Soluzioni
  • La densità del calcestruzzo varia da 800 a 3300 chilogrammi al metro cubo (kg/m3) e può raggiungere valori anche maggiori nel caso del calcestruzzo armato.

    Il calcestruzzo è una materiale di costruzione costituito da una miscela di cemento, acqua, sabbia e ghiaia, alla quale sono aggiunti a seconda delle necessità altri additivi o minerali.

    Variando le componenti di base e le rispettive percentuali si ottengono varie tipologie di calcestruzzo. I più comuni sono:

    • il calcestruzzo normale (detto anche calcestruzzo comune), ottenuto da una miscela di cemento, acqua, sabbia e ghiaia, senza l'aggiunta di altri additivi.

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

    • Il calcestruzzo pesante, in cui buona parte della sabbia è sostituita da elementi chimici a elevato peso molecolare, come ad esempio il bario.

    Al momento della lavorazione il calcestruzzo è un impasto semiliquido e quindi può essere modellato versandolo in apposite forme, così da conferirgli la forma desiderata. Col passare tempo l'impasto si solidifica e assume un aspetto simile alla pietra.

    Densità del calcestruzzo normale

    Dopo la solidificazione la densità del calcestruzzo comune è compresa tra 2000 e 2600 chilogrammi al metro cubo, con un valore medio di 2300 kg/m3.

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

    Ciò vuol dire che un metro cubo di calcestruzzo comune ha una massa di circa 2300 kg, ossia di circa 2,3 tonnellate!

    Densità del calcestruzzo leggero

    Il calcestruzzo leggero viene usato per la preparazione di elementi prefabbricati, e dopo la solidificazione ha una densità che varia tra 800 e 2000 chilogrammi al metro cubo, pertanto la densità media del calcestruzzo leggero è di 1400 kg/m3.

    \mbox{Densit}\grave{\mbox{a}} \mbox{ calcestruzzo leggero} = 1400 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} \ \mbox{(Valore medio)}

    Densità del calcestruzzo pesante

    Il calcestruzzo pesante fornisce un'elevata protezione dalle radiazioni ionizzanti: viene utilizzato nell'industria nucleare e, ad esempio, per costruire rifugi antiatomici.

    Una volta solidificato, la densità del calcestruzzo pesante varia tra 2600 e 3300 chilogrammi al metro cubo, con un valore medio di 2950 kg/m3.

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

    Densità del calcestruzzo in kg/dm3 e in g/cm3

    Solitamente si preferisce esprimere la densità del calcestruzzo in kg/m3, cioè usando le unità di misura fondamentali per massa e volume del Sistema Internazionale.

    Se dovessero servirci i valori della densità del calcestruzzo in grammi al centimetro cubo (g/cm3) oppure in chilogrammi al decimetro cubo (kg/dm3), basterebbe convertire la densità dai kg/m3 all'unità di misura desiderata. Vediamo come fare.

    Poiché 1 metro cubo è uguale a 1000 decimetri cubi, risulta

    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}

    Allo stesso modo, ricordando che 1 kg equivale a 1000 grammi e che 1 metro cubo corrisponde a 106 centimetri cubi, ricaviamo

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

    In definitiva per esprimere le densità dei vari tipi di calcestruzzo in g/cm3 oppure in kg/dm3 basta dividere per 1000 le densità espresse in kg/m3, o equivalentemente moltiplicarle per 0,001.

    A titolo di esempio calcoliamo il valore medio della densità del calcestruzzo normale in kg/dm3 e in g/cm3:

    \\ \mbox{Densit}\grave{\mbox{a}} \mbox{ calcestruzzo normale} = 2300 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} = \\ \\ = (2300:1000) \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{dm}^3} = 2,3 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{dm}^3} \ \mbox{(Valore medio)} \\ \\ \\ \mbox{Densit}\grave{\mbox{a}} \mbox{ calcestruzzo normale} = 2300 \ \frac{\mbox{kg}}{\mbox{m}^3} = \\ \\ = (2300:1000) \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{cm}^3} = 2,3 \ \frac{\mbox{g}}{\mbox{cm}^3} \ \mbox{(Valore medio)}

    Riepilogo sulla densità del calcestruzzo

     

    Densità del calcestruzzo

    In kg/m3

    In kg/dm3

    In g/cm3

    Calcestruzzo leggero

    Tra 800 e 2000

    Tra 0,8 e 2

    Tra 0,8 e 2

    Calcestruzzo normale

    Tra 2000 e 2600

    Tra 2 e 2,6

    Tra 2 e 2,6

    Calcestruzzo pesante

    Tra 2600 e 3300

    Tra 2,6 e 3,3

    Tra 2,6 e 3,3

     

    Densità del calcestruzzo armato

    Qualsiasi tipo di calcestruzzo ha un'ottima resistenza alla compressione ma una scadente resistenza alla trazione. In caso di necessità si può ovviare a tale inconveniente annegando un'armatura di barre d'acciaio nel calcestruzzo in forma semiliquida.

    Il risultato è il cosiddetto calcestruzzo armato che viene usato per la realizzazione delle strutture degli edifici, ossia per costruire travi, pilastri e muri portanti.

    L'armatura in acciaio è formata da barre che, a seconda degli scopi, hanno diametri differenti. Inoltre la forma e la grandezza dell'armatura non sono standard e dipendono dalle necessità d'impiego.

    Per questi motivi è davvero impossibile fornire dei valori di riferimento per la densità del calcestruzzo armato. L'unica cosa che possiamo dire con certezza è che la densità del calcestruzzo armato è maggiore di quella del calcestruzzo da cui è stato ottenuto. Ciò è dovuto al fatto che la densità dell'acciaio è nettamente maggiore della densità di qualsiasi tipo di calcestruzzo.

    Densità e peso specifico del calcestruzzo

    A seconda dell'unità di misura scelta, per uno stesso tipo di calcestruzzo si può ottenere un valore numerico della densità uguale a quello del peso specifico, ma è bene tener presente che peso specifico e densità sono concetti distinti.

    Per saperne di più, consigliamo di leggere:

    - l'approfondimento sulla differenza tra densità e peso specifico;

    - la pagina interamente dedicata al peso specifico del calcestruzzo.

    Risposta di Galois
 
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