STORIA DEL CEMENTO ARMATO

Iniziamo questa storia chiarendo subito che il Cemento Armato è più corretto chiamarlo Conglomerato Cementizio Armato (nell’articolo continuerò a usare il termine Cemento Armato in quanto è la definizione con il quale è comunemente conosciuto) in quanto il cemento è solo uno dei componenti con il quale si realizza il Calcestruzzo.

Il Calcestruzzo attualmente è, di base, una miscela di Cemento, Acqua, Sabbia e Ghiaia in determinate proporzioni.

Il Cemento è il legante del composto, la sabbia e la ghiaia sono le parti inerti che non intervengono nella presa e indurimento del legante, l’acqua serve ad idratare il cemento e a fornire adeguata lavorabilità all’impasto.

Spesso alla miscela base del calcestruzzo si aggiungono anche additivi per conferire particolari qualità, quali per esempio migliorare la lavorabilità, l’accelerazione o il ritardo della presa, la resistenza agli agenti aggressivi o all’azione delle basse temperature durante la presa.

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EPOCA ROMANA: IL  CALCESTRUZZO CHE DURA NEI MILLENNI!

Più di 2.000 anni fa i Romani iniziarono a realizzare opere in calcestruzzo che aveva però una composizione diversa rispetto a quello utilizzato oggi.

Era un calcestruzzo più debole rispetto a quelli moderni ma aveva la caratteristica di mantenere inalterata per lunghissimo tempo la sua resistenza, infatti  ancora oggi possiamo ammirare molte strutture Romane.

Una delle differenze tra i calcestruzzi moderni e il calcestruzzo romano era il diverso legante utilizzato, al posto del cemento nell’epoca Romana si usava la Calce !

I costruttori Romani bruciavano pietre calcaree per produrre la calce viva e poi aggiungevano acqua ottenendo la calce idrata o calce spenta (CaO+H2O –> Ca(OH)2), una polvere fine impiegata poi come legante nei calcestruzzi.

Inoltre nel calcestruzzo Romano veniva aggiunta della cenere vulcanica oltre a pezzi di mattoni e di tufo.

Nel 27 a.c. l’Imperatore Augusto cercò di standardizzare l’uso di una cenere vulcanica  derivata da un deposito chiamato Pozzolane Rosse.

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Un recente studio della Dott.sa Marie D.Jackson (Università di Utah) ha dimostrato che l’impiego delle Pozzolane Rosse nei calcestruzzi Romani è il segreto della loro durabilità (Mid‐Pleistocene pozzolanic volcanic ash in ancient Roman concretes).

Inoltre i Romani hanno realizzato un calcestruzzo specifico da utilizzare nella costruzione di strutture portali sommerse nell’acqua salata del mare Mediterraneo. Per questo tipo di calcestruzzo i Romani hanno usato un altro tipo di cenere vulcanica il Pulvis Puteolanum estratta da un giacimento sito vicino al golfo di Napoli.

Il Pulvis Puteolanum ha avuto il ruolo di ritardare e diminuire il deterioramento del calcestruzzo causato dal contatto con l’acqua salata, come evidenziato da un altro studio della Dott.sa  D.Jackson (Unlocking the secrets of Al-tobermorite in Roman seawater concrete).

Il calcestruzzo romano non venne più utilizzato dopo la scomparsa dell’impero Romano.

NASCITA DEL CEMENTO ARMATO

Due fatti importanti aiutarono l’invenzione del cemento armato:

1. la produzione del Cemento Portland con un procedimento ideato dall’inglese Joseph Aspdin nel 1824 ottenuto dalla cottura di calcare e argilla. Questo primo procedimento realizzava un prodotto con ancora le caratteristiche di calce idraulica in quanto i forni impiegati raggiungevano solo i 1200-1300 °C temperature non sufficienti per trasformare i materiali di base in Clincker.  Il primo cemento ottenuto dalla macinazione del Clinker (ottenuto con forni che raggiungevano i 1400-1500 °C) è attribuito all’inglese I.C.Johnson nel 1845.
2. la disponibilità di barre di ferro fucinato o puddellato prodotte dall’industria siderurgica.

L’idea di aumentare le caratteristiche di resistenza del conglomerato a base cemento inserendovi delle barre di armatura in ferro venne quasi contemporaneamente a più persone.

Nel 1848 il francese J.C. Lambot costruì una barca in cemento armato, nel 1855 brevettò tale sistema costruttivo e presentò un prototipo all’Esposizione Universale di Parigi.

Nel 1861 il giardiniere francese Joseph Monier, a cui la storia attribuisce il merito di aver realmente inventato il cemento armato, costruì vasi di fiori in conglomerato cementizio con uno scheletro di barre in ferro.

Monier brevettò tale sistema nel 1867 e negli anni seguenti (1868, 1869, 1873) brevettò diversi sistemi strutturali in cemento armato quali solai, scale, tubi, ecc.

L’importanza della nuova invenzione fu subito compresa per cui si ebbe uno sviluppo di nuovi brevetti, di altri inventori, a livello mondiale dalla Germania, all’Austria, alla Francia, all’Inghilterra e all’America.

In questa prima fase i brevetti non avevano nessuno studio teorico alle spalle ma solo delle basi semi-empiriche.

Un posto di rilievo tra gli inventori spetta all’Ingegnere francese Francois Henneique (1842-1921) il quale brevettò una trave con staffe nella quale si possono riconoscere i fondamentali della statica delle travi in cemento armato (armatura longitudinale dove occorre in base ai momenti sollecitanti e le staffe disposte a distanza variabile in funzione del taglio sollecitante).

L’Ing. Henneique impostò anche una teoria statica del cemento armato di tipo approssimato che con semplici formule gli permise di progettare migliaia di strutture nel mondo tra le quali il Ponte Risorgimento  costruito sul Tevere a Roma nel 1911.

Ponte Risorgimento Roma

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Nel 1902 il tedesco Emil Morch ricevette l’incarico dalla ditta Ways und Freytag di studiare su basi scientifiche il comportamento del cemento armato. Nello stesso anno Morch pubblicò il testo fondamentale Der Eisenbetonbau (La costruzione in cemento armato) contenente la teoria classica del cemento armato al quale faranno seguito numerose altre edizioni arricchite dei risultati di ulteriori ricerche.

Nel 1904 vengono pubblicate le prime norme nazionali tedesche sulle costruzioni in cemento armato alle quali seguirono quelle francesi nel 1906 e quelle italiane nel 1907.

Il cemento armato inizio a diffondersi nel mondo!

ALCUNE OPERE RILEVANTI IN CEMENTO ARMATO

Nel 1929 Robert Maillart realizza il ponte del Salginatobel:

Nel 1935 Eduardo Torroja realizza l’ippodromo di Madrid:

In Italia un grande interprete del cemento armato è stato l’Ing. Pier Luigi Nervi, alcune delle sue opere sono le seguenti:

• 1926 Cinema Augusto a Napoli
• 1935 Hangar di Orvieto
• 1955 Grattacielo Pirelli a Milano
• 1956 Palazzatto dello sport a Roma
• 1960 Salone del palazzo delle Esposizioni a Torino
• 1971 Aula delle Udienze Pontificie nella Città del Vaticano

Hangar di Orvieto

Salone del Palazzo delle Esposizioni a Torino

Palazzo del Lavoro a Torino

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