Come valutare la durata e la stabilità di un edificio di cemento armato?

In questo articolo cercheremo di indicarvi le varie caratteristiche del cemento armato e tutti i diversi fattori che incidono sulla sua tenuta, ma, in particolare, proveremo a rispondere a una delle domande che, soprattutto in questi ultimi tempi, interroga imprese, cittadini, progettisti e pubblica amministrazione: quanto dura il cemento armato?

I romani, primi inventori del cemento armato

Tra i più grandi ingegneri e architetti che la storia abbia mai conosciuto ci sono sicuramente gli antichi romani.

Infatti, hanno costruito opere che sopravvivono ancora oggi e, la sapienza e la perizia con cui le hanno realizzate per certi aspetti rappresenta una sfida per le stesse costruzioni moderne.

Le loro tecniche di costruzione erano talmente avanzate che probabilmente furono loro a inventare l’antenato di quello che oggi conosciamo come cemento armato.

All’epoca venivano utilizzate delle lastre di bronzo per rendere maggiormente forti le strutture realizzate.

Il cemento armato – o calcestruzzo armato che dir si voglia – per come lo conosciamo oggi è un invenzione recente, figlia della seconda rivoluzione industriale a cavallo tra 800 e 900.

Il primo a farne uso, un inglese, William Wilkinson che nel 1854 adoperò lastre di cemento arricchito di acciaio per realizzare una costruzione che sarebbe dovuta esser maggiormente resistente delle altre del circondario.

L’innovazione ebbe successo e si trasmise.

Fino ad esser sfruttata in Francia, dove molte opere furono costruite con cemento armato e presentate in occasione dell’Esposizione Universale di Parigi, e in Italia e precisamente a Padova dove fu adoperato da Augusto Lanzoni che ne fece un brevetto, nel 1883, passando alla storia come “padre italiano” del cemento armato.

Ma il vero grande protagonista che ha valorizzato e riconosciuto tutte le potenzialità di questo nuovo materiale è stato l’architetto franco-svizzero, Le Corbusier tra i grandi protagonisti dell’architettura contemporanea e prima di lui, il suo maestro Auguste Perret che ha realizzato con questo materiale la famosa casa di Rue Franklin a Parigi.

Che cosa è il calcestruzzo, o cemento, armato?

Si tratta di uno dei materiali di costruzione maggiormente efficaci, in termini di resistenza e costi di realizzazione, composto dall’unione di due materiali con rispettive e specifiche proprietà: il calcestruzzo – dal latino calcis struere “calce ammassata” – e l’acciaio che da sempre è simbolo di resistenza, forza e durevolezza.

L’unione tra i due materiali da vita a un materiale cosiddetto “composito” che ha la capacità di esser maggiormente resistente alla trazione, e alla compressione, quindi a sostenere un certo peso rilevante.

Per le sue caratteristiche il cemento armato viene impiegato comunemente per la realizzazione della struttura e delle delle fondazioni, in senso di ossatura portante, di edifici e costruzioni e, concretamente, può esser realizzato sia sul cantiere, quando le condizioni lo permettono, e sia in stabilimento, per la costruzione di edifici con condizioni climatiche sfavorevoli ad esempio.

Le proprietà principali

Il cemento armato rappresenta un prodotto composto capace di combinare i vantaggi di entrambi i materiali.

Il cemento dalla sua ha la capacità di esser un materiale che, per certi aspetti, può esser prodotto a costi bassi e che presenta la peculiarità di resistere alla pressione rimanendo invece vulnerabile alla trazione.

L’acciaio, invece, ha la peculiarità di poter sopportare discretamente la trazione.

Si crea quindi un materiale, unico, con caratteristiche di trazione e pressione e che, per tale motivo, si rivela particolarmente adatto ad esser impiegato per la costruzione delle strutture portanti degli edifici.

Nel composto, tuttavia, l’acciaio per rimanere efficiente deve esser ben “protetto” da uno strato di calcestruzzo per non esser soggetto all’ossidazione, ovvero alla formazione di ruggine che potrebbe indebolire il metallo, facendolo espandere e di conseguenza generando danni e fessurazioni che incidono sulla stessa tenuta complessiva della struttura di calcestruzzo.

Come si fa?

Concretamente il cemento armato viene realizzato annegando nel cemento delle barre di acciaio che vengono intrecciate tra di loro fino a formare un’armatura di acciaio, una vera e propria “gabbia” capace di rappresentare un concreto supporto alla struttura del calcestruzzo.

Tra i due materiali si viene a creare un’aderenza che, al contempo, valorizza le capacità di entrambi i materiali di resistere alla trazione e alla compressione.

Come capire quanto può durare il cemento armato?

Vi è la convinzione che il cemento armato sia un materiale capace di assicurare una durata molto estesa capace di resistere nel tempo alle varie sollecitazioni.

A ben guardare, come tutti i materiali, anche il cemento armato risulta, normalmente, vulnerabile.

Diversi fattori, infatti, incidono sulla tenuta del cemento armato che, comunque, deve esser tenuto sotto controllo e manutenuto.

Ad esempio il cemento armato risulta vulnerabile all’acqua di mare che aggredisce il calcestruzzo e, penetrando, l’acciaio creando ruggine.

Oppure ancora particolari condizioni climatiche, come il gelo, possono aver effetti negativi sul cemento.

E, ancora, la tenuta del materiale composito può anche dipendere dai materiali utilizzati per la realizzazione del cemento (sabbia e ghiaia in primis).

Per ovviare ad alcune problematiche e assicurare elevati livelli di resa delle costruzioni in cemento armato, infatti, viene utilizzato l’acciaio inossidabile, maggiormente costoso per i processi di lavorazione richiesti alla sua realizzazione.

L’acciaio inossidabile risulta praticamente quasi invulnerabile alla ruggine, quindi particolarmente adatto per ponti, dighe e costruzioni in ambienti portuali, ma, al contempo, risulta in generale meno resistente e più fragile comportando un utilizzo maggiore rispetto all’acciaio tradizionale.

Pur considerando, quindi, alla luce di quanto detto la difficoltà di dire con certezza quanto il cemento armato può durare, possiamo dare una proiezione approssimativa: guardando alle prime costruzioni fatte con questo materiale composito, attorno agli anni ’20/’30, possiamo, in maniera molto molto generale, ipotizzare un periodo di vita utile di circa sessanta o, nei migliori casi, settanta anni.

Si tratta di mere ipotesi, perchè la durata del materiale, come detto, va valutata periodicamente in base alla sua effettiva resa e va incrementata attraverso specifici interventi manutentivi.