Il calcestruzzo leggero è un tipo di calcestruzzo che incorpora aggregati leggeri o agenti schiumogeni per ridurne il peso complessivo. Il calcestruzzo leggero, chiamato anche calcestruzzo a bassa densità, è uno straordinario materiale da costruzione che, nonostante il suo peso ridotto, offre resistenza e durata per i progetti di costruzione. La sua composizione unica lo rende ideale per molti tipi di progetti, inclusi grattacieli, ponti e pannelli isolanti. Fa parte di una vasta gamma di prodotti in calcestruzzo che offre ai costruttori la flessibilità necessaria per soddisfare diversi tipi di progetti.
Quali sono i componenti del calcestruzzo leggero?
Il calcestruzzo leggero ha tre componenti principali: aggregati leggeri, acqua e un legante cementizio. Gli aggregati leggeri sono gli ingredienti chiave per creare le proprietà uniche del calcestruzzo leggero. Per creare aggregati leggeri, i produttori utilizzano ingredienti come scisto espanso, argilla e rocce vulcaniche, che elaborano per produrre un materiale altamente poroso. Mescolano questi aggregati con un materiale legante come il normale cemento Portland (OPC) o con una combinazione di cemento, ceneri volanti e fumi di silice.
La fase successiva è l'idratazione del calcestruzzo. Mescolano gli aggregati e il cemento con l'acqua in un rapporto altamente controllato per idratare il calcestruzzo in modo che possa acquisire resistenza. In alcuni tipi di calcestruzzo leggero, durante la fase di miscelazione vengono aggiunti agenti schiumogeni o additivi aeranti per creare vuoti d'aria nella miscela e produrre un calcestruzzo a densità ancora inferiore.
Classificazioni del calcestruzzo leggero
I produttori creano calcestruzzo leggero in vari modi, principalmente con aggregati leggeri o con una matrice leggera utilizzando additivi contenenti aria. Organismi di regolamentazione come l'American Concrete Institute (ACI) creano classificazioni per il calcestruzzo leggero per aiutare i professionisti dell'edilizia a comprendere i diversi tipi di calcestruzzo leggero e le loro potenziali applicazioni. Classificano sia la densità che la resistenza a compressione di ampi gruppi di calcestruzzo leggero.
Calcestruzzo leggero strutturale (SLWC) – Questo calcestruzzo ha un intervallo di densità compreso tra 800 kg/m³ (50 lb/ft³) e 1850 kg/m³ (115 lb/ft³). La resistenza alla compressione di questo calcestruzzo varia tra 17 MPa (2.500 psi) e 34 MPa (5.000 psi) o superiore. I costruttori utilizzano questo calcestruzzo leggero per applicazioni strutturali. Questo calcestruzzo fornisce un equilibrio tra peso ridotto e resistenza adeguata. Calcestruzzo di peso medio (MWC) – Questo calcestruzzo ha un intervallo di densità compreso tra 1850 kg/m³ (115 lb/ft³) e 2350 kg/m³ (147 lb/ft³). Ha un intervallo di resistenza alla compressione compreso tra 21 MPa (3.000 psi) e 41 MPa (6.000 psi) o superiore. I costruttori utilizzano questo tipo di calcestruzzo quando necessitano di una densità maggiore ma necessitano comunque dei vantaggi di un peso più leggero. Calcestruzzo leggero isolante (ILWC) – Questo calcestruzzo ha una densità di 800 kg/m³ (50 lb/ft³) o inferiore. La sua resistenza alla compressione varia tra 3 MPa (500 psi) e 17 MPa (2.500 psi). I costruttori utilizzano questo calcestruzzo principalmente per l'isolamento piuttosto che per scopi strutturali.
Tipi comuni di calcestruzzo leggero
Esiste un'ampia varietà di tipi di calcestruzzo leggero che variano in base alla composizione e alla resistenza.
Calcestruzzo aggregato leggero
Questo tipo di calcestruzzo leggero utilizza aggregati leggeri come pomice e scisto espanso, ardesia e argilla. Questi aggregati aiutano a ridurre il peso complessivo ma forniscono comunque resistenza e proprietà di isolamento termico alla miscela di calcestruzzo.
Calcestruzzo aerato
Questo calcestruzzo leggero, chiamato anche calcestruzzo cellulare, viene prodotto introducendo bolle d'aria o gas nella miscela cementizia. Il calcestruzzo aerato non è solo leggero, ma è anche altamente isolante e resistente al fuoco.
Calcestruzzo espanso
I produttori producono calcestruzzo espanso mescolando un agente schiumogeno con un impasto cementizio. La schiuma produce bolle stabili all'interno della miscela che si traducono in un calcestruzzo leggero con eccellenti proprietà di isolamento termico e acustico.
Calcestruzzo senza multe
Il calcestruzzo senza fini è caratterizzato dall'assenza di aggregati fini come la sabbia. Si tratta invece di aggregati grossolani mescolati con cemento e acqua. Ciò aiuta a ridurre il peso complessivo del calcestruzzo e ad aumentare la permeabilità. Il calcestruzzo senza fini è particolarmente prezioso laddove si desiderano buone proprietà drenanti.
Cemento perlite
La perlite è un vetro vulcanico amorfo che i produttori utilizzano come aggregato nel cemento perlite. Lo mescolano con il cemento per creare un calcestruzzo leggero che abbia eccellenti proprietà di resistenza al fuoco e di isolamento termico.
Calcestruzzo di polistirene
In questo calcestruzzo, perle o pellet di polistirene vengono miscelati con cemento per creare le sue caratteristiche di leggerezza. Questo calcestruzzo offre un buon isolamento termico, bassa densità ed elevata lavorabilità.
Usi del calcestruzzo leggero
Il calcestruzzo leggero ha una vasta gamma di usi sia strutturali che decorativi.
Applicazioni strutturali – I costruttori che richiedono un peso ridotto ma non vogliono compromettere la resistenza utilizzano il calcestruzzo leggero in molti tipi di elementi strutturali di fondazione come travi, colonne e solette. Isolamento ed efficienza energetica – Il calcestruzzo leggero ha una densità inferiore e un isolamento termico più elevato, quindi è ideale nelle applicazioni ad alta efficienza energetica per ridurre il consumo energetico. Lo usano come parte di pannelli a parete, sistemi di tetto e blocchi isolanti. Grattacieli – Gli ingegneri utilizzano spesso il cemento leggero per costruire grattacieli per ridurre il loro peso complessivo per consentire strutture più alte e migliorare la loro resistenza al fuoco. Elementi prefabbricati – I produttori di calcestruzzo utilizzano comunemente il calcestruzzo leggero nella costruzione di elementi prefabbricati in calcestruzzo come pannelli murali, elementi di facciata e ornamenti architettonici. Ciò aiuta a ridurre il peso dei costi di trasporto e consente una più facile manipolazione in loco. Applicazioni infrastrutturali – I costruttori utilizzano il cemento leggero in vari progetti infrastrutturali, dalla costruzione di ponti e tunnel alle barriere antirumore che corrono accanto alle grandi autostrade. Applicazioni geologiche – Gli ingegneri utilizzano il calcestruzzo leggero in progetti che coinvolgono la stabilizzazione del suolo e il riempimento dei vuoti. Questo tipo di calcestruzzo aiuta a ridurre le pressioni laterali del terreno, a migliorare il controllo dei cedimenti e ad aumentare la stabilità. Applicazioni decorative – Architetti e artisti utilizzano il cemento leggero per rivestimenti decorativi come archi, cornicioni e rivestimenti di pareti. È anche un elemento comune per la scultura perché il peso più leggero consente disegni più complessi.
Qualità del calcestruzzo leggero
Il calcestruzzo leggero ha molte qualità come peso ridotto, resistenza al fuoco e migliore isolamento termico e acustico che consentono ai costruttori di utilizzarlo per una varietà di applicazioni personalizzate. Anche considerando la sua leggerezza, ha comunque una resistenza ragionevole su cui i costruttori possono fare affidamento quando creano strutture di grandi dimensioni. Il calcestruzzo leggero ha anche un'eccellente lavorabilità, quindi i costruttori possono mescolarlo, posizionarlo e formarlo, contribuendo a migliorare l'efficienza dell'edificio. Il calcestruzzo leggero presenta maggiori vantaggi ambientali rispetto al calcestruzzo standard perché i produttori spesso utilizzano prodotti riciclati o a basso impatto per gli aggregati che aiutano a ridurre l’impatto ambientale complessivo.
Sebbene il calcestruzzo leggero offra numerosi vantaggi, non è adatto a tutte le applicazioni del calcestruzzo. Ha una resistenza alla compressione ridotta e una resistenza agli urti inferiore rispetto al calcestruzzo standard, quindi esistono importanti limitazioni nella sua capacità di carico. Presenta inoltre un ritiro maggiore rispetto al calcestruzzo tradizionale che può portare allo sviluppo di fessurazioni che ne limitano la durabilità. Il calcestruzzo leggero è anche più costoso del calcestruzzo standard a causa dei suoi aggregati e additivi specializzati. Ciò significa che il calcestruzzo leggero potrebbe non essere appropriato per progetti su larga scala con un budget limitato.
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