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Materiali: composizione del calcestruzzo
(i rapporti di miscela)
 Parti e argomenti della scheda: 
 Rapporti di miscela 
 Materiali per metro cubo di calcestruzzo fresco costipato
Sembra semplice approntare un buon calcestruzzo partendo dai pochi elementi necessari (acqua, cemento, inerti, ossia sabbia e ghiaia), ma se non si curano alcuni particolari di ciascuno di essi il risultato non sarà adeguato. Non bisogna dimenticare che, a parte le occasioni in cui il calcestruzzo sia impiegato per riempimenti e simili, esso è parte importantissimo del cemento armato e la qualità, in questo caso, è d'obbligo.
In questa pagina si tratta di come confezionare un prodotto opportuno e quali sono le condizioni per controllare la corretta composizione con particolare riferimento ai rapporti di miscela. Il linguaggio, seppure semplice ed adatto a chiunque, non intende banalizzare argomenti tecnici utilissimi per il progettista, il calcolatore, il professionista in genere e l'impresa delle costruzioni.
Le pagine, pertanto, possono essere lette da chiunque, senza alcuna particolare preparazione come è nella filosofia di questo nostro sito, ma bisogna avvertire il lettore che le troverà maggiormente interessanti se egli possiede una cultura di base sull'edilizia e sulla tecnica del calcolo strutturale e della direzione dei lavori.  Gli studenti, i neolaureati o neodiplomati, gli appassionati del ramo, coloro che lavorano a vario titolo nell'industria delle costruzioni o nella vendita dei materiali edili e di calcestruzzo preconfezionato, gli amministratori locali e coloro che si accingono a risolvere un problema che implica una costruzione avranno certamente un valido aiuto da questa e da altre centinaia di pagine similari di questo sito.
 
 
La pasta di cemento e gli inerti
  
La curva granulometrica
  
I rapporti di miscela
  
Gli additivi
  
I calcestruzzi leggeri
  
Indice dei materiali
 
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 Rapporti di miscela 
Il rapporto di miscela è la determinazione delle proporzioni più opportune con le quali il cemento, gli inerti e l'acqua debbano essere tra loro impastati per avere un composto omogeneo, il quale presenti le seguenti caratteristiche: 
- adeguata lavorabilità allo stato fresco; 
- resistenza desiderata una volta indurito. 
Rifacandoci al calcestruzzo costituito di inerti e pasta di cemento si tratterebbe di stabilire in quali rapporti i due componenti vanno mescolati tra foro. Intanto è facile riconoscere che molto dipende dal tipo di inerte che si impiega ed in special modo dalla sua granulometria e dalla forma dei suoi grani. Supponbiamo ora di usare un inerte di composizione granulometrica corretta tale, cioè, che la curva corrispondente sia contenuta entro il fuso granulometrico della pagina precedente. Ad una certa quantità misurata di inerte aggiungiamo pasta cementizia, preventivamente confezionata con un rapporto acqua/cemento prefissato (ad esempio 0,50). Ad un certo punto la miscela inerti+pasta assumerà una consistenza simile a quella della terra umida. Supponiamo che sia la consistenza giusta (in realtà essa va scelta in funzione delle circostanze di posa in opera). Allora potremo calcolare facilmente la quanttà di pasta versata. 
Conosciamo, inoltre, il rapporto acqua/cemento in peso e, quindi, anche le quantità degli stessi materiali (in questo senso metà e metà). Costipiamo ora l'impasto ottenuto fino ad avere una massa del tutto compatta e misuriamo il volume risultante. Alla fine conosceremo le quantità di cemento ed inerti impiegati, ossia il rapporto di miscela che servirà a stabilire le modalità per la confezione degli impasti successivi. Sapremo, inoltre, il volume di calcestruzzo ottenibile con quei materiali, con quella consistenza e con un costipamento completo dell'impasto: sapremo, in definitiva, quale è la resa del calcestruzzo. 
Se volessimo ottenere un calcestruzzo più fluido dovremmo aggiungere altra pasta, cioè dovremmo aumentare le quantità dell'acqua e del cemento. 
Lo stesso risultato si avrebbe aggiungendo soltanto acqua, ma allora il rapporto acqua/cemento della pasta diverrebbe più alto, a scapito della qualità della pasta stessa. 
Supponiamo di impiegare un inerte diverso dal precedente, e precisamente un inerte che abbia una granulometria più fine. La sua curva sia, cioè, aldisotto della zona regolamentare. In questo caso sappiamo che la superficie dei grani inerti da coprire con la pasta aumenta. Come risultato avremo, quindi, che per ottenere un impasto della stessa consistenza di quello precedente dovremmo impiegare una maggiore quantità di pasta cementizia. Occorre, cioè, più cemento e più acqua. 
Se volessimo mantenere inalterato il dosaggio in cemento dovremmo aggiungere più acqua, ma avremmo un rapporto A/C più elevato e, quindi, minore resistenza. 
Al contrario, si abbia invece un inerte di granulometria più grossa, la cui curva sia aldisotto della zona regolamentare. In questo caso la superficie da avvolgere diminuisce rispetto ad una granulometria corretta. Ma, per la insufficienza delle parti fini, si otterrà un impasto rigido e difficilmente lavorabile. 
Quanto detto in precedenza serve come indicazione di massima circa i rapporti tra le quantità dei singoli componenti del calcestruzzo. In pratica sarà necessario controllare di volta in volta la composizione giusta, mediante impasti di prova. 

Materiali per metro cubo di calcestruzzo fresco costipato 
Consideriamo un metro cubo di calcestruzzo fresco, costipato completamente, cioè senza vuoti nella sua massa. Esso sarà formato da uno scheletro di inerti, avvolto dalla pasta cementizia. Supponiamo ora di estrarre dal metro cubo di calcestruzzo costipato la pasta di cemento: nella massa rimarrà lo scheletro degli inerti con tutti i vuoti in precedenza occupati dalla pasta. Se ora immaginiamo che tutta la massa degli inerti si condensi fino ad eliminare tutti i vuoti, otterremo un volume minore del precedente che si chiama anche volume assoluto. 
Ebbene, il volume del calcestruzzo sarà la somma del volume assoluto degli inerti più quello della pasta estratta. Quest'ultimo, a sua volta, sarà uguale al volume dell'acqua più quello del cemento, senza vuoti. In definitiva la somma dei volumi assoluti del cemento, dell'acqua e degli inerti dovrà dare un metro cubo (più una piccola porosità sempre presente). In un metro cubo di calcestruzzo sono presenti, approssimativamente,  seguenti volumi assoluti: 
- cemento: 
circa 100 litri assoluti, per dosaggio intorno ai 300 kg/mc. 
circa 115 litri assoluti, per dosaggio intorno ai 350 kg/mc. 
- acqua totale (compres al'unmidità degli inerti): 
circa 160 litri, per calcestruzzo asciutto 
circa 180 litri per calcestruzzo plastico 
circa 200 litri per calcestruzzo fluido 
(questi valori sono indicativi di larga massima per inerti tondeggianti e lisci; per inerti frantumati è opportuno aumentarli di circa 15 litri/mc). 
- inerti secchi: 
1000 litri - vuoti - litri cemento - litri acqua totale 
Considerando la densità del cemento, in valore medio, uguale a 3,00 kg/l. e quella degli inerti uguale a 2,60 kg/l., si ricavano come segue i pesi dei materiali che dovranno essere usati per ottenere un metro cubo di calcestruzzo: 
litri assoluti densità pesi in kg.
cemento 300 kg/mc. 100 3,00 300
acqua totale (consistenza plastica) 180 1,00 180
porosità residua dopo compattazione 20 - -
inerti: 1000-100-180-20= 700 2,60 1820 (secchi)