I MATERIALI DEL CEMENTO ARMATO

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1 Università degli Studi di Genova Facoltà di Ingegneria DISEG Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica Corso di Tecnica delle Costruzioni 2 Dott. Ing. Antonio Brencich Lezione n. 2 I MATERIALI DEL CEMENTO ARMATO Dott. Ing. Antonio Brencich Ph.D.

2 I FONDAMENTI DEL CEMENTO ARMATO Quello che oggi viene indicato come cemento armato è una tecnologia costruttiva, nata nella seconda metà del secolo scorso, in cui delle armature di acciaio vengono opportunamente disposte all interno di un getto di calcestruzzo. Le caratteristiche meccaniche salienti dei due materiali (acciaio e calcestruzzo) che compongono il cemento armato sono: coefficiente di dilatazione termica pressoché identico; scarsa resistenza a trazione del calcestruzzo; ambiente chimico nel calcestruzzo favorevole alla conservazione delle armature metalliche. Presupposto perché i due materiali possano collaborare efficacemente: aderenza dell acciaio al calcestruzzo. barre lisce ACCIAIO Tipi di barre d armatura usate ampiamente fino agli anni oggi non più reperibili in commercio facilmente saldabili acciaio molto duttile a Genova quasi tutto l acciaio era prodotto dall acciaieria Gattarossa (VR) Fino al 1986 Aq 00 acciaio di cui il produttore indicava la tensione di rottura senza garantirla Aq 34 e Aq37 (per Aq37: σ r = 3700 kg/cm 2 σ amm =1200 kg/cm 2 ) acciaio da pacchetto di automobili demolite impiegato nel primissimo dopoguerra ma immediatamente abbandonato ammesso dalla normativa per le sole staffe dei pilastri ma talvolta impiegato anche per i ferri d armatura; rarissimo a Genova, mai prodotto dalle acciaierie Grattarossa), Aq 42 (σ r = 4200 kg/cm 2 σ amm =1400 kg/cm 2 ), Aq 50 (σ r = 5000 kg/cm 2 σ amm =1600 kg/cm 2 ), Aq 60 (σ r = 6000 kg/cm 2 σ amm =2000 kg/cm 2 ) Dal 1986 ad oggi acciaio d impiego raro perché molto fragile con difficoltà ad eseguire le piegature, quasi solo per ponti. Fe 22k, Fe 32k secondo la normativa attuale. (il numero indica la tensione di rottura in quintali/cm 2 ) (il numero indica la tensione di snervamento in kg/mm 2 ) Dott. Ing. Antonio Brencich Ph.D. DISEG Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica 2

3 Caratteristiche meccaniche delle barre lisce BARRE TONDE LISCE Aq 42 Aq 50 Aq 60 Tensione di snervamento (kg/cm 2 ) >2300 >2700 >3100 Tensione di rottura (kg/cm 2 ) >4200 >5000 >6000 Allungamento minimo >20% >18% >14% Denominazione: Acciaio dolce semiduro duro BARRE TONDE LISCE OGGI Fe b 22 k Fe b 32 k Tensione di snervamento (kg/cm 2 ) >2200 >3150 Tensione di rottura (kg/cm 2 ) >3350 >4900 Allungamento minimo >24% >23% Diametro minimo delle pieghe 2f 3f barre ad aderenza migliorata oggi di uso generalizzato compaiono su larga scala dal 1958 circa con corrugamento diverso da quello odierno oggi le uniche reperibili in commercio non sempre facilmente saldabili acciaio talvolta non molto duttile Fe 38k, Fe 44 k secondo la normativa attuale (il numero indica la tensione di snervamento in kg/cm 2 ) Dott. Ing. Antonio Brencich Ph.D. DISEG Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica 3

4 anni (acciai speciali statunitensi impiegati anche in Europa) Barra Johnson barra Lug barra Cap barra Diamond-Mueser barra Ransome barra Ransome anni (acciai speciali europei) barra Isteg barra Drillwulst barra Torstahl barra Roxor Ferri Kahn Evoluzione delle barre ad aderenza migliorata anni 60 anni anni 70 dagli anni 80 Uno dei primi esempi d impiego a Genova di acciaio ad aderenza migliorata (ILVA): ponte di via Lagustena (1958) sopra a Corso Europa, quartiere di San Martino. Denominazione dei primi acciai ad aderenza migliorata: nessuna denominazione, solo acciaio ad aderenza migliorata dell acciaieria... Dott. Ing. Antonio Brencich Ph.D. DISEG Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica 4

5 Caratteristiche meccaniche delle barre ad aderenza migliorata Barre tipo Tor (da ponte) BARRE AD ADERENZA MIGLIORATA Fe b 38 k Fe b 44 k Tensione di snervamento (kg/cm 2 ) Tensione di rottura (kg/cm 2 ) Allungamento minimo 14% 12% Diametro minimo delle pieghe 3φ se φ<12 mm 6φ se φ=12-16 mm 8φ se φ=18-22 mm 10φ se φ>24 mm 4φ se φ<12 mm 8φ se φ=12-16 mm 10φ se φ<18-22 mm 12φ se φ>24 mm Dott. Ing. Antonio Brencich Ph.D. DISEG Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica 5

6 CALCESTRUZZO Composizione media di un mc di calcestruzzo R ck = 25 MPa: MATERIALE Peso (kg) Volume (l) Cemento Acqua rapporto a/c 180/300 = 0.6 / Aggregati asciutti Porosità residua / 20 Effetto della quantità d acqua sulla resistenza Rapporto Resistenza media (kg/cmq) a 28 gg di un cls confezionato con cemento a/c Dott. Ing. Antonio Brencich Ph.D. DISEG Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica 6

7 CEMENTO Tipi di cementi Normale Ad alta resistenza Ad alta resistenza e rapido indurimento Cemento alluminoso (cemento nero per getti a bassa temperatura) Per sbarramenti di ritenuta 225 CEMENTO Resistenza dopo giorni normale ad alta resistenza ad alta resistenza e rapido indurimento 525 e alluminoso per sbarramenti di ritenuta Dott. Ing. Antonio Brencich Ph.D. DISEG Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica 7