Che cos'è il calcestruzzo precompresso?
Il calcestruzzo precompresso è una combinazione di calcestruzzo ad alta resistenza e fili di acciaio. Questa combinazione crea un materiale strutturale molto resistente che viene utilizzato nella costruzione di lastre per tetti, travi di ponti e legami ferroviari. Il calcestruzzo precompresso fu inventato e brevettato nel 1886 da Henry Jackson, un ingegnere di San Francisco. Questo tipo di calcestruzzo è diventato il materiale di scelta in Europa dopo la seconda guerra mondiale, a causa della carenza di acciaio. Il Walnut Lane Memorial Bridge, costruito nel 1951 a Filadelfia, in Pennsylvania, divenne la prima struttura in America realizzata con questo tipo di materiale.
Una normale trave di cemento, anche senza carico, fatica a sostenere il proprio peso. Quando i carichi di servizio vengono aggiunti al peso della trave, si sviluppano fessurazioni. Col passare del tempo, queste crepe si ingrandiranno e alla fine il calcestruzzo si sgretolerà. Sottili cuscinetti di cemento tendono ad inchinarsi quando si aggiunge ulteriore peso, con conseguente spostamento della casa. Questi cambiamenti sono il motivo per cui è stato inventato il cemento precompresso.
Il calcestruzzo precompresso può essere creato utilizzando due metodi diversi; pre-tensione e post-tensione. Il metodo di pretensione prevede l'allungamento di trefoli di acciaio ad alta resistenza tra i monconi situati ad entrambe le estremità del letto di colata in calcestruzzo. Dopo che i fili sono stati insegnati, il cemento viene versato nei letti, dove circonda e aderisce ai fili. Una volta che il calcestruzzo è asciutto, si sarà incollato all'acciaio. Dopo che il calcestruzzo ha raggiunto la resistenza desiderata, i trefoli vengono rilasciati, portando il calcestruzzo a sviluppare un leggero arco che lo rende più resistente ai carichi pesanti.
Esistono diversi motivi per utilizzare questo tipo di calcestruzzo in varie strutture. Le travi sono realizzate in cemento precompresso in modo da resistere allo stress senza crepe. Un palo è precompresso in modo da non sbriciolarsi con le forze del trasporto e della guida pesanti. Le colonne sono realizzate in cemento precompresso in modo che non si pieghino sotto il peso di carichi pesanti. Sottili cuscinetti di cemento sono precompressi per evitare che si pieghino sotto il peso normale.
La creazione di calcestruzzo precompresso utilizzando il metodo post-tensione comporta l'applicazione della compressione dopo che il calcestruzzo è stato versato e indurito. Il calcestruzzo viene versato attorno a un condotto curvo che ha attraversato fili d'acciaio. Dopo l'indurimento, la tensione viene applicata ai trefoli mediante martinetti idraulici. I trefoli vengono quindi incastrati in posizione in modo che la tensione rimanga dopo che i martinetti idraulici sono stati rimossi.
Il calcestruzzo creato con il metodo post tensione è utilizzato come lastre monolitiche per case situate in aree con terreni espansivi come l'argilla di adobe. Questo tipo di calcestruzzo viene anche utilizzato per creare strutture in cui l'espansione stagionale e la contrazione del suolo rappresentano un problema. Il calcestruzzo post-teso è altamente efficiente per la costruzione di edifici con una progettazione più elaborata.