Il calcestruzzo è un materiale duro e durevole, tuttavia è anche suscettibile di deformazione a causa di pesanti carichi esterni. Pertanto, quando si erigono strutture in calcestruzzo, è indispensabile tenere conto del tipo di forza che possono sopportare. La capacità di deformarsi di natura temporanea, cioè elastica, è espressa attraverso un indicatore come il modulo di elasticità del calcestruzzo.
Come si deforma il calcestruzzo
Per determinare l'elasticità del calcestruzzo, vengono solitamente eseguite una serie di prove di compressione e trazione. Tuttavia, in costruzione, il fatto più significativo è che il calcestruzzo che non contiene armature non è in grado di tendere. Una delle proprietà del calcestruzzo è lo scorrimento, è per questo che la deformazione aumenta sotto la forza. Il primo stadio della deformazione è la deformazione elastica. Ciò significa che dopo la scomparsa della pressione, il materiale caricato tornerà alla sua forma originale. Se si aumenta l'impatto della forza, la deformazione diventa irreversibile. Un ulteriore aumento del carico porta alla distruzione dell'oggetto. È difficile determinare in quale momento la deformazione elastica diventa irreversibile, poiché il cambiamento nella forma del calcestruzzo dipende dalla velocità di aumento del carico. Questo valore è il modulo di elasticità iniziale del calcestruzzo.
Come si calcola il modulo di elasticità
È difficile calcolare il modulo di elasticità iniziale, ma è possibile stabilirne il valore approssimativo. Nel corso della prova di un campione concreto per la resistenza, viene redatto un grafico della dipendenza della deformazione dalla forza d'urto. Tipicamente, in tali grafici, la secante del grafico deformazione contro sollecitazione è parallela alla tangente attraverso l'origine. Indirettamente, utilizzando questo grafico, è possibile determinare il modulo di elasticità del calcestruzzo.
Tipicamente, il modulo di elasticità è direttamente proporzionale alla radice della sua forza. È vero, questa affermazione è vera non per l'intero grafico, ma solo per la sua parte principale. Molto dipende anche dalle condizioni in cui sono state effettuate le prove e dall'ambiente. Ad esempio, il calcestruzzo saturo d'acqua è più elastico del calcestruzzo secco, sebbene la loro resistenza sia quasi la stessa. La qualità del riempitivo grossolano ha una grande influenza sull'indice di elasticità. La relazione è lineare: i campioni di calcestruzzo leggero hanno un modulo di elasticità inferiore rispetto a quelli pesanti.
Questo indicatore dipende anche dall'età del materiale. Più vecchio è il calcestruzzo, maggiore è il suo modulo di elasticità.
Nelle applicazioni pratiche, il modulo di elasticità del calcestruzzo è importante nella costruzione. Al momento del rilascio, tutti i materiali sono etichettati, quindi è possibile determinare un modulo iniziale approssimativo in base all'etichettatura. Per questo, è stata compilata una tabella speciale, in base alla quale viene calcolato il valore quantitativo del modulo di elasticità di ciascun tipo di calcestruzzo. È molto importante scegliere il materiale giusto in modo che la struttura non crolli durante la costruzione, ma rimanga forte per molti anni.
