Il cemento disarmato del ponte di Genova

Il cemento come tale serve a poco, nelle costruzioni viene utilizzato sotto forma di calcstruzzo che si prepara miscelando il 10-15 % di cemento, il 15-20 % di acqua con circa il 60-75 % di sabbia e ghiaia (circa 10 miliardi di tonnellate di sabbia sono richieste ogni anno nel mondo dal settore delle costruzioni, come si legge in un’altra pagina di questo numero). Dopo la miscelazione degli ingredienti la massa di calcestruzzo deve essere tenuta in continua agitazione, anche durante il trasporto con speciali camion, le betoniere. Il calcestruzzo nel cantiere viene “gettato” in uno stampo di legno (cassaforma) della forma di colonne, piastre, eccetera, in cui si svolge la presa, la trasformazione della miscela in un materiale duro e resistente.

Qualche volta interessa avere dei calcestruzzi che induriscono rapidamente, addirittura in poche ore, per esempio quelli che devono essere impiegati per opere sottomarine; normalmente la presa richiede qualche giorno.
Nella seconda metà dell’Ottocento vari ingegneri scoprirono che gli edifici potevano essere più sicuri se costruiti gettando il calcestruzzo intorno a una rete di acciaio posta all’interno della cassaforma; si ottiene così il calcestruzzo armato.

L’acciaio per calcestruzzo si ottiene per lo più in speciali acciaierie che partono dai rottami di ferro e li fondono nei forni elettrici: la corrente elettrica scorre fra gli elettrodi di grafite posti al disopra del rottame preriscaldato; l’arco elettrico che si forma fra gli elettrodi porta la massa del rottame a oltre 2000 gradi e fa fondere l’acciaio che, separato dalla scoria, fuoriesce dal forno e viene poi trasformato, per trattamenti successivi di laminazione a caldo, in fili e tondini del diametro voluto. Le norme prevedono decine di diversi acciai da calcestruzzo armato, ciascuno adatto allo speciale uso a cui è destinato nella costruzione; in genere si tratta di acciaio dolce, con circa lo 0,2 % di carbonio, al quale vengono addizionati altri elementi come manganese, silicio, eccetera in modo da formare leghe in grado di resistere alle sollecitazioni che l’acciaio subirà quando è incorporato nel calcestruzzo.

Il calcestruzzo armato, soprattutto nelle struttura all’aperto come ponti e strade, è esposto a dilatazioni col caldo e contrazioni col freddo, alle pressioni dovute al traffico, alle infiltrazioni dell’acqua e del sale sparso come antigelo d’inverno, alla formazione del ghiaccio, eccetera, che comportano corrosione e ossidazione dell’acciaio, distacco dall’acciaio dal calcestruzzo e frantumazione del calcestruzzo.

Per migliorare l’adesione dell’acciaio al calcestruzzo i tondini vengono fabbricati in modo da presentare sulla superficie delle nervature o zigrinature. Per aumentare la resistenza del calcestruzzo armato il manufatto, prima o durante la messa in opera, viene sottoposto a trattamenti di compressione; si ottiene così il calcestruzzo armato precompresso. Col passare del tempo comunque le strutture di calcestruzzo armato si modificano e ne diminuisce la resistenza e richiedono interventi di manutenzione. Per questo motivo nella costruzione dei ponti sempre più spesso al posto del calcestruzzo armato si usa acciaio il cui costo di costruzione è maggiore ma che richiede minori costi di manutenzione.

Nei ponti e viadotti e nelle autostrade, le lunghe carreggiate sono divise in tratti fra ciascuno dei quali vengono posti degli speciali giunti elastici per compensare le dilatazioni che si hanno per esposizione al calore estivo.
Quando vedete i negozi pieni o andate in vacanza, pensate per un momento alle migliaia di lavoratori che sono stati impegnati nella progettazione, nelle cave di sabbia e argilla, nei cementifici, nelle acciaierie, nei cantieri, alla fatica, al dolore, talvolta alla morte che sono costate le strade e i ponti indispensabili per il movimento delle merci e delle persone.