Le malte e il Calcestruzzo

Approfondimenti per l’indirizzo Costruzioni, ambiente e territorio
LE MALTE
Le malte sono degli impasti di sabbia legante ed acqua. A secondo del tipo di legante che si utilizza,
distinguiamo i seguenti tipi di malta:
Malta di calce aerea
Il legante è costituita da calce aerea (Ca(OH)2), ha una colorazione biancastra, si prepara
utilizzando una comune betoniera mescolando una percentuale di 2 parti di calce idrata. 2 parti di
acqua e 3 parti di sabbia. viene anche commercializzata già premiscelata in sacchetti di carta del
peso di 25 Kg, cui bisogna aggiungere solo l’acqua, oppure in sacchi di plastica dove è presente
anche l’acqua di impasto e pertanto è già pronta all’uso, questo è possibile perché la presenza di
acqua impedisce l’indurimento della calce. Questo ultimo tipo di prodotto viene comunemente detto
“tonachino”. La malta di calce viene impiegata per realizzare intonaci, specie quelli interni con un
superficie perfettamente liscia. Il suo impiego oggi trova un nuovo impulso perché è apprezzata
nella cosiddetta edilizia ecologica, poiché da origine ad un intonaco molto traspirante. Indurisce
ovviamente in presenza di aria, poiché per l’indurimento deve assorbire anidride carbonica presente
nell’atmosfera.
Malta di cemento
Il legante è costituito da cemento Portland comune, presente in percentuale di una parte di
cemento, una parte di acqua di impasto e quattro parti di sabbia. È una malta molto con resistenza
superiore a quella di calce. Viene usata come legante per le
murature di pietra o mattoni, per gli intonaci, per la posa in opera
dei pavimenti (in questo caso prende il nome di malta di
allettamento) per sottofondi. La presa e l’indurimento avvengono
anche in presenza di acqua essendo il cemento un legante
idraulico. In commercio si trova anche una malta preconfezionata
cui bisogna aggiungere solo l’acqua di impasto, questa ultima
non può essere aggiunta prima negli stessi sacchetti perché
altrimenti la malta indurirebbe prima che sia possibile utilizzarla.
Malta di cemento e calce
In questo caso vengono mescolati insieme, oltre che alla sabbia anche i due leganti: il
cemento e la calce, da origine ad una malta con buone caratteristiche di resistenza e con una
migliore plasticità rispetto alla malta di solo sabbia e cemento, questo ne migliora la lavorabilità
cioè la facilità di impiego della stessa. Comunemente viene chiamata “malta bastarda”.
I diversi quantitativi sono riportati nella seguente tabella.
Malta di calce
Malta bastarda
Malta di cemento
Elemento
Quantità Elemento
Quantità
Elemento
Quantità
(Num.
(Num. parti)
(Num. parti)
parti)
Calce idrata
2
Calce idrata o
3
Cemento
1
idraulica
Acqua
2
Cemento
1
Acqua
1
Sabbia
3
Acqua
3
Sabbia
4
Sabbia
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IL CALCESTRUZZO
Il calcestruzzo è oggi uno dei più importanti materiali da costruzione, ciò grazie al suo basso
costo alla sua versatilità e alla resistenza. Il cemento chiamato Portland, è stato scoperto e
brevettato in Inghilterra nel 1824 da J. Aspdin, ma una forma primitiva anche se efficiente di
calcestruzzo era conosciuta e usata dagli antichi romani col nome opus caementicium ed era
costituita da un impasto di calce e pozzolana. Un ulteriore passo avanti nell’utilizzazione del
calcestruzzo, si ebbe con l’idea di rinforzare il calcestruzzo con delle barre di ferro, questo ha
consentito di sopperire alla scarsa resistenza a trazione del calcestruzzo, ampliandone enormemente
l’impiego. Il calcestruzzo rinforzato con barre di ferro viene detto calcestruzzo armato, o più
semplicemente cemento armato.
La prima copertura realizzata con questa tecnica si deve a Coignet e risale al 1847.
Fu però di Joseph Monier, che nel 1877 brevettò l’idea di fare assorbire gli sforzi di trazione,
che si verificano in una trave sottoposta a flessione, al ferro.
Composizione del calcestruzzo.
Il calcestruzzo è composto da inerti, e da cemento. Gli
inerti vengono detti così perché non prendono parte alle reazioni
chimiche che portano il cemento a indurire e diventare simile ad
una roccia lapidea, essi sono composti da sabbia e pietrisco in
diverse dimensioni. Gli inerti devono essere ben assortiti nelle
loro dimensioni, ossia è necessario che i granelli siano presenti
in tutti i diversi diametri in modo che si incastrino gli uni con gli
altri, andando a costituire una massa priva di vuoti ed il più
possibile compatta cosa che conferisce al calcestruzzo una
maggiore resistenza.
I granelli con diversi diametro vanno a costituire quella che si chiama “granulometria degli
inerti”.
La composizione ottimale delle particelle con diverso diametro è stata studiata da Fuller che
ha realizzato un grafico in cui sono riportati sull’asse delle x, la percentuale in peso dell’inerte e
sull’asse delle y il corrispondente diametro. In questo grafico sono presenti due curve, è sufficiente
che la curva degli gli inerti che si usano per il confezionamento del calcestruzzo ricada all’interno
delle due curve affinché il dosaggio degli stessi sia corretto.
Figura 1 - Diagramma di Fuller
Preparazione del calcestruzzo
Per la preparazione del calcestruzzo è importante dosare gli inerti in base alla granulometria,
utilizzare inerti privi di polvere, cosa che si ottiene lavando gli inerti, e con una buona resistenza
meccanica, il giusto quantitativo di acqua che deve essere pulita e priva di sostanze organiche e di
Sali quali solfati e cloruri .
Per dosare gli inerti in modo da ottenere la granulometria rientrante nel fuso di Fuller, è
necessario che siano pesati con una bilancia, anche il quantitativo d’acqua che va immesso
nell’impasto deve essere dosata in modo da mantenere un rapporto acqua/cemento prossimo a 0,5.
Per la composizione di un metro cubo di calcestruzzo sono necessari, approssimativamente le
seguenti quantità:
Componente
Sabbia
Pietrisco + pietrischetto
Acqua
Cemento
Quantità in
volume
0,42 mc
0,84 mc
150 litri
3 ql
Quantità in
peso
800 Kg
1000 Kg
150 Kg
300 Kg
Con questo quantitativo d’acqua però, il calcestruzzo è scarsamente lavorabile, pertanto si può
ammettere un quantitativo d’acqua superio, ad esempio 155 litri corrispondente ad un rapporto
acqua/cemento pari a 0,55. Non si deve eccedere col quantitativo d’acqua perché la troppa acqua fa
ottenere un calcestruzzo di scarsa resistenza. Tale fenomeno dipende dal fatto che l’acqua in
eccesso evaporando, provoca delle microfessurazioni nel calcestruzzo.
Se si vuole migliorare ulteriormente la fluidità del calcestruzzo senza aumentare il
quantitativo di cemento presente nell’impasto, è necessario ricorrere a degli additivi appositi che
vengono detti fluidificanti. Essi oltre ad aumentare la fluidità del calcestruzzo permettendone, ad
esempio, il pompaggio, allungano il tempo di presa aumentando il tempo in cui il calcestruzzo si
mantiene plastico e quindi lavorabile.
Getto del calcestruzzo
L'operazione di getto del calcestruzzo si esegue dopo avere predisposto le casseforme e le
eventuali armature in ferro. Tale operazione avviene oggi sempre più spesso ricorrendo al
pompaggio, pertanto il calcestruzzo deve essere sufficientemente fluido per evitare l'intasamento
del tubo. È importante che durante le operazioni di getto il calcestruzzo venga vibrato con apposito
vibratore per realizzare un getto che sia compatto ciò è necessario per far sì che il calcestruzzo
riesca ad entrare anche negli spazi più stretti avvolgendo bene le armature in modo da proteggerle
dalla corrosione e che si riducano gli spazi tra gli inerti. Più è compatto il getto, maggiore sarà la
resistenza finale.
Figura 2 - Getto di un solaio con l'utilizzo di
una pompa
Figura 3 - Operazioni di vibratura durante il getto
Resistenza del calcestruzzo
La resistenza del calcestruzzo dipende da molti fattori: il giusto dosaggio degli inerti, la
qualità degli inerti, la pulizia degli stessi che devono sempre essere lavati, il quantitativo d'acqua
d'impasto che non deve essere eccessivo, la vibratura durante il getto, il quantitativo e la qualità del
cemento. Dopo circa un'ora dall'impasto, comincia la presa del calcestruzzo che dura circa 12 ore e
in seguito l'indurimento. Questo processo prende il nome di maturazione del calcestruzzo. È durante
questo processo che avvengono le reazioni chimiche di idratazione dei composti del cemento. Gli
inerti non hanno alcuna funzione nel processo, servono solo a creare una sorta di scheletro. La
funzione di legare le varie particelle è esclusiva del cemento. Affinché le reazioni di idratazione
avvengano completamente, è necessario che il calcestruzzo venga mantenuto umido durante tale
processo, specie nei primi giorni durante i quali le reazioni sono più veloci, pertanto è utile bagnarlo
periodicamente, specialmente nella stagione estiva. L'indurimento è più rapido nei primi giorni poi
la sua velocità diminuisce anche se non si ferma mai completamente. Si considera comunque
convenzionalmente concluso tale processo dopo 28 giorni dal getto. Dopo 7 giorni, un calcestruzzo
confezionato con cemento tipo R32,5 raggiunge una resistenza pari al 50% del totale, un cemento
R 42,5 raggiunge nello stesso tempo una resistenza pari al 76% del totale.