Lessico - F. Hennebique costruisce il primo solaio in c. armato e nel 1898 un ponte ad arco

Lessico

sm. [sec. XIV; dal lat. caementum, pietra rozza da costruzione,

sasso, da caedere, tagliare, frantumare]. 1) Materiale artificiale

legante, capace di agglomerare sostanze incoerenti in presenza di

acqua e, indurendo, di renderle una massa unica consistente.

., elemento atto a rafforzare rapporti, relazioni, vincoli tra

individui e popoli: 'l'opinione, che è forse il solo c. della società'

(Beccaria). 990000 1003002) Nelle rocce sedimentarie clastiche, il minerale

formatosi dopo la deposizione del sedimento per precipitazione

dalle soluzioni circolanti entro i vuoti fra granulo e granulo. Il c.

(generalmente calcite, dolomite, silice, siderite) serve così da

legante per la roccia stessa conferendole compattezza. In

relazione alla funzione che svolgono, i vari tipi di c. assumono

nomi diversi quali: di cavità, intergranulare, marginale, di frattura.

990000 0612003) In medicina il termine viene usato in più accezioni. A) Dal

punto di vista anatomico indica il tessuto calcificato che

costituisce il rivestimento esterno della radice del dente. Viene

prodotto da speciali cellule del connettivo dette cementoblasti. Il

c. agisce da struttura di attacco alla membrana periodontale, per

cui le sue alterazioni possono causare la perdita della facoltà di

impianto del dente nel suo alveolo. B) In odontoiatria, prendono il

nome di c. particolari materiali adoperati per l'otturazione delle

cavità dentarie. I c. sono ottenuti per combinazione di una

polvere e di un liquido che danno vita a una massa plastica la

quale indurisce più o meno rapidamente. Tra i materiali

cementanti di più comune impiego vi sono il c. all'ossido di zinco-

eugenolo, quello all'ossi-fosfato di zinco,il c. al silicato e al silico-

fosfato. 990000 060001C) Dal punto di vista della patologia, il c. usato

nell'edilizia è anche responsabile di una dermatite cronica

localizzata alle mani di coloro che lo manipolano quotidianamente

per motivi professionali. La dermatite è di tipo eczematoso, con

pelle secca e desquamata, ed è facilitata dalle abrasioni e piccole

ferite che spesso presentano le mani dei lavoratori che fanno uso

di cemento. La prevenzione viene attuata con guanti e creme

protettive. 990000 0910044) In metallurgia, termine generico per indicare le

sostanze con cui vengono posti a contatto alcuni materiali

metallici (in particolare gli acciai) nei trattamenti di cementazione.

990000 0300025) In chimica, termine usato per indicare il precipitato del metallo

più nobile ottenuto dalle reazioni di cementazione.990000 091113

Tecnica

Il c. proviene dalla cottura di una miscela di calcare e argilla: a

seconda che queste sostanze si trovino già unite in natura nei

calcari marnosi con opportuna composizione o vengano

intimamente miscelate dall'uomo, il c. si dirà naturale o

artificiale . Oggi la produzione riguarda quasi

esclusivamente questo secondo tipo di c., sia per la difficoltà di

reperire marne adatte sia per l'incostanza della loro composizione.

Caratteristica dei c. è il fenomeno della presa, che si realizza in

presenza di acqua grazie alla formazione di alluminati idrati, con

successivo indurimento nel tempo, che conferisce al prodotto

durezza e resistenza. A seconda della rapidità del fenomeno, in

stretto rapporto con i costituenti, i c. possono classificarsi in c. a

lenta presa e c. a presa rapida. Nelle costruzioni civili quando si

parla di c. si intende sempre fare riferimento a quello idraulico, c.

che indurisce e fa presa tanto all'aria che in presenza di acqua. I

requisiti chimici, fisici e di resistenza di questo c. sono fissati in

ogni Paese da norme precise: in Italia dalla legge 595 del 1965 la

quale richiede una resistenza meccanica di 60 kg/cm2 a flessione

e di 325 kg/cm2 a compressione dopo 28 giorni di indurimento e

inoltre il controllo della composizione chimica del c., del suo

grado di finezza, indeformabilità, velocità di presa, che viene

effettuato mediante apposite prese.

Classificazione

La normativa italiana classifica i c. fondamentali in Portland,

pozzolanico, d'altoforno, alluminoso o fuso, considerando dei

primi tre sia il tipo normale sia quello ad alta resistenza . C.

Portland: è il c. idraulico classico, il cui processo di produzione è

quello tipico fondamentale di ogni altro cemento; può essere

naturale, ma più spesso artificiale e comunque deve contenere

calcare e argilla nelle proporzioni rispettivamente del 78 e del

22%. La miscela di calcare e argilla per i Portland artificiali si può

preparare per via secca (con polverizzazione meccanica) o per

via umida (stemperando in acqua le sostanze e separandole poi

per decantazione); la miscela, dopo omogeneizzazione o impasto,

viene avviata ai forni, verticali o rotativi, per la cottura. I forni

maggiormente usati sono quelli rotativi consistenti in un cilindro

inclinato (lunghezza 60-l30 m, diametro 3-5 m), rotante intorno

al proprio asse, nel cui interno la temperatura aumenta

gradualmente procedendo verso il basso. Nel forno, la miscela

viene caricata dall'alto, avanza lentamente riscaldandosi e

cuocendosi fino al punto di maggior temperatura (ca. 1400 sC); il

prodotto cotto (clinker) cade allora in un secondo cilindro più

corto dove si raffredda per aerazione. Il clinker viene poi

macinato in mulini a sfere e infine depositato in silos. Unendo al

clinker, durante la macinazione, della pozzolana (30-45%) oppure

scorie dell'altoforno (15-50%) si ottengono rispettivamente  c.

pozzolanico e c. d'altoforno.Questi tre tipi di c., se fabbricati

con particolare precisione e macinazione più spinta, migliorano

ulteriormente le loro caratteristiche meccaniche ( c. ad alta

resistenza); se invece le loro caratteristiche risultano inferiori a

quelle normali ma non a determinati limiti prestabiliti, si dicono  c.

per sbarramenti di ritenuta.Il c. alluminoso o fuso si ottiene

dalla fusione in forni elettrici e successiva macinazione di una

miscela di calcare e bauxite, sostanze che conferiscono al c.

maggiore rapidità di indurimento, elevata resistenza meccanica e

resistenza all'azione dei solfati. ¶

§Si possono ottenere c. speciali con caratteristiche diverse che li

rendono rispondenti di volta in volta a particolari esigenze.

Avremo così: c. bianco, per decorazioni ed esterni, composto da

materie prime esenti da ferro e inoltre cotto con combustibile non

ferroso; c. espansivo, il quale, per l'aggiunta di una piccola

quantità di solfato di alluminio, subisce un leggero rigonfiamento

durante la presa; c. ferrico, ad alto tenore di ferro, resistente alle

acque marine; c. di grappiers, ottenuto per macinazione di residui

(grappiers) di estinzione della calce idraulica; c. misti, per

mescolazione di c. Portland con calci idrauliche; c. romano, per

calcinazione e successiva macinazione di calcari argillosi con forti

percentuali di silice; c. ipersolfato, ottenuto da una miscela

contenente clinker in piccola dose con scorie d'altoforno e poco

solfato di calcio; c. magnesiaco o c. Sorel, composto da due

parti di magnesia calcinata e una di cloruro di magnesio, idoneo

per ottenere lastre isolanti e di rivestimento inglobando inerti di

vario genere; c. di scorie, oggi poco usato, ottenuto per

macinazione di scorie con calce idrata; c. amianto o

fibrocemento(eternit, fibronit, ecc.), ottenuto da c. Portland con

l'aggiunta di fibre di amianto che consentono, quando è ancora

umido, di lavorarlo come la pasta per carta; le fibre d'amianto

rendono tale c. adatto alla costruzione di tubi, lastre di copertura,

rivestimenti, per le caratteristiche di elasticità, impermeabilità e

scarsa conduttività termica che posseggono: per l'alta pericolosità

nella lavorazione e nell'impiego, a seguito di ricerche

epidemiologiche l'uso di c. amianto nell'edilizia è regolamentato

con D.P.R. n. 215 del 25 maggio 1988; c. antiacido, a base di

polvere di quarzo e silicato di soda; c. da formatura, variamente

composto per realizzare manufatti diversi; c. inglese, per impasti

di gesso con soluzione acquosa di allume o di brace;  c. reticolato

o retinato, realizzato ricoprendo di c. una rete metallica per

formare elementi edilizi come pannelli di tamponamento, serbatoi,

ecc.; c. fibroso, ottenuto per imbibimento della filaccia di canapa

con malta molto fluida, usato nei giunti dei tubi in c. con

materiale di tenuta. §Occorre infine ricordare l'uso corrente che si

fa del termine c. per definire materiali che più propriamente

dovrebbero essere chiamati calcestruzzi, prodotto di base usato

per realizzarli. Tali sono: c. aerato, incorporante per il 5% aria

che gli conferisce maggiore resistenza al gelo, ma meno

resistenza in condizioni di normalità; c. alveolare, nel quale per

ottenere la formazione di bolle d'aria vengono inglobati particolari

aggregati, opportunamente trattati; c. refrattario, con resistenza

ad alte temperature migliorata dalla sua composizione di aggregati

refrattari e legante alluminoso; c. sotto vuoto, dal quale è stata

pompata via l'acqua in eccesso mediante pompe inserite nelle

casseforme; c. vibrato, disidratato mediante vibrazione attraverso

una tela a trama fitta. Vengono talvolta detti c. bituminoso e c.

leggero anche i rispettivi calcestruzzi.

Cemento armato

Questo termine, di uso corrente, definisce quello che più

propriamente andrebbe chiamato calcestruzzo armato e cioè un

materiale da costruzione, artificiale ed eterogeneo, ottenuto

inglobando nel conglomerato cementizio opportune armature

metalliche. La resistenza di questo materiale nasce dalla

collaborazione tra calcestruzzo (resistente a compressione) e

acciaio (che ha elevata resistenza a trazione) resa possibile

dall'aderenza e dall'attrito che si sviluppano tra di essi. Perché il c.

armato svolga l'azione richiesta è necessario disporre le barre di

acciaio esattamente in quelle parti della sezione di calcestruzzo

che si prevede saranno sollecitate a trazione, conferendo così

all'elemento di conglomerato la capacità di resistere. La presenza

del calcestruzzo protegge a sua volta il ferro dagli agenti

atmosferici e dal fuoco, garantendone una resistenza integrale. Un

elemento in c. armato si realizza gettando calcestruzzo allo stato

pastoso in casseforme che gli daranno la forma voluta e nelle

quali si sia preventivamente disposta l'armatura resistente; una

volta effettuata la presa e completato l'indurimento, si provvederà

al disarmo dell'opera rimuovendone gli elementi di sostegno (v.

anche armatura). La teoria statica del c. armato si fonda sulla

considerazione che si tratta di un materiale omogeneo e isotropo e

parte dalle ipotesi fondamentali di aderenza dei due materiali,

uguaglianza dei rispettivi allungamenti unitari, conservazione delle

sezioni piane; proporzionalità fra tensioni e deformazioni (legge di

Hooke); non resistenza del calcestruzzo a trazione. Inoltre la

teoria mette in relazione i due moduli di elasticità (Ea del ferro, Eb

del calcestruzzo) attraverso un coefficiente di omogeneizzazione 

n che i regolamenti italiani stabiliscono valere  n=Ea × Eb /10; da

ciò nasce il concetto dell'area ideale ( Ai), somma dell'area

effettiva di calcestruzzo (

Ab) e di quella omogeneizzata del ferro ( Aa) espressa dalla

formula Ai = Ab + nAa. Per il progetto di una struttura in c.

armato è determinante, proprio per la sua intrinseca

composizione, la conoscenza dell'effettiva distribuzione degli

sforzi interni, affinché sia possibile determinare la quantità e la

posizione dei ferri in rapporto alle condizioni di carico. ¶

Rispetto alle strutture realizzate con altri materiali, quelle in c.

armato presentano alcuni vantaggi, come minor costo delle

materie prime, nessun problema di manutenzione, maggiori

stabilità e sicurezza agli incendi nei confronti di quelle metalliche,

maggiori leggerezza e stabilità alle forze orizzontali (importante

per le costruzioni in zona sismica) nei confronti di quelle in

muratura; mentre i loro aspetti negativi riguardano essenzialmente

la sonorità, la difficoltà di poter eseguire modifiche sull'opera

ultimata e l'impossibilità di recupero del materiale. I primi

esperimenti con strutture in c. armato risalgono al sec. XIX e

furono opera dei francesi J. Lambot, F. Coignet e J. Monier; i

brevetti ottenuti da quest'ultimo fra il 1858 e il 1878 furono

acquistati da Austria e Germania che li perfezionarono. Nel 1888

F. Hennebique costruisce il primo solaio in c. armato e nel 1898

un ponte ad arco; tra i primi edifici la chiesa di St.-Jean de

Montmartre (1894-l904) di A. de Baudot, e la casa di rue

Franklin (1903) di A. Perret, a Parigi. Con il sec. XX inizia tutta

una serie di realizzazioni che esploreranno tutto il possibile campo

di applicazione del c. armato, dalla trave all'arco, dal solaio alla

lastra, alla volta, agli elementi prefabbricati, alla precompressione.

Con il c. armato si possono ormai realizzare sia intere strutture

monolitiche sia elementi strutturali in grado di collaborare anche

con altri materiali: fondazioni, pilastri (con staffatura semplice o

cerchiati), travi, cerniere, telai, archi, solette e lastre sia lisce sia

nervate, scale, volte a semplice e doppia curvatura, volte sottili

resistenti per forma (fino a coprire luci di 200-300 m) e inoltre

manufatti come tubi, acquedotti, serbatoi, dighe e persino natanti.

Sono infatti realizzabili, soprattutto con ferro-cemento, scafi fino

a 2500 t di stazza, bacini galleggianti, chiatte, ecc.

Cemento armato precompresso

È un c. armato presollecitato mediante una particolare tecnica

consistente nella trazione delle armature con conseguente

insorgere di uno stato di compressione nel calcestruzzo. Questa

tecnica si rende necessaria quando occorra far sopportare alla

struttura forti sollecitazioni di trazione; la tensione delle armature

determina infatti nel calcestruzzo uno stato di compressione al

quale si sommeranno algebricamente le tensioni di trazione indotte

dal carico, che saranno così ridotte a semplici decompressioni del

calcestruzzo. La messa in trazione delle armature  si può

realizzare con due diversi metodi: ad armatura aderente (pretesa)

e a cavi scorrevoli (postesa). Nel primo caso la trazione viene

effettuata prima del getto e cessa subito dopo l'indurimento del

calcestruzzo determinandovi uno stato di compressione,

conseguente alla tendenzadelle armature, una volta rilasciate, a

riassumere lo stato che viene poi mantenuto costante

dall'aderenza tra acciaio e conglomerato; risulta particolarmente

importante in questo caso la superficie specifica dei cavi, che

viene aumentata con particolari processi di laminazione.