Qual è la differenza tra cemento e calcestruzzo?

Differenza tra cemento armato, cemento e calcestruzzo

Nel linguaggio corrente e soprattutto tra i non addetti ai lavori vige una certa confusione lessicale tra i concetti di cemento, cemento armato, calcestruzzo, calcestruzzo armato e malta cementizia, spesso utilizzati (piuttosto impropriamente) come sinonimi.


Cosa che, ovviamente, risulta del tutto errata, perché si tratta di materiali e tecnologie costruttive ben diverse, sebbene con parecchie affinità.

Ciascuno di essi possiede, infatti, specifiche caratteristiche fisiche, chimiche e meccaniche, è usato solo per alcune applicazioni ed elementi costruttivi e viene infine regolato da specifici disciplinari e normative.

Principali caratteristiche del calcestruzzo

Il calcestruzzo è un conglomerato artificiale costituito da un legante, aggregati con una curva granulometrica da fine (sabbia) a grossolana (ghiaia di varia pezzatura), acqua ed eventuali additivi aggiunti allo scopo di rendere idraulico, cioè in grado di fare presa anche in presenza di forte umidità o addirittura sott'acqua, un calcestruzzo ottenuto da un legante aereo.


Esistono varie tipologie di calcestruzzo.

I leganti usati per la sua preparazione sono tre, da soli o combinati: la calce aerea, la calce idraulica naturale e il cemento. Quest'ultimo ha attualmente soppiantato gli altri due.

Il calcestruzzo viene gettato dentro casseforme in legno o metallo, compattato mediante vibratori e lasciato stagionare per un certo numero di giorni, durante i quali avvengono due fenomeni fondamentali: la cosiddetta presa e l'indurimento.


Grazie a essi, in seguito ad alcune interazioni chimiche e fisiche tra il legante e l'acqua dell'impasto, il calcestruzzo perde la plasticità che ne ha reso possibile la lavorazione, assumendo una rigidità, durezza e resistenza meccanica a compressione paragonabili a quelle di una roccia naturale.

Il calcestruzzo dei Romani

Utilizzato soprattutto per l'esecuzione di platee e plinti di fondazione, muri di contenimento, archi, volte, strutture portanti di edifici o perfino grandi infrastrutture come ponti, viadotti o dighe, il calcestruzzo è uno tra i materiali da costruzione più versatili e diffusi.


É però una tecnologia piuttosto antica, perché la sua lavorazione fu inventata dai Romani nel III secolo a.C., ottenendo risultati spesso tuttora ineguagliati.

Il loro calcestruzzo, detto opus caementicium, era a base di calce aerea, acqua, pozzolana (lapillo vulcanico finemente sminuzzato), sabbia e pietrisco accuratamente selezionato in base alle caratteristiche delle opere da realizzare.

Nelle porzioni sommitali della cupola del Panteon, tuttora la struttura di calcestruzzo non armato più grande mai realizzata nella storia, furono ad esempio utilizzate scaglie di mattoni, tufo e pietra pomice in sostituzione della più comune ghiaia, per una maggiore leggerezza.

Il calcestruzzo moderno

Il calcestruzzo attuale è invece confezionato esclusivamente con il cemento, un legante idraulico artificiale disponibile in un'ampia gamma di versioni dette classi, ciascuna delle quali appositamente studiata per una particolare applicazione.


Tali classi, codificate da alcuni numeri e una lettera, indicano rispettivamente uno dei molti tipi di cemento e la relativa resistenza a compressione.

Un calcestruzzo C25 30 è ad esempio un calcestruzzo di cemento Portland per usi strutturali, con resistenza caratteristica cilindrica e cubica alla compressione maggiore rispettivamente di 25 e 30 MPa.


La resistenza caratteristica a compressione, definita come il rapporto tra il carico applicato e l'area resistente dei provini, viene misurata su cubetti o cilindri di calcestruzzo (che forniscono la resistenza corrispondente) appositamente predisposti dopo 28 giorni dal prelievo del getto da testare, a sua volta eseguito tra il ventottesimo e il trentesimo giorno di maturazione dopo il getto.

Calcestruzzo semplice e cemento armato

Il cemento armato, o più precisamente calcestruzzo armato, costituisce la naturale evoluzione del calcestruzzo ordinario, il cui uso è stato totalmente rivoluzionato ed enormemente ampliato da una semplice quanto geniale intuizione: inserire nel conglomerato un'armatura di barre, tondini e/o reti metalliche per aumentarne drasticamente la resistenza a trazione.


Il calcestruzzo ordinario, infatti, ha un'ottima resistenza a compressione ma una resistenza trascurabile a trazione, fatto che lo rende totalmente inadatto alla creazione di strutture inflesse.

In altre parole, il calcestruzzo semplice è un ottimo sostituto delle tradizionali murature in pietra o mattoni e si presta molto bene alla costruzione di archi e volte, ma non all'esecuzione di travi, solai, coperture e muri di contenimento.

Queste strutture infatti sono rese possibili unicamente dall'armatura metallica, a cui è demandata la resistenza a taglio, trazione e torsione.


Le prime applicazioni pionieristiche degli elementi di cemento armato risalgono a metà dell'800, ma il primo sistema per la costruzione di edifici con struttura portante a travi e pilastri di calcestruzzo armato gettato in opera venne brevettato dall'ingegneer François Hennebique alla fine del XIX secolo.



Attualmente per l'armatura cemento armato si usano barre, tondini e reti elettrosaldate ad aderenza migliorata, cioè dotate di asperità appositamente progettate per garantire una migliore aderenza tra il metallo e il calcestruzzo.

Cemento e malta cementizia: affini ma diversi

Concludiamo questa trattazione parlando dei cementi, una famiglia di leganti artificiali d'invenzione assai recente. Il più antico di essi, il cemento Portland venne infatti brevettato nel 1824 dall'imprenditore inglese Joseph Aspdin e resta tuttora il più diffuso.


Si ottiene con un processo in varie fasi:

1. estrazione e prima frantumazione delle materie prime, costituite da rocce di marna e calcare;
   
   
2. loro essiccazione, macinazione e miscelazione preliminare per ottenere una polvere di granulometria uniforme detta farina cruda;
   
   
3. cottura della farina cruda a una temperatura di circa 1500 °C e successivo brusco raffreddamento per ottenere il clinker;
   
   
4. macinazione del clinker e degli eventuali additivi per ottenere il cemento propriamente detto.
   
   

Infine, la malta di cemento è uno dei molti tipi di malta (a base di acqua, cemento e sabbia di fiume miscelati secondo proporzioni ben precise) usati comunemente in edilizia per la confezione di intonaci o la costruzione di muri in pietra o laterizio.