Qualche forma di calcestruzzo è stata utilizzata fin dai primi giorni romani. In origine era una miscela di calce, argilla locale e roccia vulcanica. Dall'invenzione del cemento Portland nel 1824, è stato composto da cemento, sabbia e qualche tipo di roccia. Ha una grande resistenza alla compressione, in grado di sopportare carichi posti direttamente su di esso. Ha pochissima resistenza alla trazione, la capacità di resistere allo stretching o alla flessione. L'acciaio viene utilizzato per aggiungere resistenza alla trazione.
Somiglianze
Il cemento armato e il cemento precompresso hanno entrambi barre o fili di acciaio incorporati per rafforzare la debolezza del materiale sotto tensione, ma i tipi di acciaio e gli usi del calcestruzzo sono diversi. L'acciaio per cemento armato è costituito da barre piene con nervature su di esse, denominate barra di rinforzo o tondo per cemento armato, o una rete metallica o metallica. L'acciaio precompresso è costituito da barre o fasci di cavi solidi installati sotto tensione.
Usi di rinforzo
Gli usi tipici del cemento armato sono la pavimentazione stradale e autostradale, i marciapiedi, i muri di fondazione e le lastre e quasi ogni altra forma di cemento solido in cui la maggior parte della pressione sarà la compressione. Il rinforzo aggiunge resistenza alla trazione per consentire a una lastra di cemento, ad esempio, di flettersi leggermente senza rompersi. Il tipo di rinforzo varierà. Patii e marciapiedi possono usare la rete metallica; autostrade e altri grandi progetti di pavimentazione utilizzano pesanti barre di acciaio disposte in modo incrociato per aggiungere rinforzo di trazione.
Precompressione
Il calcestruzzo precompresso è proprio questo: calcestruzzo formato sotto stress. Barre o fili di acciaio sono disposti in una forma e allungati o sollecitati con forze su ciascuna estremità che li tira. Quando la tensione viene rilasciata, l'acciaio proverà a tornare alla sua forma originale. Quando il cemento viene versato attorno ai legami di stress prima che la pressione venga rilasciata, si crea tensione; quando viene rilasciato, la tendenza dell'acciaio a cercare di riprendere la sua forma originale aggiunge una forza di compressione al calcestruzzo lateralmente, dandogli resistenza alle distanze.
Usi precompressi
Il precompressione viene utilizzato principalmente per realizzare travi e pontili in costruzioni come cavalcavia autostradali ed edifici commerciali. Consente a una trave di cemento di sostenere il peso tra i pilastri su entrambi i lati; senza tale rinforzo, la mancanza di resistenza alla trazione del calcestruzzo causerebbe il collasso senza supporto nel mezzo.
Entrambi originati alla fine del 1800
Sia il cemento armato che il cemento precompresso risalgono al 1800. I costruttori europei iniziarono a sperimentare con l'aggiunta di rinforzo in acciaio al calcestruzzo per rafforzarlo a metà del 1800 e dalla fine del 1890 fu utilizzato per costruire un edificio negli Stati Uniti. Un ingegnere di San Francisco brevettò un'idea per il calcestruzzo precompresso nel 1886, ma non ottenne molta accettazione nella costruzione fino alla fine della seconda guerra mondiale quando l'acciaio per le travi era in scarsità e il primo ponte in cemento precompresso in America non fu completato fino al 1951.
