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Indice: Calcestruzzo cellulare: definizione e sviluppo nel tempo Come viene alleggerito il calcestruzzo? Calcestruzzo cellulare: prezzo Realizzazione dei blocchi in calcestruzzo cellulare Caratteristiche del cemento cellulare A cosa serve il calcestruzzo cellulare? Blocchi e sottofondi in calcestruzzo alveolare Il calcestruzzo cellulare appartiene alla più ampia categoria dei cosiddetti calcestruzzi leggeri, ovvero quei conglomerati cementizi la cui massa volumica, variabile tra 300 e 2000 kg/m³, è sensibilmente inferiore a quella di un calcestruzzo ordinario, solitamente compresa tra 2200 e 2600 kg/m³. La ridotta massa volumica del calcestruzzo cellulare è dovuta alla presenza di un sistema di vuoti che, oltre alla leggerezza, conferiscono al materiale delle eccellenti proprietà d’isolamento termico ed assorbimento acustico. Calcestruzzo cellulare: definizione e sviluppo nel tempo Con il termine calcestruzzo cellulare si indicano quei calcestruzzi nella cui massa sono presenti piccole bolle d’aria non comunicanti tra loro. La massa stessa, in questi casi, assume una struttura cellulare simile a quella di una spugna. Si tratta di una materia inorganica, non decomponibile, non combustile, con elevato isolamento termico, di peso ridotto e che mantiene un’elevata precisione dimensionale. Il calcestruzzo cellulare è usato in forma di elementi prefabbricati o di muratura e per la sua produzione viene usata sabbia macinata finemente, calce e/o cemento e acqua con aggiunta di additivi che conferiscono la peculiare porosità. Tutti i componenti vengono mescolati e colati in stampi per dare forma a blocchi in calcestruzzo cellulare di dimensioni differenti, pronti per l’utilizzo. Nel caso di realizzazioni di elementi prefabbricati, i blocchi cellulari, una volta tagliati sono trattati con vapore in autoclavi.Il primo tentativo di produrre calcestruzzo alleggerito risale al 1889, utilizzando diossido di carbonio generato dalla reazione tra acido cloridrico e calcare per ottenere la porosità. Successivamente, nel 1914, si sperimenta l’utilizzo di alluminio in polvere e idrossido di calcio come agenti aeranti, mentre nel 1917 viene depositato un brevetto per l’uso di lievito come agente aerante. Il processo di produzione conosciuto oggi affonda le sue radici all’inizio degli anni ’20 grazie alle ricerche intraprese dall’architetto Johan Axel Eriksson su materiali da costruzione alternativi. Per accelerare il processo di stagionatura dei campioni di calcestruzzo Eriksson decise di utilizzare un’autoclave. Il risultato fu un prodotto caratterizzato da un’ottima resistenza a compressione che portò, successivamente, alla commercializzazione del cemento poroso con il nome di Ytong e che aprirono la strada alle moderne versioni del calcestruzzo alleggerito. Come viene alleggerito il calcestruzzo? Oggi la formazione di vuoti nel conglomerato cementizio, che porta alla produzione del calcestruzzo leggero, è ottenuta sostanzialmente in tre modi: sostituendo gli inerti ordinari con inerti leggeri naturali o artificiali caratterizzati nella maggior parte dei casi da un’elevata porosità e quindi da una ridotta massa volumica; inglobando nella malta un sistema di bolle d’aria oppure di gas di dimensioni dell’ordine del millimetro, mediante aggiunta all’impasto di schiuma preformata oppure di sostanze capaci di sviluppare gas in ambiente alcalino; utilizzando un inerte grosso ordinario monogranulare i cui granuli vengono legati da un sottile strato di sola pasta di cemento, in modo da creare un sistema di alveoli grossolani tra i granuli dell’inerte. Nel primo caso si parla di calcestruzzi con inerti leggeri, nel secondo di calcestruzzi cellulari, anche se a rigore si dovrebbe parlare di “malte cellulari”, nel terzo di calcestruzzi alveolari. Calcestruzzo cellulare: prezzo Tendenzialmente il costo di un m³ di calcestruzzo cellulare è considerevolmente superiore a quello di un calcestruzzo ordinario. Il motivo del maggiore onere economico risiede sia nel maggior costo di produzione degli aggregati leggeri rispetto a quelli ordinari, sia perché la bassa densità territoriale delle fonti di approvvigionamento degli inerti leggeri fa si che il costo del trasporto incida sul costo totale del calcestruzzo. Ciononostante l’impiego del calcestruzzo leggero può risultare più economico; questo soprattutto in relazione alla sua leggerezza grazie alla quale diminuiscono i carichi permanenti della struttura ed quindi è possibile ridurre le dimensioni degli elementi strutturali. Il peso minore dell’ossatura portante permette, inoltre, di costruire anche su terreni di scarsa portanza, senza dover ricorrere a tipologie di fondazione complesse e costose, ma soprattutto consente, a parità di pressioni trasmesse al terreno, di realizzare edifici con uno sviluppo verticale maggiore: il maggior costo del calcestruzzo leggero in questi casi risulta ampiamente compensato dalla maggiore superficie abitabile. Inoltre, l’impiego del calcestruzzo leggero strutturale riduce le forze d’inerzia che insorgono quando la struttura è soggetta ai movimenti tellurici, consentendo una diminuzione delle armature a parità di sezione, oppure a parità di armature una diminuzione della sezione resistente. Possiamo attualmente stabilire un range di prezzo indicativo relativo ai blocchi in calcestruzzo alveolato che può variare dai 15€ ai 70€ al m². L’ampio range di prezzo è strettamente legato alla variabilità delle dimensioni, della forma e dello spessore dei blocchi che può raggiungere i 30 cm offrendo elevate proprietà isolanti. Realizzazione dei blocchi in calcestruzzo cellulare L’introduzione dell’aria all’interno della massa cementizia per realizzare il calcestruzzo cellulare può avvenire secondo due differenti tipologie: reazione chimica introduzione diretta di aria. Reazione chimica La tecnica si applica esclusivamente in stabilimento e i procedimenti possono leggermente differire in funzione del tipo di legante impiegato (sia esso calce o cemento). In questo caso il calcestruzzo cellulare si ottiene tramite lo sviluppo di gas mediante reazione chimica nella pasta o nella malta mentre quest’ultima si trova ancora allo stato liquido o plastico. La reazione stessa è provocata artificialmente tramite l’introduzione di un prodotto specifico nella malta. Normalmente si tratta di polvere fine di alluminio metallico e sabbia finissima che, reagendo con l’idrossido di calcio o con altre sostanze alcaline formatesi durante l’idratazione del cemento o deliberatamente aggiunte, producono bolle di idrogeno. Introduzione di aria La tecnica si presta alla realizzazione del calcestruzzo cellulare in opera, la cui maturazione avviene, normalmente, a contatto con l’atmosfera. In questo caso il calcestruzzo si ottiene previo introduzione di aria dall’esterno dopo aver aggiunto alla miscela una schiuma preformata in miscelatori normali o miscelazioni ad alta velocità o un agente introduttore d’aria. Questo tipo di prodotto si utilizza comunemente nella realizzazione di sottofondi isolanti di pavimenti, di pendenze di terrazze e, più generalmente, in tutti quei casi in cui occorre ottenere un elevato effetto isolante e peso ridotto senza una forte resistenza alla compressione. Caratteristiche del cemento cellulare L’utilizzo del calcestruzzo cellulare, o calcestruzzo aerato, è particolarmente apprezzato in edilizia grazie alle proprietà che lo caratterizzano. Isolamento termico Generalmente molto elevato, tenuto conto della struttura della massa, tale valore varia in funzione proprio della massa volumica del prodotto. Se il materiale contiene dell’umidità la conduttività termica aumenta a fronte di una diminuzione delle capacità di isolamento termico. Isolamento acustico Proporzionale alla massa e, di conseguenza, non particolarmente elevato. La particolare struttura delle celle chiuse, però, fornisce un migliore potere isolante rispetto ad altre strutture dello stesso peso. Resistenza al gelo e al fuoco Molto buona in diretta conseguenza della struttura della massa che assorbe lentamente l’acqua di penetrazione e non presenta fenomeni di capillarità. Massa volumica e resistenza alla compressione Variabili in funzione del tipo di miscela; all’aumentare del peso, infatti, aumenta la resistenza e viceversa. La massa volumica varia 200-300 kg/m³ per miscele senza aggregati sino ad arrivare a valori compresi tra i 500 e i 1000 kg/m3 per miscele con aggiunta di sabbia. La resistenza a compressione, invece, è minima per le miscele ottenute in cantiere senza sabbia, mentre assume valori maggiori in caso di stagionatura del prodotto in autoclave. Variazioni volumetriche Questo particolare tipo di calcestruzzo è soggetto a ritiro idraulico e dilatazione termica superiori a quelle tipiche dei calcestruzzi normali di pari resistenza. Il fenomeno è causato dalla preponderante presenza, della pasta cementizia. La stagionatura in autoclave, tuttavia, può ridurre le variazioni volumetriche a valori molti simili a quelli dei calcestruzzi normali, prerogativa particolarmente utile ai fini della limitazione dell’insorgere di fessurazioni. A cosa serve il calcestruzzo cellulare? L’impiego più diffuso dei calcestruzzi cellulari è come isolanti termici e barriere al fuoco. Nel primo caso il materiale viene utilizzato per ottenere strati isolanti di pavimenti e solai: gli strati devono essere accuratamente protetti in superficie con una pellicola impermeabile. Grande attenzione, poi, occorre riporre nei confronti della formazioni di fessurazioni. Con i calcestruzzi autoclavati, invece, si ottengono manufatti di diversa natura, in particolare blocchi da costruzione. I blocchi cellulari allo stato asciutto possono essere murati con malta normale o leggere oppure con prodotti collanti; le pareti debbono essere intonacate o protette contro la penetrazione di pioggia e umidità. Grande attenzione, poi, va riservata ai giunti, che possono costituire dannosi ponti termici. A tale scopo è preferibile realizzare i giunti stessi con malta isolante o con collanti a strato sottile. Il calcestruzzo cellulare viene anche impiegato nella fabbricazione di pannelli o lastre. Nel caso di presenza di armature metalliche, queste debbono necessariamente essere protette contro la corrosione, poiché il riempimento di calcestruzzo non è efficace. Blocchi e sottofondi in calcestruzzo alveolare Calcestruzzo cellulare Ytong – Xella Ytong- Xella Italia propone Ytong Climagold, il blocco da tamponamento in calcestruzzo alleggerito caratterizzato da straordinarie caratteristiche di isolamento termico. Questa soluzione è utilizzata per la realizzazione di pareti esterne di tamponamento in edifici con struttura portante tradizionale con travi e pilastri, in calcestruzzo armato o in acciaio. Calcestruzzo cellulare Fassa Il calcestruzzo cellulare di Fassa Bortolo è usato come sottofondo alleggerito per la realizzazione dello strato intermedio finalizzato alla regolarizzazione delle quote e al livellamento del piano di posa in interno ed esterno. Questa soluzione è caratterizzata da un ridotto carico statico e da buone caratteristiche termoisolanti, usata prima della posa del successivo massetto di tipo desolidarizzato o galleggiante. Articolo aggiornato – Prima pubblicazione: 10 dicembre 2002 Condividi Commenta questo approfondimento
