Nel settore edile con il termine aggregato si intende un'ampia categoria di materiale granulare che costituisce un componente fondamentale in molti materiali da costruzione. Gli aggregati sono formati da materiali solidi e forniscono resistenza e stabilità a materiali da costruzione vitali come cemento e asfalto.
Con il loro ampio utilizzo in strade, ponti, edifici e altre infrastrutture, gli aggregati sono alcuni degli elementi più essenziali del mondo moderno. Comprenderne le proprietà, i tipi e le applicazioni è vitale per i moderni professionisti dell'edilizia.
Cos'è l'aggregato?
Aggregato è un termine utilizzato per la raccolta di materiale granulare utilizzato in tutto il settore edile. Gli aggregati si riferiscono a materiali come ghiaia, sabbia, pietrisco e cemento riciclato. Questi materiali costituiscono l'elemento principale nelle miscele da costruzione come cemento e asfalto. Questi materiali conferiscono alle sostanze leganti una componente solida che aggiunge sostanza e forza attorno alla quale si legano gli elementi liquidi.
Tipi di aggregato
Esistono diversi tipi di aggregati e ciascuno varia in termini di dimensioni, materiale e resistenza. I professionisti dell'edilizia scelgono i tipi di aggregati per i loro progetti in base alle esigenze di resistenza e lavorabilità, considerazioni ambientali, costi e standard di sicurezza.
Aggregati fini
Gli aggregati fini sono definiti come particelle con diametro inferiore a 5 mm. L'aggregato fine più comune è la sabbia. Gli aggregati fini come la sabbia forniscono volume e resistenza, ma offrono altri vantaggi tra cui lavorabilità e levigatezza. Questo è un aggregato comune in intonaco, stucco e prodotti per muratura come la malta.
Aggregati grossolani
Gli aggregati grossolani contengono particelle di grandi dimensioni con diametri compresi tra 5 mm e 40 mm o più. I tipi comuni di aggregati grossolani includono ghiaia, pietrisco e cemento riciclato. Questo tipo di aggregato fornisce la massima resistenza e volume, ma può limitare la lavorabilità. Questi tipi di aggregati sono i migliori per la stabilità nei progetti portanti.
Aggregati riciclati
Gli aggregati riciclati sono quelli derivati dal calcestruzzo riciclato, dall'asfalto e da altri materiali di scarto della demolizione. Il riciclaggio di questi prodotti aiuta a ridurre la necessità di creare nuovi prodotti e a ridurre la quantità di rifiuti destinati alle discariche.
Aggregati leggeri
Gli aggregati leggeri sono quelli che hanno una densità apparente complessiva inferiore rispetto agli aggregati da costruzione standard. Alcuni aggregati leggeri sono fabbricati da prodotti come argilla, scisto, perlite, pomice, scorie di altoforno e ardesia. Per la maggior parte di questi prodotti, esclusa la pomice, i produttori devono espanderli in modo che abbiano il doppio del volume ma una densità inferiore rispetto ad altri aggregati della stessa dimensione. Gli aggregati leggeri sono utili quando è fondamentale ridurre il peso complessivo di un progetto e nella produzione di blocchi di calcestruzzo ed elementi prefabbricati.
Aggregati pesanti
Gli aggregati pesanti vengono utilizzati in applicazioni in cui sono richiesti densità e peso elevati. Gli aggregati pesanti avvantaggiano i progetti che richiedono capacità di carico pesante, schermatura contro le radiazioni, migliori prestazioni acustiche e maggiore resistenza agli urti e alle vibrazioni. Gli aggregati pesanti includono materiali come barite, minerale di ferro, magnetite e scorie di ferrofosforo.
Aggregati marini
Gli aggregati marini sono sabbia e ghiaia estratte dal fondale marino. Questi aggregati variano in qualità e dimensione, da fine a grossolana. Gli aggregati marini sono utili nel calcestruzzo preconfezionato ma anche per ricostituire le aree costiere che sono state impoverite dall'erosione e dalla bonifica dei terreni.
Aggregati decorativi
Gli aggregati decorativi sono quelli che costruttori e paesaggisti utilizzano per scopi decorativi. Questi includono materiali come ghiaia colorata, vetro frantumato e pietre decorative per giardini, percorsi e cortili.
Proprietà dell'aggregato
Le proprietà degli aggregati determinano le loro capacità prestazionali che influiscono sulle applicazioni per le quali sono più adatti.
Distribuzione delle dimensioni delle particelle
La distribuzione granulometrica si riferisce alla gamma di dimensioni delle particelle presenti in un particolare aggregato. Una miscela aggregata ben classificata contiene una gamma di dimensioni delle particelle che consente una migliore compattazione poiché ci sono meno aree vuote tra le particelle. Una miscela scarsamente granulometrica presenta un numero eccessivo di particelle della stessa dimensione che possono aumentare i vuoti tra le particelle. Gli aggregati grossolani sono più suscettibili a problemi di granulometria rispetto alle miscele di aggregati fini.
Forma e consistenza
Gli aggregati angolari e ruvidi forniscono un migliore incastro tra i granuli rispetto alle particelle lisce e arrotondate. Gli angoli e la struttura ruvida forniscono una superficie migliore per la coesione e aggiungono maggiore resistenza e durata alle miscele di costruzione. Le particelle lisce e arrotondate contribuiscono ad aumentare la lavorabilità e la levigatezza ma forniscono meno resistenza.
Forza
La resistenza del tipo di aggregato influisce direttamente sulla resistenza alla compressione e sulla durabilità del calcestruzzo o dell'asfalto. Aggregati resistenti come pietrisco, aggregati di cemento ad alta resistenza e ghiaia frantumata sono i migliori in progetti come lavori stradali, costruzioni di grattacieli e muri di sostegno che fanno affidamento sulla loro capacità portante e longevità.
Durabilità e solidità
Gli aggregati devono avere durabilità e solidità sufficienti per resistere a condizioni ambientali specifiche. Ciò significa che l'aggregato resisterà e rimarrà strutturalmente sano se esposto a cicli di gelo-disgelo, cambiamenti di umidità, temperature elevate e esposizione ad attacchi chimici.
Alcuni degli aggregati più robusti a questo riguardo sono il pietrisco, la ghiaia e la sabbia silicea. Gli aggregati che non sono altrettanto durevoli sono aggregati leggeri e aggregati riciclati con presenza di contaminanti che reagiscono all'esposizione chimica.
Porosità e assorbimento
La porosità è la misura di quanta aria o spazio vuoto è presente in una sostanza aggregata. Ciò diminuisce il peso di un aggregato ma aumenta il potenziale di assorbimento. Gli aggregati a bassa porosità riducono la richiesta di acqua per materiali come il cemento. Possono anche aumentare la resistenza del materiale e migliorare la resistenza all'umidità. Gli aggregati a bassa porosità e assorbimento includono granito frantumato e basalto. Gli aggregati ad alta porosità e assorbimento sono calcare e arenaria frantumati.
Peso specifico
Il peso specifico di un particolare aggregato misura la sua densità rispetto alla densità dell'acqua. Questa proprietà aiuta a fornire informazioni ai produttori di calcestruzzo guidandoli nelle proporzioni in volume degli aggregati rispetto agli altri componenti della miscela.
Gli aggregati con peso specifico più elevato come la pietra frantumata sono preferibili in applicazioni che richiedono resistenza e durata. Gli aggregati con peso specifico inferiore come la sabbia, forniscono meno resistenza ma maggiore lavorabilità, maggiore isolamento termico e peso più leggero.
Sostanze dannose
La maggior parte degli aggregati sono sostanze naturali, quindi spesso vi è la presenza di sostanze che possono causare problemi di prestazione o durabilità in futuro. Le sostanze dannose possono includere materiale organico come materiale vegetale e animale che crea vuoti nell'aggregato o argilla o limo eccessivi che possono ridurre la lavorabilità e la resistenza.
Alcuni aggregati riciclati contengono livelli eccessivi di alcali derivanti dal cemento che possono causare espansione e fessurazioni eccessive. Ciò riduce la durabilità e la longevità delle strutture in calcestruzzo.
Densità apparente
La densità apparente è una misura che calcola la massa e il volume complessivi degli aggregati compresi gli spazi vuoti tra le particelle. Pertanto, gli aggregati con una miscela ben classificata avranno una densità apparente maggiore rispetto agli aggregati con una miscela scarsamente classificata.
Alcuni progetti funzionano bene con aggregati con una densità apparente maggiore e altri funzionano meglio con aggregati con densità apparente inferiore. Gli aggregati ad alta densità apparente sono utili nei progetti di basi stradali, schermature contro le radiazioni e applicazioni portanti. Le miscele di aggregati a bassa densità apparente sono preferibili in applicazioni leggere, progetti di isolamento termico e strutture in calcestruzzo massiccio.
Adesione e coesione
L'adesione si riferisce alla capacità delle particelle dell'aggregato di legarsi alla pasta di cemento in impasti come il calcestruzzo. Una buona adesione è fondamentale per garantire la resistenza della miscela, che può fornire resistenza alla fessurazione e alla delaminazione. Aggregati ben classificati e puliti di determinate composizioni minerali che includono sostanze chimiche come silice, calcio, allumina e ossido di ferro forniscono una migliore adesione rispetto ad altri tipi.
La coesione misura la capacità delle particelle aggregate di restare unite. Questa è una proprietà essenziale che influisce sulla lavorabilità e sull'omogeneità. Le miscele di aggregati ben calibrati hanno una maggiore coesione naturale rispetto alle miscele con una concentrazione di particelle della stessa dimensione. Inoltre, le particelle con forma angolare sono più coese di quelle con forma arrotondata o liscia.
Usi popolari degli aggregati
Gli aggregati hanno una vasta gamma di usi grazie alle loro proprietà versatili. Sono un componente essenziale di molti materiali da costruzione e svolgono un ruolo vitale nelle strutture resilienti e forti.
Produzione di calcestruzzo – Gli aggregati sono il componente principale del calcestruzzo. Costituiscono fino al 60-80% del suo volume e gli conferiscono la resistenza e la durata che i costruttori apprezzano nel mix. Produzione di asfalto – I produttori utilizzano aggregati per creare asfalto, che è il materiale utilizzato nella costruzione e nella manutenzione delle strade. Gli aggregati forniscono la forza che consente alle strade di sopportare il peso costante di un uso intenso. Base stradale e sottobase – Aggregati ben classificati come pietrisco e ghiaia sono comuni come basi stradali per fornire una base stabile per l'asfalto. Zavorra ferroviaria – Gli aggregati come la pietra frantumata forniscono una base sicura per i binari ferroviari. Gli aggregati di pietrisco ben dimensionati sono interconnessi e consentono una distribuzione cruciale del peso lungo i binari. Questo aggregato consente inoltre all'acqua di defluire lontano dai binari. Drenaggio e filtrazione – Aggregati come sabbia e ghiaia sono utili a molti livelli di filtrazione e drenaggio dell'acqua, compresi i sistemi settici, la gestione delle acque piovane e l'acqua diretta verso i tubi di drenaggio. Riempimento edilizio – I professionisti dell'edilizia utilizzano aggregati per riempire aree vuote per livellare o sollevare il terreno per scopi estetici o edilizi. Paesaggistica: gli aggregati sono utili per creare la sottobase o la linea di passaggi pedonali e cortili. I paesaggisti utilizzano anche gli aggregati nelle aiuole per ridurre l'erosione e migliorare l'estetica delle aree esterne. Muro di gabbioni – I gabbioni sono contenitori di rete metallica che contengono aggregati. Gli ingegneri li utilizzano per il controllo dell'erosione nei muri di sostegno e nella stabilizzazione dei pendii. Elementi prefabbricati – Gli aggregati sono utili negli elementi prefabbricati in calcestruzzo per fornire resistenza e stabilità alla miscela di calcestruzzo. I produttori hanno utilizzato un'ampia varietà di aggregati a seconda dei prodotti prefabbricati che stavano realizzando.
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