# Cemento armato > Acciaio a trazione, calcestruzzo a compressione - Data: c. 1848 - Epoca: Età industriale - Ambito: [Costruzione e città](https://lastcodex.org/it/domains/building/) - Fase: V (Era elettrica) - Difficoltà: 3/5 - URL: https://lastcodex.org/it/inventions/reinforced-concrete/ Il cemento armato è calcestruzzo con barre d'acciaio annegate al suo interno, messe dove l'elemento verrà teso. Il calcestruzzo regge la compressione e l'acciaio la trazione, così una trave o una soletta piana può scavalcare un'apertura dove il calcestruzzo semplice o la pietra si spaccherebbero. ![Cemento armato · Acciaio a trazione, calcestruzzo a compressione](https://lastcodex.org/_astro/plate.DQ6rqABL_26zle8.webp) ## Legenda 1. Soletta del solaio 2. Trave 3. Staffe 4. Armatura principale sul lato teso 5. Pilastro con staffe 6. Plinto di fondazione ## Che cos'è Il calcestruzzo resiste benissimo allo schiacciamento e malissimo allo stiramento: la sua resistenza a trazione è circa un decimo di quella a compressione. Una trave di calcestruzzo non armato, come un architrave di pietra, si fessura sulla faccia inferiore tesa sotto un carico modesto. Per questo i costruttori romani coprivano gli spazi con archi, volte e cupole, forme che lavorano quasi solo a compressione. Il cemento armato mette l'acciaio dove l'elemento si allunga. Le barre nella parte bassa di una trave assorbono la trazione, il calcestruzzo sopra di esse la compressione. Insieme si gettano in solette, travi, pilastri, plinti, muri, serbatoi e ponti. ## Come funziona Sotto carico una trave si inflette: sopra si accorcia, sotto si allunga e si apre in fessure sottili come capelli, e da quel momento sono le barre inferiori a reggere la trazione. Sopra gli appoggi intermedi di una trave continua, e in uno sbalzo, il lato teso è in alto, e lì l'armatura principale va in alto. Una soletta appoggiata sui quattro lati si inflette in due direzioni e riceve una rete; una che lavora in una sola direzione riceve comunque barre più leggere di traverso, contro le fessure da ritiro. Vicino agli appoggi la trave tende anche a fessurarsi in diagonale; anelli chiusi di barra più sottile, le staffe, attraversano quelle fessure e lì si infittiscono. I pilastri sono soprattutto compressi, e le staffe attorno alle barre verticali impediscono che queste si aprano verso l'esterno. L'unione funziona per tre motivi. Acciaio e calcestruzzo si dilatano con il calore quasi della stessa misura, circa 10-12 milionesimi per grado Celsius. Le nervature laminate sulle barre moderne fanno presa nel calcestruzzo e trasmettono la forza dall'uno all'altro. E l'acqua nei pori del calcestruzzo è fortemente alcalina, intorno a pH 12,5-13, e riveste l'acciaio di una sottile pellicola di ossido che blocca la ruggine. ![Lo spigolo rotto di una vecchia trave di calcestruzzo, senza copriferro, con una barra nervata arrugginita appena sotto la superficie](https://lastcodex.org/_astro/v1.CtVqwh2n_NVTYS.webp) _La ruggine si gonfia mentre si forma e stacca il calcestruzzo troppo sottile sopra la barra._ Questa protezione dura quanto il copriferro, il calcestruzzo all'esterno delle barre. L'anidride carbonica dell'aria lo neutralizza lentamente per carbonatazione, e il sale marino o quello antighiaccio vi portano cloruri. Quando ne arriva abbastanza all'acciaio, in presenza di umidità e ossigeno, la barra arrugginisce. La ruggine occupa un volume parecchie volte maggiore dell'acciaio che sostituisce: fessura il copriferro e lo fa saltare a scaglie. Questi distacchi cominciano dove il copriferro è sottile o poroso. La norma americana ACI 318 chiede circa 38 mm di copriferro sulle barre sottili all'aperto e 75 mm dove il calcestruzzo è gettato contro il terreno. Il cemento armato precompresso va oltre: fili d'acciaio ad alta resistenza, tesi e ancorati al calcestruzzo, comprimono l'elemento in anticipo. Sotto carico la sua faccia inferiore subisce poca o nessuna trazione, e si possono fare travi più lunghe e sottili. ## Come si costruisce Si tratta di un piccolo architrave prefabbricato per un'apertura di 0,9 m al massimo in un muretto da giardino, sotto pochi corsi di blocchi, senza solai né tetto. Ogni elemento che porta persone o parte di un edificio, compreso l'architrave di una casa, o la cui caduta potrebbe ferire qualcuno, va progettato da un ingegnere secondo le norme locali, oppure acquistato come prodotto certificato. **Fare il cassero.** Su un terreno piano, avvitare delle tavole in una cassa aperta lunga 1,2 m, con sezione interna di 150 × 150 mm, così che l'architrave appoggi 150 mm per parte. Oliare le facce interne e puntellare i lati con paletti, perché il getto non li spinga in fuori. ![Un cassero di legno aperto per un architrave, con due barre nervate su piccoli distanziatori, e accanto una cazzuola e un'asta per costipare](https://lastcodex.org/_astro/v2.B8yvTMaH_Z1tPo7e.webp) _Le barre poggiano sui distanziatori: il calcestruzzo passa sotto e le avvolge._ **Posare l'acciaio.** Tagliare due barre nervate da 10 mm a 1,1 m, lasciando 50 mm di calcestruzzo a ogni estremità. Appoggiarle su distanziatori di plastica da 40 mm, a 40 mm dai lati, e legarle con filo di ferro perché non si spostino durante il getto. Usare barre intere. Nelle opere più grandi le barre si giuntano sovrapponendole per una lunghezza fissata dal progetto, almeno 500 mm nelle platee delle case australiane. **Gettare, costipare e stagionare.** Impastare il calcestruzzo come per il cemento Portland, con ghiaietto di 10 mm al massimo. Riempire in due strati, costipare ciascuno con l'asta attorno alle barre e battere sulle tavole per far uscire l'aria. Incidere una freccia sulla faccia superiore: montato al contrario, l'architrave avrebbe l'acciaio sul lato compresso. Tenerlo umido sotto un telo di plastica per almeno 7 giorni, di più se fa freddo. **Metterlo in opera.** L'architrave pesa circa 65 kg: spostarlo in due a livello del suolo, o con un ausilio di sollevamento sopra la vita, e posarlo su un letto di malta, con l'acciaio in basso. Costruirci sopra solo dopo circa 28 giorni, quando il calcestruzzo si avvicina alla resistenza prevista. **Vedere la trazione all'opera.** Gettare tre barrette di malta di 50 × 50 × 500 mm, una senza armatura e due con un filo d'acciaio da 4 mm a 15 mm da una faccia. Dopo una settimana, appoggiarle una alla volta su due mattoni distanti 400 mm, a terra, mettere di traverso al centro una tavoletta e impilarci sopra mattoni uno alla volta. La barretta senza armatura si spezza di colpo; quella con il filo in basso si fessura sotto, si inflette e regge molto di più; provata con il filo in alto, la terza si rompe quasi come quella senza armatura. > **Sicurezza.** Il cemento fresco è fortemente alcalino e ustiona la pelle contro cui resta intrappolato: indossate guanti impermeabili, maniche lunghe e occhiali protettivi, e lavate subito gli schizzi. Tagliate l'acciaio con la tronchese o con la smerigliatrice solo con occhiali e guanti, lontano da tutto ciò che può bruciare. Puntellate ogni cassero; una cassaforma che regge calcestruzzo in alto è lavoro da professionisti, perché può crollare sotto il peso del getto. Durante la prova di carico portate gli occhiali, state di lato e tenete i piedi lontano dal carico. ## Storia ed evoluzione ![Una piccola barca grigia su uno stagno, con parte dello scafo rotta per mostrare una griglia di tondini di ferro dentro il guscio di cemento](https://lastcodex.org/_astro/v3.NmrUX17L_1fxhAY.webp) _La barca di Lambot: un sottile guscio di cemento su una griglia di ferro._ Nel 1848 Joseph-Louis Lambot fece galleggiare una barca di cemento su rete di ferro nello stagno della sua tenuta di Miraval, nel Var. La brevettò nel 1855 e nello stesso anno ne espose una seconda a Parigi; la prima è conservata nel museo di Brignoles. Questa tavola adotta il 1848, data di quella barca, uno dei primi esempi conservati di ferro e cemento che lavorano insieme. Nel 1854, in Inghilterra, William Boutland Wilkinson di Newcastle brevettò solai armati con il ferro. Joseph Monier, giardiniere a Parigi, brevettò il 16 luglio 1867 vasi e serbatoi armati, poi ponti nel 1873 e travi nel 1878. In Germania Gustav Adolf Wayss acquistò i suoi brevetti e costruì oltre 300 ponti ad arco tra il 1887 e il 1891. Nel 1892 François Hennebique brevettò un'ossatura completa di pilastri, travi e solette, realizzata da imprese concessionarie. Negli Stati Uniti Ernest Ransome brevettò nel 1884 una barra ritorta, e l'Ingalls Building di Cincinnati raggiunse 16 piani nel 1903. Il ponte di Salginatobel di Robert Maillart (1930) scavalca una gola svizzera con un arco cavo di 90 m, spesso solo 20 cm in chiave. Eugène Freyssinet brevettò la precompressione nel 1928 e nel 1934 la usò per salvare la stazione marittima di Le Havre, che sprofondava nell'argilla. Un rapporto di Chatham House del 2018 stima la produzione mondiale di cemento in oltre 4 miliardi di tonnellate l'anno, in gran parte per il calcestruzzo, e la sua quota delle emissioni mondiali di CO₂ in circa l'8%. ## Dati chiave - Il calcestruzzo a trazione: Circa il 10% della sua resistenza a compressione - Dilatazione termica: Circa 10 milionesimi per °C il calcestruzzo, 11-12 l'acciaio - Acqua dei pori attorno alle barre: pH 12,5-13, che protegge l'acciaio dalla ruggine - Copriferro minimo (ACI 318): Circa 38 mm sulle barre sottili all'aperto, 75 mm contro il terreno - Prime tappe: La barca di Lambot, 1848; primo brevetto di Monier, 16 luglio 1867 ## Richiede - [Cemento Portland](https://lastcodex.org/it/inventions/portland-cement/): Il legante che fa presa sott'acqua (1824) - [Acciaio](https://lastcodex.org/it/inventions/steel/): Ferro con il giusto carbonio (c. 1000 a.C.) ## Fonti - [Joseph Monier et l'invention du béton armé (B. Lemoine, 2023)](https://www.afgc.asso.fr/app/uploads/2026/03/JosephMONIER_InventionBeton.pdf), Association française de génie civil (AFGC) - [The Construction Industry enters the 20th Century (R. Day, 1980)](https://b-i-a-s.org.uk/wp-content/uploads/2021/01/BIAS_Journal_13_FERRO_CONCRETE.pdf), Bristol Industrial Archaeological Society Journal 13 - [The Invention of Reinforced Concrete (1848–1906) (Moussard, Garibaldi & Curbach, 2018)](https://fis.tu-dresden.de/portal/en/publications/the-invention-of-reinforced-concrete-1848--1906(8f5281e9-99eb-4cdd-9eff-3687b595367f).html), TU Dresden, in High Tech Concrete (Springer) - [Maison de Joseph Lambot à Montfort-sur-Argens](https://www.la-provence-verte.net/ot_campslasource/patrimoine-montfort-sur-argens-maison-de-joseph-lambot_1679.html), Office de tourisme Provence Verte & Verdon - [Musée des Comtes de Provence, Brignoles](https://www.la-provence-verte.net/activites/patrimoine-brignoles-musee-des-comtes-de-provence_435.html), Office de tourisme Provence Verte & Verdon - [Why is reinforced concrete used?](https://www.concrete.org/frequentlyaskedquestions.aspx?faqid=666), American Concrete Institute - [Concrete cover for members cast against earth (ACI 318-19)](https://www.concrete.org/frequentlyaskedquestions.aspx?faqid=903), American Concrete Institute - [Beam reinforcement detailing per ACI 318-19 (cover table)](https://help.idecad.com/ideCAD/beam-reinforcement-detailing), ideCAD documentation - [What stops the reinforcing steel in damp, porous concrete from corroding (usually)? (J. Broomfield)](https://www.icorr.org/?p=22054), Institute of Corrosion - [Thermal expansion and contraction of concrete](https://www.engr.psu.edu/ce/courses/ce584/concrete/library/cracking/thermalexpansioncontraction/example.htm), Penn State College of Engineering - [Principles of reinforced concrete: objective of the steel-concrete combination (W. Pauchet, 2021)](https://www.techniques-ingenieur.fr/en/resources/article/ti264/principles-of-reinforced-concrete-tba1024/objective-of-the-steel-concrete-combination-2), Techniques de l'Ingénieur - [Properties of concrete](https://www.ce.memphis.edu/1101/notes/concrete/section_3_properties.html), University of Memphis, Civil Engineering - [Concrete slab reinforcement: lapping](https://learninglab.rmit.edu.au/Toolbox/buildright/content/bcgbc4010a/10_floor_systems/03_concrete_slab_reinforcement/page_006.htm), RMIT University Learning Lab - [Ingalls Building](https://asce.org/about-civil-engineering/history-and-heritage/historic-landmarks/ingalls-building), American Society of Civil Engineers - [Alvord Lake Bridge](https://www.asce.org/about-civil-engineering/history-and-heritage/historic-landmarks/alvord-lake-bridge), American Society of Civil Engineers - [Salginatobel Bridge](https://www.asce.org/about-civil-engineering/history-and-heritage/historic-landmarks/salginatobel-bridge), American Society of Civil Engineers - [World Monument Salginatobel Bridge, technical profile](https://www.salginatobelbridge.com/s/English_Flyer.pdf), Schiers Tourism - [The Story of Eugène Freyssinet (K. 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Testi, tavole e figure: CC BY-NC-ND 4.0.