Calcestruzzo: una guida per principianti

Sebbene sia usato ovunque nelle costruzioni moderne, il calcestruzzo non è affatto un'invenzione moderna. I romani lo usarono per costruire strutture come il Pantheon, e una patch di 12 milioni di cemento naturale era scoperto in Israele negli anni '60. Le moderne miscele di cemento a base di cemento Portland sono state originarie del muratore britannico Joseph Aspdin, che ha realizzato la prima cemento grigio miscela nella sua cucina nel 19 ° secolo. Sebbene Aspdin abbia impiegato a combinare gli ingredienti nelle giuste proporzioni, i componenti del cemento Portland si trovano tutti in natura. Se combinato con altri due ingredienti chiave, il cemento Portland crea calcestruzzo: un materiale da costruzione utilizzato ogni giorno praticamente in ogni parte del mondo. Per sfruttare questo materiale versatile, aiuta a capire la chimica che lo indurisce e alcune delle migliori pratiche per usarlo.

Sebbene esistano variazioni, i tre ingredienti principali di qualsiasi miscela di calcestruzzo sono cemento Portland, acqua e un aggregato. Se miscelato con acqua, il cemento Portland forma un legante che tiene insieme l'aggregato - composto da sabbia, ghiaia o una miscela dei due - in una massa solida con una resistenza a compressione che rivaleggia con quello dell'acciaio.

Il cemento Portland (idraulico) stesso proviene da minerali naturali che includono calcare, arenaria, scisto, ferro, argilla e cenere volante. I produttori versano queste materie prime in forni cilindrici in cemento e le riscaldano a temperature fino a 3.000 gradi F. Questo trattamento scaccia l'acqua e l'anidride carbonica e forma nuovi composti chiamati collettivamente clinker. Il clinker viene macinato in una polvere fine a cui viene aggiunto gesso per controllare la velocità con cui si indurisce quando viene ricombinato con acqua. Questa polvere è ciò che è noto come cemento Portland.

Le sacche di calcestruzzo si presentano in diverse forme per diversi usi. Nella miscela di calcestruzzo standard, l'aggregato è una miscela di sabbie e piccole ghiaie. Il cosiddetto "mix di sabbia" è una miscela che utilizza sabbie più fini e non ci sono ghiaie più grandi nel mix. È buono per patching e progetti artigianali che richiedono calcestruzzo. Anche gli aggregati più fini vengono utilizzati nelle miscele di malte, che vengono utilizzate per unire mattoni e blocchi.

Vari additivi possono anche essere aggiunti al calcestruzzo per modificarne le proprietà. Ad esempio, l'ancoraggio delle miscele di calcestruzzo include epossidici per aumentare il loro potere di tenuta. Il calcestruzzo fibrorinforzato include filamenti di fibra di vetro per ridurre le fessurazioni per applicazioni come cortili e riparazioni di stucchi. Gli additivi aggiuntivi possono accelerare o ritardare il tempo necessario affinché il calcestruzzo si indurisca.

Tutti sanno che il cemento si indurisce quando si aggiunge acqua. La reazione chimica che si verifica è nota come idratazionee poiché il cemento contiene cinque diverse sostanze che subiscono questa reazione, il processo è un po 'complicato. I silicati di calcio, che rappresentano il 75 percento della miscela, sono i più responsabili della durezza. Producono idrossido di sodio e calore mentre si idratano, motivo per cui dovresti sempre indossare i guanti quando mescoli il cemento. Il pH del calcestruzzo bagnato può aumentare a 12 o più, il che rende la miscela estremamente corrosiva. Le ustioni cutanee sono comuni quando si lavora con il calcestruzzo.

È necessaria una quantità precisa di acqua per un'idratazione completa. Se si utilizza una quantità inferiore a quella consigliata, circa 3 litri per 80 libbre. sacco di premiscela: il calcestruzzo non sarà sufficientemente resistente, ma l'uso di troppa acqua indebolisce anche la miscela. Il cemento non deve seccarsi per indurirsi, motivo per cui è possibile versare la struttura in cemento sott'acqua. Tuttavia, non appena tutta la reazione di idratazione è completa, l'eventuale acqua in più nella miscela di calcestruzzo entra nei pori, il che indebolisce la struttura generale. Gran parte di questa acqua alla fine evapora, ma possono volerci anni per far evaporare tutta l'acqua in eccesso. Quando si mescola il calcestruzzo, dovrebbe esserci abbastanza acqua per essere versabile e praticabile, ma non abbastanza per rendere la miscela minacciosa.

Piccole quantità di calcestruzzo possono essere mescolate in una carriola o in una depressione di muratura di plastica, usando sacchi da 60 o 80 libbre di calcestruzzo premiscelato essiccato, un tubo da giardino e una zappa per mescolare il calcestruzzo. Per quantità maggiori, è possibile noleggiare un miscelatore elettrico per mescolare sacchi di miscela di calcestruzzo o ordinare calcestruzzo preconfezionato da un fornitore che lo consegnerà in un camion di grandi dimensioni e lo verserà sul posto.

Il calcestruzzo fresco è fondamentalmente un liquido altamente viscoso e, come qualsiasi liquido, si livellerà in una pozzanghera se non lo contiene. Formare lastre e altre forme dal cemento richiede che sia contenuto. Il processo di contenimento viene chiamato formaturae i costruttori di solito lo fanno con legname e compensato dimensionati. Poiché le forme non sono permanenti, non le costruisci per l'aspetto, ma devono essere costruite per essere forti abbastanza per sostenere il peso del calcestruzzo e non possono avere spazi vuoti attraverso i quali il calcestruzzo bagnato potrebbe infiltrarsi.

È importante utilizzare il compensato liscio quando si forma una superficie visibile, come un muro, perché il motivo a grana del compensato grezzo verrà permanentemente impresso sul cemento indurito. I costruttori di qualità spesso si preoccupano ulteriormente dell'applicazione del nastro sul compensato per garantire una superficie liscia quando il modulo viene rimosso. Il nastro garantisce inoltre un rilascio rapido.

È meglio costruire forme concrete con viti che con chiodi. Qualsiasi impatto sulle nuove esperienze concrete quando tiri le unghie per liberare le forme potrebbe spezzarlo. Non hai bisogno di viti di qualità per questo; molti costruttori usano viti per cartongesso economiche per costruire moduli.

Sebbene il calcestruzzo abbia un'alta resistenza a compressione, la sua resistenza alla trazione non è affatto vicina a quella dell'acciaio e strutture come lastre e pareti possono rompersi sotto peso. Per evitare ciò, i costruttori incorporano una rete di rinforzi in acciaio in ogni grande struttura. Di solito costruiscono una struttura di barre di rinforzo (tondi per cemento armato) in muri e fondamenta o posano una copertura di terra di rete di rinforzo, chiamata remesh o tessuto duro, quando si versano lastre.

Costruire il rinforzo in acciaio può essere un lavoro tanto grande quanto costruire forme. Rebar e remesh sono disponibili in vari diametri e si sceglie il diametro in base alla resistenza alla trazione necessaria per il progetto. Non è quasi mai un errore esagerare. È possibile piegare l'armatura per creare forme curve utilizzando una piegatrice noleggiata oppure è possibile piegare i pezzi da qualsiasi rivenditore che vende forniture di calcestruzzo.

A seconda dell'aspetto desiderato, la finitura del calcestruzzo può essere un processo in una o più fasi. In genere, il processo di finitura inizia con screeding la superficie con una riga o una spatola mentre il calcestruzzo è ancora bagnato. Per alcune applicazioni, come un pad di utilità, il massetto può essere tutto ciò che è necessario. Se stai versando un patio o un piano seminterrato, tuttavia, probabilmente vorrai levigare di nuovo la superficie quando il cemento si è irrigidito e quando si indurisce, potresti volerlo lucidare con una lucidatrice. Viene chiamato il processo di levigatura della superficie galleggianteed è un'abilità che richiede una notevole esperienza e abilità artigianale. L'obiettivo del galleggiamento è quello di sollevare particelle aggregate più fini e polveri di cemento sulla superficie per creare un superficie liscia, ma un galleggiamento eccessivo può indebolire il calcestruzzo e creare una superficie che in seguito si sfalderà lontano.

È possibile aggiungere coloranti al calcestruzzo prima di versarlo, oppure è possibile acquistare calcestruzzo già colorato. Dopo che il calcestruzzo si è indurito, puoi macchiarlo con una macchia acida o colorarlo con una tintura. Le macchie acide reagiscono con le sostanze chimiche nel calcestruzzo per produrre una serie di colori della terra. Usa una tinta se i tuoi gusti corrono verso tonalità più vivaci.

Se usi il cemento per realizzare una caratteristica interna, come un piano di lavoro o un pavimento del bagno, dovrai farlo sigillalo per evitare che la sporcizia si depositi nei pori. La maggior parte dei sigillanti per calcestruzzo è costituita da poliuretano o acrilico sospeso in un solvente, generalmente acqua. Il calcestruzzo deve essere asciutto prima dell'applicazione, il che significa attendere diverse settimane prima di sigillare una superficie appena colata. Spruzzare, spazzolare o arrotolare il sigillante e attendere che si asciughi prima di utilizzare la superficie. È una buona idea richiudere ogni pochi anni circa. Prima di ogni risigillatura, pulire a fondo il calcestruzzo con acqua e sapone o, se del caso, con una idropulitrice.