Il calcestruzzo armato (cemento armato) - cos'è e le sue caratteristiche principali

Il calcestruzzo armato, più comunemente noto come cemento armato (c.a.), svolge un importantissimo ruolo nell'edilizia perchè è l'elemento fondamentale delle strutture della maggior parte degli edifici e delle opere di ingegneria civile.

Il calcestruzzo armato è un materiale ottenuto inglobando nel calcestruzzo un'armatura metallica formata da barre di acciaio opportunamente conformate che svolgono la funzione di assorbimento degli sforzi di trazione (un esempio classico di trazione può essere quello di una corda, tirata ai suoi estremi, in equilibrio statico) che il calcestruzzo da solo non è in grado di sopportare.

Infatti, nonostante il calcestruzzo possieda un elevata resistenza allo sforzo di compressione, uno sforzo di trazione sarebbe in grado di romperlo in modo imprevedibile. Questo lo porta ad essere impiegato prevalentemente con funzione strutturale per elementi massicci, nei quali gli sforzi di trazione siano per lo più irrilevanti.

L'acciaio, di contro, possiede un elevata resistenza proprio agli sforzi di trazione, cosa che gli consente di essere impiegato anche sotto forma di barre di sezione ridotta.

L'adozione di entrambi i materiali, mediante l'unione degli stessi, permette di realizzare strutture in grado di sopportare sia gli sforzi di compressione sia quelli di trazione. Un chiaro esempio dei vantaggi di questa unione sono le travi in calcestruzzo armato, in cui le barre di acciaio hanno lo scopo di resistere allo sforzo di trazione e allo stesso tempo il calcestruzzo si opporrà allo sforzo di compressione. 

Una trave realizzata solamente in calcestruzzo potrebbe facilmente rompersi per colpa perfino di un carico leggero qualora sia sottoposta allo sforzo di trazione che la sollecitazione di flessione (quando un corpo è soggetto ad uno sforzo di flessione quando, per effetto dei vincoli cui è sottoposto, reagisce, opponendosi, ad un sistema di forze ad esso applicate che tenderebbero a farlo ruotare attorno ad un proprio punto) induce lungo la parte inferiore della trave (lembo teso). Al contrario, come già detto, la trave in calcestruzzo armato, per mezzo delle barre di acciaio che devono essere collocate dove si manifestano gli sforzi di trazione, resistono molto bene anche a questo tipo di sforzo.

Tuttavia, in caso di carichi molto pesanti si possono verificare delle microfessurazioni che, di contro, non si manifesta se vengono adoperate delle travi in calcestruzzo armato precompresso.

Molto importanti quando si parla di calcestruzzo armato sono le casseforme per il getto. Infatti, non si può adoperare un materiale di consistenza plastica senza una forma capace di contenerlo durante il processo di presa e di indurimento. Solitamente sono realizzate in legno, ma anche in metallo o plastica, e con la forma che dovrà assumere il calcestruzzo che sarà gettato al suo interno. 

Per il confezionamento di un metro cubo di calcestruzzo la miscela è composta all'incirca da 0,4 m³ di sabbia, 0,8 m³ di inerti grossi (ghiaia o pietrisco), dai 200 ai 400 kg di cemento a seconda delle caratteristiche meccaniche richieste e acqua nella misura del 40-50% in peso del cemento.