistono diversi tipi di calcestruzzo, tra cui:

• Calcestruzzo ordinario
• Calcestruzzo per grandi masse
• Calcestruzzo pre- e post-teso
• Calcestruzzo per acquedotti
• Calcestruzzo per pavimentazione
• Calcestruzzo traslucido
• Calcestruzzi speciali

Dimensione delle Particelle (Granulometria)

La dimensione delle particelle si riferisce alla misura del grano (granulometria) degli aggregati.

La Pasta di Cemento e il Legante Idraulico

Definizione di Pasta di Cemento

La pasta di cemento è formata dalla miscela di cemento idraulico e acqua ed è il legante attivo del calcestruzzo. La miscela fresca di questi due elementi è chiamata pasta di cemento.

Il Cemento come Legante Idraulico

Il cemento si presenta come una polvere fine, morbida, di colore grigio. Mescolato con l'acqua, forma una pasta che indurisce sia sott'acqua che in aria.

Per questa caratteristica e per la necessità di acqua per la sua maturazione, è definito come legante idraulico.

Lavorazione e Messa in Opera

Ottenimento di una Miscela Omogenea

La miscela omogenea di questi materiali si ottiene attraverso un dosaggio in quantità adeguate, al fine di formare una massa plastica e facile da lavorare. Questo permette di conferire proprietà specifiche e di modellarla nella forma desiderata.

Ruolo delle Casseforme

Le casseforme sono un tipo di costruzione temporanea che viene installata per contenere il calcestruzzo fresco e dargli forma. Una volta che il calcestruzzo ha raggiunto la resistenza necessaria, la cassaforma viene rimossa (*disarmata*).

Consolidamento o Compattazione

Lo scopo del consolidamento è quello di compattare il calcestruzzo all'interno degli stampi o delle casseforme, espellendo quanta più aria intrappolata possibile per ottenere la forma desiderata.

Relazione tra Compattazione e Densità

La compattazione mira principalmente a espellere l'aria intrappolata nelle casseforme, in modo che la densità del calcestruzzo risulti maggiore.

La Segregazione

La segregazione si verifica a causa di una scorretta espulsione dell'aria nel calcestruzzo o di un dosaggio errato, portando alla separazione dei componenti.

Vantaggi e Stagionatura del Calcestruzzo

Quali sono i Vantaggi del Calcestruzzo come Materiale?

Il calcestruzzo offre numerosi vantaggi:

• È un materiale economico.
• Permette di ottenere le forme desiderate.
• È facile da trasportare.
• Può essere lavorato a diverse temperature.
• È resistente ai carichi (come vento e neve) e agli agenti esterni (corrosione, ambiente aggressivo e fuoco).
• Può essere realizzato all'aperto, sottoterra o sott'acqua.

La Stagionatura (*Cura*)

Affinché il calcestruzzo sviluppi la sua resistenza, specialmente nella sua “prima giovinezza” (durante le prime ore e giorni), è richiesta la presenza costante di acqua. Questa procedura, volta a mantenere l'umidità necessaria, è conosciuta come stagionatura (*cura*).

Indurimento e Fenomeni Correlati

Definizione di Indurimento

L'indurimento è la fase successiva alla presa, in cui la pasta di cemento acquisisce progressivamente durezza e una forte resistenza meccanica.

Tempi di Presa Stimati

In condizioni normali, il calcestruzzo rimane in uno stato plastico per circa 3 ore. La presa inizia e si solidifica completamente entro 4-5 ore dalla preparazione.

Falsa Presa (*False Set*)

La falsa presa è causata dalla disidratazione del gesso, che provoca un rapido irrigidimento iniziale e la formazione di uno scheletro rigido. Non si tratta di una vera e propria crosta secca.

Presa Lampo (*Flash Set*)

La presa lampo si verifica quando il cemento è di scarsa qualità, o quando manca completamente l'agente ritardante. Questo fenomeno provoca un irrigidimento prematuro dovuto a reazioni chimiche rapide e irreversibili.

Reazione Esotermica

Una reazione esotermica è una reazione chimica che libera calore (fenomeno tipico dell'idratazione del cemento).

Variazione di Volume

La variazione di volume è dovuta all'espansione (se l'ambiente ha elevata umidità) o alla contrazione (se l'umidità è bassa).

Impatto sul Cemento

Queste variazioni di volume influenzano direttamente la stabilità e la durabilità del cemento.