Il calcestruzzo è uno dei materiali da costruzione più essenziali esistenti, pertanto i produttori hanno creato numerosi tipi di calcestruzzo per un'ampia varietà di applicazioni. Questi tipi di calcestruzzo variano in base alla resistenza, alla qualità e alla reazione alle condizioni ambientali.
Dal calcestruzzo semplice utilizzato dai costruttori nell'edilizia generale al calcestruzzo specializzato come cemento armato, cemento precompresso, cemento ad alta resistenza e cemento autocompattante, ogni tipo di calcestruzzo presenta vantaggi unici. Comprendere la differenza tra i tipi di calcestruzzo è vitale per il successo dei progetti di costruzione sia per i professionisti che per gli appassionati del fai da te innovativi.
Tipi di calcestruzzo
Esistono diversi tipi di calcestruzzo che i produttori di calcestruzzo creano per scopi edili generali e specifici.
Calcestruzzo
Il calcestruzzo semplice, chiamato anche calcestruzzo tradizionale, è composto da cemento, aggregato e acqua. Il cemento lega insieme la miscela di aggregati come ghiaia o sabbia quando viene miscelata con acqua.
Il calcestruzzo semplice è popolare perché è economico rispetto alle miscele di calcestruzzo più specializzate. È ampiamente disponibile e può essere miscelato sul posto e modellato in molte forme. Gli svantaggi del calcestruzzo sono la sua bassa resistenza alla trazione, che lo rende soggetto a fessurazioni. Il cemento semplice è comune in piccoli progetti come fondazioni, pavimenti, vialetti e lastre di patio.
Calcestruzzo a resistenza normale
Il termine calcestruzzo a resistenza normale (NSC) è talvolta usato in modo intercambiabile con calcestruzzo semplice, sebbene vi siano alcune sottili differenze. Il calcestruzzo a resistenza normale si riferisce al calcestruzzo con una resistenza alla compressione minima compresa tra 20 e 40 megapascal (MPa) o tra 3.000 e 6.000 libbre per pollice quadrato (psi). Alcuni calcestruzzi semplici rientrano in questo intervallo, ma NSC può includere additivi per modificarne le proprietà specifiche.
Cemento armato
Il cemento armato è un tipo di cemento che incorpora barre d'acciaio. L'aggiunta di queste barre migliora la resistenza complessiva e la durabilità del calcestruzzo normale poiché combina la resistenza alla trazione delle barre o della rete di acciaio con la resistenza alla compressione del calcestruzzo.
I costruttori introducono le barre di rinforzo in acciaio (armatura) o la rete di acciaio nella miscela di calcestruzzo mentre è bagnata. Li posizionano in zone strategiche dove le forze di trazione sono maggiori, come la parte inferiore delle travi o i lati tesi delle solette.
Il cemento armato ha un’ampia applicazione nell’edilizia. I costruttori lo utilizzano per strutture grandi e complesse poiché è resistente alle fessurazioni. Può anche essere specializzato per resistere all'attività sismica, rendendolo ideale per le aree soggette a terremoti. Il cemento armato inizialmente è più costoso, ma a causa della sua durabilità non deve essere sostituito così spesso come il cemento normale. Potrebbe anche richiedere una manutenzione più periodica e presentare un certo rischio di corrosione se l'acciaio entra in contatto con l'umidità o l'aria.
Calcestruzzo precompresso
Il calcestruzzo precompresso è un tipo di calcestruzzo che incorpora tensioni interne durante la produzione per contrastare le sollecitazioni che subirà durante l'uso. In questo modo viene neutralizzata la tensione di trazione che si svilupperebbe durante l'esercizio del calcestruzzo.
Come il cemento armato, questo tipo di calcestruzzo contiene barre o tendi in acciaio. Le aziende produttrici di cemento sottopongono sia le barre di cemento che quelle di acciaio a compressione prima dell'uso. Ciò limita la quantità di fessurazioni che il calcestruzzo subisce durante l'uso e consente una maggiore flessibilità di utilizzo. Questo tipo di calcestruzzo è più resistente e consente ai costruttori di utilizzare meno materiale e ridurre i costi complessivi, sebbene il costo iniziale dei materiali sia più elevato.
Calcestruzzo prefabbricato
Il calcestruzzo prefabbricato è calcestruzzo che è stato modellato in una forma specifica e stagionato fuori sito e quindi trasportato sul sito per essere assemblato. Questo è uno dei migliori tipi concreti se il progetto ha una tempistica rapida. Esempi di elementi prefabbricati in calcestruzzo comuni includono colonne, travi, muri e solette.
Calcestruzzo leggero
Il calcestruzzo leggero è caratterizzato da una densità inferiore rispetto al calcestruzzo normale. Ciò è dovuto al tipo di aggregato utilizzato dai produttori per creare il calcestruzzo. Gli aggregati leggeri comuni includono scisto espanso, pomice, perliti o schiuma. Questi sostituiscono i normali aggregati di cemento come sabbia e ghiaia che sono più pesanti.
Il calcestruzzo leggero è più facile da maneggiare e trasportare. Viene spesso utilizzato per proteggere le strutture in acciaio e per la costruzione di ponti a lunga campata. Il calcestruzzo leggero è più costoso e ha una resistenza ridotta rispetto al calcestruzzo normale.
Calcestruzzo ad alta resistenza
I produttori realizzano calcestruzzo ad alta resistenza (HSC) per avere una resistenza alla compressione maggiore rispetto al calcestruzzo normale. In generale, se un tipo di calcestruzzo ha una resistenza alla compressione superiore a 40 megapascal (MPa), gli esperti lo considerano un calcestruzzo ad alta resistenza. I produttori utilizzano ingredienti cementizi specializzati per creare HSC, compreso il cemento Portland ordinario con un contenuto di silicato tricalcico più elevato o altri additivi come fumi di silice, ceneri volanti o scorie di altoforno.
Questo calcestruzzo ha una resistenza e una durata maggiori rispetto al calcestruzzo normale, ma l'HSC è anche più costoso. Raggiungere una buona lavorabilità nell'HSC può anche rappresentare una sfida per molti professionisti dell'edilizia a causa del basso contenuto di acqua e dell'alto contenuto di cemento.
Calcestruzzo Autocompattante
Il calcestruzzo autocompattante è un tipo fluido di calcestruzzo che può facilmente riempirsi e compattarsi in aree dense e complesse senza compattazione o vibrazioni esterne. Questa proprietà lo rende adatto per l'uso in progetti architettonici dettagliati. La miscela di aggregati e materiali cementizi è accuratamente selezionata per scorrevolezza e stabilità. I produttori aggiungono plastificanti alla miscela per migliorare la lavorabilità. A causa del mix specializzato di ingredienti, questo calcestruzzo è più costoso del cemento normale.
Calcestruzzo ad alta densità
Il calcestruzzo ad alta densità è formulato per avere una densità compresa tra 3000-4000 kg/m3 rispetto alla densità del calcestruzzo normale che è compresa tra 2300-2500 kg/m3. I produttori di calcestruzzo producono calcestruzzo ad alta densità utilizzando additivi e aggregati ad alta densità che creano calcestruzzo più pesante e denso.
Questo è un calcestruzzo essenziale nelle centrali nucleari e nelle strutture di ricerca medica poiché la densità di questo calcestruzzo aiuta ad assorbire le onde di radiazione. Questo calcestruzzo ha anche qualità fonoisolanti e una maggiore stabilità strutturale. I vantaggi del calcestruzzo ad alta densità vanno a scapito di una lavorabilità limitata e di costi più elevati.
Calcestruzzo aerato
Il calcestruzzo aerato è un tipo di calcestruzzo che contiene bolle nella struttura del calcestruzzo. I produttori introducono bolle d'aria durante il processo di miscelazione che costituiscono il 3%-6% della quantità della miscela.
L'incorporazione intenzionale di bolle d'aria aiuta a migliorare la lavorabilità del calcestruzzo e la sua capacità di resistere a condizioni ambientali difficili come i cicli di gelo-disgelo e l'esposizione al sale. È importante notare che l'introduzione di bolle d'aria può diminuire leggermente la resistenza del calcestruzzo.
Calcestruzzo pronto
Il calcestruzzo preconfezionato è un tipo che i produttori di calcestruzzo mescolano e consegnano al cantiere pronto per l'uso. Questa consegna prevede camion specializzati chiamati agitatori o miscelatori di transito. Questi camion sono dotati di un tamburo rotante che mantiene il calcestruzzo agitato per preservarne la consistenza e garantire una lavorabilità ottimale.
Questa è un'opzione concreta particolarmente rapida e conveniente per i costruttori che non hanno il tempo, i materiali o le competenze per mescolare il calcestruzzo da soli. Ciò lo rende un'opzione popolare nel settore edile.
Calcestruzzo a resistenza rapida
Il calcestruzzo a resistenza rapida, anche il calcestruzzo ad alta resistenza iniziale o a presa rapida, è un calcestruzzo che acquisisce resistenza più velocemente del calcestruzzo normale. Ciò consente ai costruttori di avere un programma di costruzione più rapido consentendo tempistiche accelerate.
Questo calcestruzzo ha materiali più cementizi come ceneri volanti o fumi di silice per accelerare i tempi di presa. La presa rapida del calcestruzzo a resistenza rapida può generare più calore rispetto al calcestruzzo normale, pertanto potrebbero essere necessarie misure di raffreddamento per garantire la corretta stagionatura di questo calcestruzzo ed evitare fessurazioni.
Calcestruzzo fibrorinforzato
Il calcestruzzo fibrorinforzato è un tipo di calcestruzzo rinforzato mediante l'incorporazione di fibre come vetro o acciaio o fibre sintetiche e naturali come nylon e sisal.
I produttori di calcestruzzo disperdono le fibre in tutta la miscela per migliorare le proprietà meccaniche del calcestruzzo come la resistenza alla trazione, la durabilità e la resistenza all'abrasione e agli urti. Il tipo di fibra dipende dall'applicazione esatta poiché ciascuna fibra apporta qualità diverse alla miscela di calcestruzzo.
Calce
Limecrete è un tipo di calcestruzzo che utilizza la calce come legante anziché il cemento. Questo era il legante tradizionale prima della creazione del cemento come legante.
Il calcestruzzo di calce ha un'eccellente lavorabilità e flessibilità. Questo calcestruzzo può anche guarire se stesso nel tempo. Il calcestruzzo a base di calce è popolare nelle ristrutturazioni storiche e nella creazione di edifici che hanno un carattere storico. Alcuni svantaggi del calcestruzzo a base di calce sono la sua minore resistenza alla compressione e il suo tempo di presa più lento. Questo calcestruzzo necessita anche di protezione dalle intemperie poiché è suscettibile ai danni causati dai cicli di gelo e disgelo.
Calcestruzzo polimerico
Il calcestruzzo polimerico è un altro tipo di calcestruzzo con un legante alternativo. Questo tipo utilizza resine polimeriche anziché cemento per legare i materiali aggregati. Ciò presenta alcuni vantaggi rispetto al calcestruzzo normale grazie alla sua maggiore resistenza e resistenza chimica. Ha inoltre un tempo di indurimento rapido e una permeabilità ridotta. Il calcestruzzo polimerico è ideale in applicazioni esposte a sostanze chimiche o umidità come serbatoi d'acqua, ponti e strutture marine.
Calcestruzzo permeabile
Il calcestruzzo permeabile, anche calcestruzzo permeabile, è un tipo di calcestruzzo poroso per progettazione. Il calcestruzzo permeabile contiene pori d'acqua interconnessi che consentono all'acqua di attraversarlo, il che è prezioso nella gestione dell'acqua. Il calcestruzzo permeabile è particolarmente prezioso nei luoghi in cui piove molto. Questo calcestruzzo consente alla pioggia di filtrare nel terreno anziché scorrere nelle zone basse o creare acqua stagnante.
La composizione degli aggregati grossolani del calcestruzzo drenante e dei materiali cementizi. Ci sono pochi, se non nessuno, aggregati fini. Gli aggregati grossolani forniscono lo spazio che consente il passaggio dell'acqua. Questo calcestruzzo ha una resistenza inferiore, quindi non è adatto per strutture portanti.
Calcestruzzo ad alte prestazioni
Il calcestruzzo ad alte prestazioni (HPC) è un tipo di calcestruzzo specializzato che i produttori di calcestruzzo creano con proprietà meccaniche, di durabilità ed estetiche migliorate. L'HPC ha una maggiore resistenza alla compressione perché utilizza materiali cementizi supplementari come ceneri volanti e fumi di silice. La composizione ha una permeabilità inferiore rispetto al calcestruzzo normale, quindi è più durevole in tutte le condizioni ambientali ed è resistente all'abrasione e agli agenti chimici aggressivi.
Gli architetti utilizzano regolarmente l'HPC per grattacieli, ponti, dighe, tunnel e applicazioni marine.
Calcestruzzo ad altissime prestazioni
Il calcestruzzo ad altissime prestazioni (UHPC) è noto per la sua eccezionale resistenza, durata e proprietà meccaniche uniche. I produttori creano questo calcestruzzo altamente specializzato con un'esatta selezione e ripartizione dei materiali e processi di produzione specializzati. Gli ingredienti comuni includono fumo di silice, polvere di quarzo e sabbia silicea fine. Questo calcestruzzo non richiede l'inclusione di armature per rinforzare la struttura.
L'UHPC ha una resistenza alla compressione compresa tra 150 e 250 megapascal (MPa) o 22.000-36.000 psi. Ciò consente elementi strutturali più sottili che sono comunque eccezionalmente resistenti e durevoli. L'UPHC ha un'alta densità, quindi è estremamente resistente alla penetrazione di sostanze chimiche o umidità. A differenza di alcuni calcestruzzi specializzati, ha anche una lavorabilità superiore. I costruttori utilizzano l'UHPC per strutture skyrise, applicazioni offshore, elementi prefabbricati, pavimenti industriali e facciate architettoniche.
Calcestruzzo di asfalto
Il calcestruzzo per asfalto è un tipo di calcestruzzo che contiene un legante per asfalto, come bitume, aggregati e talvolta altri additivi. Questa è una scelta concreta comune per strade, parcheggi, vialetti e altre superfici. Il bitume è un materiale nero e appiccicoso derivato dalla produzione di petrolio greggio. Ciò conferisce al cemento asfaltato il suo caratteristico colore nero.
Questo tipo di calcestruzzo presenta alcuni vantaggi distinti rispetto al calcestruzzo normale. È durevole, flessibile e resistente a molti tipi di condizioni atmosferiche. Offre una guida più fluida, un migliore controllo del rumore e una maggiore resistenza allo scivolamento. Anche il calcestruzzo asfaltato può essere riciclato e riutilizzato. Ciò lo rende una scelta sostenibile per lo sviluppo delle infrastrutture.
Calcestruzzo stampato
Il cemento stampato è una tecnica di progettazione popolare in cui i costruttori imprimono e colorano il cemento per imitare l'aspetto di pietra, mattoni, piastrelle o legno. Questo è un tipo di calcestruzzo popolare tra i professionisti dell’edilizia e gli appassionati del fai da te perché è più conveniente rispetto all’utilizzo di materiali naturali.
Per il calcestruzzo stampato vengono utilizzati calcestruzzi con ingredienti diversi a seconda dell'applicazione esatta. Molto spesso i costruttori utilizzano calcestruzzo normale e variano la miscela di aggregati per ottenere una certa consistenza. A volte i costruttori utilizzano cemento fibrorinforzato o cemento ad alte prestazioni in circostanze specifiche per migliorare la durabilità, la forza e la resistenza alle crepe.
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