Perché il cemento armato funziona?
Il calcestruzzo da solo è fragile: se lo pieghi, si crepa quasi subito. Ma unito all'acciaio diventa uno dei materiali da costruzione più usati al mondo.
Prima guardalo, poi leggi i dettagli
Un minuto di animazione per capire il meccanismo a colpo d'occhio.
Fortissimo se lo schiacci
Il calcestruzzo, che nel linguaggio di tutti i giorni chiamiamo cemento, ha un grande pregio: è fortissimo a compressione. Per schiacciarlo servono forze enormi.
Per questo è perfetto per reggere i pesi che lo premono dall'alto, come succede nei pilastri, che sostengono i piani superiori. In più si getta liquido dentro una cassaforma e può prendere quasi qualunque forma.
Debole se lo tiri
Il problema arriva quando lo si tira. A trazione il calcestruzzo resiste circa dieci volte meno che a compressione: se lo tendi o lo pieghi, si crepa quasi subito.
Pensa a una trave appoggiata su due sostegni, con un peso al centro. Si incurva leggermente: la parte di sopra viene schiacciata, ma la parte di sotto viene stirata. Una trave di solo calcestruzzo si spaccherebbe proprio lì, dal basso.
Ognuno fa quello che sa fare meglio
La soluzione è annegare nella parte tesa della trave delle barre d'acciaio, i cosiddetti ferri. L'acciaio resiste benissimo alla trazione.
Così il lavoro si divide: il calcestruzzo sopporta la compressione, l'acciaio la trazione. Ognuno dei due materiali fa ciò che sa fare meglio, e insieme formano qualcosa di molto più resistente di entrambi presi da soli.
Perché vanno così d'accordo
Due materiali diversi, però, potrebbero non andare d'accordo nel tempo. Il calcestruzzo e l'acciaio, invece, hanno una fortuna: con il calore si dilatano quasi allo stesso modo.
Quando fa caldo o freddo si allungano e si accorciano insieme, e quindi non si staccano l'uno dall'altro. Se si dilatassero in modo molto diverso, con gli sbalzi di temperatura si creerebbero tensioni e fessure al loro interno.
Uno scudo contro la ruggine
C'è un ultimo vantaggio. Il calcestruzzo è alcalino, cioè ha un ambiente chimico che protegge l'acciaio dalla ruggine finché resta ben avvolto.
Per questo è importante che i ferri siano coperti da uno strato sufficiente di calcestruzzo: è la loro protezione. Compressione al cemento, trazione all'acciaio, e una protezione reciproca: ecco perché questa coppia regge ponti, grattacieli e dighe.
Lo sapevi?
- A trazione il calcestruzzo resiste circa dieci volte meno che a compressione.
- Calcestruzzo e acciaio si dilatano con il calore quasi allo stesso modo, per questo restano uniti.
- L'ambiente alcalino del calcestruzzo protegge i ferri dalla ruggine.
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