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  • Il peso specifico del calcestruzzo dipende dal tipo di calcestruzzo e varia tra 800 chilogrammi al metro cubo e 3300 chilogrammi al metro cubo, con valori anche maggiori nel caso del calcestruzzo armato.

    Il calcestruzzo si ottiene da una miscela di base formata da cemento, acqua, ghiaia e sabbia, ma a seconda delle necessità costruttive si aggiungono altri additivi oppure si sostituiscono parti di ghiaia e sabbia con altri minerali, ottenendo così diversi tipi di calcestruzzo.

    I più comuni sono:

    • il calcestruzzo normale (o calcestruzzo comune), ottenuto miscelando tra loro cemento in polvere, acqua, sabbia e ghiaia, senza l'aggiunta di altri additivi.

    • Il calcestruzzo leggero (o calcestruzzo alleggerito), che si ottiene da quello comune sostituendo una parte della sabbia e della ghiaia con aggregati leggeri, come l'argilla espansa, oppure aggiungendo un additivo che favorisce la formazione di bolle d'aria durante la lavorazione della miscela, come la polvere di alluminio.

    • Il calcestruzzo pesante, ottenuto sostituendo quasi tutta la sabbia con elementi chimici a elevato peso molecolare, come ad esempio il bario.

    In fase di lavorazione il calcestruzzo è un composto semiliquido, e viene modellato versandolo in forme solitamente realizzate con assi di legno. Col passare del tempo si solidifica e, una volta essiccato, ha un aspetto simile alla pietra.

    Peso specifico del calcestruzzo normale

    Dopo l'essiccazione il peso specifico del calcestruzzo comune varia tra 2000 e 2600 chilogrammi al metro cubo, con un valore medio di 2300 kg/m3.

    Ps_{\mbox{calcestruzzo normale}} = 2300 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \ \mbox{(Valore medio)}

    Peso specifico del calcestruzzo alleggerito

    Il calcestruzzo alleggerito viene usato per la preparazione di elementi prefabbricati, e dopo l'essicazione il suo peso specifico varia tra 800 e 2000 chilogrammi al metro cubo, con un valore medio di 1400 kg/m3.

    Ps_{\mbox{calcestruzzo alleggerito}} = 1400 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \ \mbox{(Valore medio)}

    Peso specifico del calcestruzzo pesante

    Il peso specifico del calcestruzzo pesante varia tra 2600 e 3300 chilogrammi al metro cubo, con un valore medio di 2950 kg/m3.

    Ps_{\mbox{calcestruzzo pesante}} = 2950 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \ \mbox{(Valore medio)}

    Questo tipo di calcestruzzo fornisce un'elevata protezione dalle radiazioni ionizzanti; viene quindi utilizzato per costruire rifugi antiatomici e, più in generale, nell'industria nucleare.

    Peso specifico del calcestruzzo in altre unità di misura

    Oltre al chilogrammo al metro cubo, per esprimere il peso specifico si utilizzano altre due unità di misura:

    - il grammo al centimetro cubo (g/cm3);

    - il chilogrammo al decimetro cubo (kg/dm3).

    In generale per passare dal kg/m3 alle altre due unità di misura è sufficiente dividere per 1000 (oppure moltiplicare per 0,001); per capirlo basta applicare il solito metodo per svolgere le equivalenze:

    \\ 1 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} = \frac{10^3 \mbox{ g}}{10^6 \mbox{ cm}^3} = \frac{1}{1000} \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{cm}^3} = 0,001 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{cm}^3} \\ \\ \\ 1 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} = \frac{1 \mbox{ kg}}{1000 \mbox{ dm}^3} = \frac{1}{1000} \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{dm}^3} = 0,001 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{dm}^3}

    Ad esempio il valore medio del peso specifico del calcestruzzo alleggerito in g/cm3 è

    \mbox{Ps}_{\mbox{calcestruzzo alleggerito}} = 1,4 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{cm}^3} \mbox{ (valore medio)}

    e coincide col valore del peso specifico del calcestruzzo alleggerito in kg/dm3

    \mbox{Ps}_{\mbox{calcestruzzo alleggerito}} = 1,4 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{dm}^3} \mbox{ (valore medio)}

    Peso specifico del calcestruzzo armato

    Il calcestruzzo armato è costituito da calcestruzzo che incorpora un'armatura in acciaio; viene usato per costruire la struttura degli edifici, cioè per realizzare fondamenta, travi, pilastri e muri portanti.

    L'armatura è simile a una gabbia e viene annegata all'interno del calcestruzzo semiliquido per aumentarne la resistenza alla trazione. A seconda delle necessità ogni armatura ha dimensioni e forme diverse, e può essere realizzata con barre d'acciaio che hanno un diametro compreso tra 5 e 32 millimetri.

    Per i motivi appena visti non è possibile fornire dei valori di riferimento per il peso specifico del calcestruzzo armato.

    Tuttavia possiamo dire che il suo peso specifico è maggiore di quello del calcestruzzo da cui è stato ottenuto. Ciò è dovuto al fatto che il peso specifico dell'acciaio è maggiore di quello del calcestruzzo, di qualsiasi tipo esso sia.

    Differenza tra peso specifico e densità del calcestruzzo (per studenti liceali ed universitari)

    A questo punto è necessaria una precisazione: kg/m3, kg/dm3 e g/cm3 sono unità di misura che esprimono la densità dei materiali.

    Per capire perché tali misure sono utilizzate anche per il peso specifico, vi invitiamo a proseguire la lettura. Attenzione però: per comprendere la spiegazione sono necessari alcuni prerequisiti di Fisica. Per questo motivo invitiamo i ragazzi della scuola media a fermarsi qui con la lettura, e magari approfondire quanto c'è da sapere sul peso specifico consultando la lezione del link. ;)

    La densità è definita come rapporto tra massa e volume, mentre il peso specifico è dato dal rapporto tra peso e volume di una sostanza.

    Se siete arrivati fin qui con la lettura saprete certamente che il peso è una forza, e quindi non può essere espresso ricorrendo al chilogrammo e al grammo (che sono piuttosto misure della massa).

    Le unità di misura corrette che andrebbero utilizzate per esprimere il peso sono il chilogrammo forza (kgf) e il grammo forza (gf). Di conseguenza il peso specifico andrebbe espresso in chilogrammi forza al metro cubo (kgf/m3), chilogrammi forza al decimetro cubo (kgf/dm3) e grammi forza al centimetro cubo (gf/cm3).

    Da un punto di vista quantitativo tuttavia non cambia nulla: sulla Terra il valore numerico del chilogrammo coincide con quello del chilogrammo forza, così come il valore numerico del grammo coincide col valore del grammo forza.

    Visto che alle scuole medie si studia il peso specifico ma non il concetto di forza peso, per non confondere le idee si preferisce esprimere il peso specifico in kg/m3, kg/dm3 e g/cm3. Così facendo si commette un abuso di notazione che chi ha studiato Fisica deve sempre tener presente.

    Non ci dilunghiamo oltre, in quanto abbiamo approfondito questo aspetto spiegando la differenza tra densità e peso specifico.

    Peso specifico del calcestruzzo in newton al metro cubo (N/m3)

    Quando si studia il concetto di forza e si coglie la differenza tra massa e peso, si preferisce esprimere il peso specifico del calcestruzzo in newton al metro cubo (N/m3), ossia ricorrendo alle unità di misura fondamentali del Sistema Internazionale per peso e volume.

    Ad esempio il valore medio del peso specifico del calcestruzzo normale in N/m3 è dato da

    \mbox{Ps}_{\mbox{calcestruzzo normale}} = 22 563 \ \frac{\mbox{N}}{\mbox{m}^3} \mbox{ (valore medio)}

    e si ottiene moltiplicando il peso specifico in kgf/m3 per 9,81 m/s2, che è il valore dell'accelerazione di gravità terrestre.

    ***

    Abbiamo detto davvero tutto, e non ci rimane altro da fare se non consigliare la lettura dell'approfondimento sulla densità del calcestruzzo - click!

    Risposta di Galois
 
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