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Calcestruzzo leggero strutturale in argilla espansa
Calcestruzzo leggero strutturale in argilla espansa:
La normativa, i campi d’impiego, le prestazioni meccaniche
LA NASCITA DEI CALCESTRUZZI LEGGERI STRUTTURALI
L’origine dei calcestruzzi leggeri strutturali è da ricondurre ai primi anni ’70 quando, in Europa, si sono realizzate le prime opere di ingegneria anche di notevole importanza; il primo aggregato impiegato fu l’argilla espansa, già conosciuta da oltre un decennio, caratterizzata da una scorza esterna clinkerizzata più robusta e resistente (argilla espansa strutturale) proprio per l’impiego in conglomerati cementizi ad elevate resistenze meccaniche.
Dapprima in Scandinavia e Germania ma poi anche in Italia, l’argilla espansa è stata oggetto di numerosi studi e ricerche poi tradotte in riferimenti normativi internazionali (Eurocodice 2, CEN, FIB ACI).
In Italia, attraverso i Decreti Ministeriali dei Lavori Pubblici e le relative Circolari applicative specifiche per i calcestruzzi strutturali leggeri, negli ultimi 15 anni si è formata una larga conoscenza delle potenzialità di questo “nuovo” calcestruzzo progettando e costruendo svariate opere. L’entrata in vigore delle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC), dal 1 Luglio ’09, rivoluziona il panorama progettuale italiano confermando a pieno titolo, tramite un apposito capitolo e la Circolare esplicativa, il ruolo del calcestruzzo leggero strutturale nelle costruzioni.
DEFINIZIONI E REQUISITI
I calcestruzzi leggeri strutturali sono conglomerati cementizi nei quali tutto, o una parte, dell'aggregato naturale è sostituito da aggregati leggeri con lo scopo principale di ridurne la densità in accordo alle seguenti specifiche:
• Aggregato leggero: solo di origine minerale (conforme alla norma UNI EN 13055-1);
• Classe di resistenza minima: LC 16/18 (cilindrica/cubica);
• Classe di resistenza massima: LC 55/60 (cilindrica/cubica);
• Densità minima: 1.400 kg/m3;
• Densità massima: 2.000 kg/m3;
• Densità minima su solai misti lamiera d'acciaio-calcestruzzo: 1.800 kg/m3.
L’aggregato leggero di origine minerale di gran lunga più diffuso (per il quale si dispone della maggiore esperienza realizzativa e conoscenza tecnico-scientifica) è l'argilla espansa; si tratta di un aggregato leggero, di origine minerale, prodotto industrialmente dalla cottura, in speciali forni rotanti, di particolari argille presenti in natura.
Il calcestruzzo, quale materiale non omogeneo costituito dalla pasta cementizia e dagli aggregati, lega la sua resistenza a compressione a quella dei suoi componenti.
Nei calcestruzzi tradizionali gli aggregati hanno resistenze superiori a quelle della pasta cementizia, quindi è la qualità di quest'ultima a determinarne la resistenza a compressione finale; nei calcestruzzi leggeri strutturali è invece l'aggregato ad avere la minor resistenza. Infatti rompendo un provino di calcestruzzo leggero si osserva che la rottura interessa i grani di aggregato; per questa ragione è di fondamentale importanza che il calcestruzzo leggero strutturale, in funzione della resistenza finale da garantire, venga prodotto impiegando aggregati leggeri il più possibile resistenti.
I CAMPI D’IMPIEGO
I calcestruzzi leggeri strutturali trovato impiego in migliaia di realizzazioni in tutto il territorio italiano; da importanti opere infrastrutturali (ponti e viadotti a lunga campata) ad edifici multipiano tecnologicamente innovativi, da strutture prefabbricate complesse ad interventi in ristrutturazione.
È proprio in quest’ultima applicazione che si conta il maggior numero di interventi: dai consolidamenti di vecchi solai in legno alle realizzazioni più complesse in edifici ad altissimo pregio storico ed artistico. Le prerogative del calcestruzzo leggero strutturale sono state impiegate anche per ristrutturazioni di edifici in zona sismica, così da attuare interventi di “consolidamento leggero” di vecchi solai riducendo i pesi sulle murature perimetrali e fondazioni preesistenti.
I calcestruzzi leggeri strutturali possono essere confezionati in centrale di betonaggio o presso l'impianto di prefabbricazione.
I principali campi d’impiego riguardano:
• Ristrutturazioni e sopraelevazioni. Ristrutturazione, oltre che per i solai, per tutti gli altri getti (pilastri, muri portanti, cordoli, solette, scale, strutture su mensola, ecc…) da alleggerire per non gravare su strutture e fondazioni preesistenti.
• Getti strutturali. Strutture in cui il peso proprio costituisca la componente predominante dei carichi di esercizio (ponti a lunga campata, tegoli di copertura, grossi pannelli prefabbricati, solai con ampie luci, passerelle pedonali ecc...). In tali casi, infatti, l’utilizzo di un calcestruzzo leggero permette di realizzare strutture più snelle con sezioni ridotte e quindi minori quantitativi di calcestruzzo e di armature.
• Costruzioni in zona sismica. L’azione del sisma è proporzionale alla massa delle strutture che esso coinvolge: alleggerire significa ridurre le sollecitazioni sulle murature perimetrali soprattutto nelle ristrutturazioni.
• Strutture prefabbricate. Nelle strutture prefabbricate al benefico effetto post-tensionamento, alla leggerezza (specialmente nei tegoli di copertura) e all’isolamento termico e acustico (pannelli e barriere) si unisce l’economizzazione nei trasporti.
• Strutture su terreni a scarsa portanza. In questi casi la riduzione di peso consente di ridurre i costi di fondazione o, a parità di peso, realizzare strutture di maggiori dimensioni.
• Strutture su terreni a scarsa portanza. In questi casi la riduzione di peso consente di ridurre i costi di fondazione o, a parità di peso, realizzare strutture di maggiori dimensioni.
INOLTRE NELL'ARTICOLO INTEGRALE SI APPROFONDISCONO I SEGUENTI TEMI:
- LA COMPOSIZIONE
- LE PRESTAZIONI MECCANICHE
- IL CONFEZIONAMENTO E MESSA IN OPERA
Calcestruzzo Armato
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