CEMENTO CELLULARE

Ovvero come isolare termicamente e tamponare i muri perimetrali. Nel 1924 in Svezia, per fornire un'alternativa all'uso del legno come materiale da costruzione, fu messo a punto un materiale che migliorava le caratteristiche dello stesso legno come materiale da costruzione. Nell'uso come chiusura esterna degli edifici, il cemento cellulare non offre le caratteristiche negative come l'infiammabilità del legno. Il calcestruzzo cellulare autoclavato è un materiale totalmente minerale prodotto con componenti di cui esiste una grossa abbondanza sulla terra come la sabbia silicea, la calce, l'acqua. In piccolissima quantità sono presenti anche cemento e ossido di alluminio, necessari per la "lievitazione" dell'impasto. Il nuovo materiale unisce, oltre la grande capacità di isolamento termico ed acustico, anche una estrema facilità di lavorazione simile a quella del legno ma, al contrario di questo, è incobustibile oltre a presentare REI 180 e una maggiore durata nel tempo. Il materiale con cui si costruiscono i blocchi di svariate forme e dimensioni, si presenta con una struttura porosa ma continua che lo rende molto leggero (circa 500 kg/mc) e con l'ulteriore caratteristica di presentare una permeabilità al vapore d'acqua che risulta essere la massima tra tutti i materiali attualmente utilizzati nella costruzione. Queste peculiarità, unite alla grande semplicità di posa in opera, rendono le murature realizzate in calcestruzzo alveolare autoclavato, la soluzione ottimale per ottenere il migliore confort termoigrometrico delle costruzioni, consentendo di realizzare edifici con grande praticità di lavorazione. In questo modo si realizza un risparmio economico in fase di costruzione ma, soprattutto per la gestione di tutta la vita utile dell'edificio, che mantiene un'elevata qualità nel tempo, consente di conservare alto il suo valore e, quindi, l'investimento realizzato. Il cemento cellulare autoclavato consente bassissimi consumi energetici, sia per il riscaldamento nel periodo invernale che per il raffrescamento estivo. Risulta un materiale rispettoso dell'ambiente anche in fase di produzione perchè è realizzato conun minimo dispendio di energia. La lunga durata, e la possibilità di riciclo dei materiali dopo la demolizione, rendono il cemento cellulare ancora più vantaggioso. L'uso di questo materiale da costruzione, oltre a realizzare dei vantaggi diretti (isolamento termico ed acustico, REI 180 ecc.), consente ulteriori vantaggi indiretti per la posa degli infissi interni ed esterni, realizzazione delle tracce per l'impianto elettrico ed idrico, lavori particolari come archi ecc., semplificando l'organizzazione del cantiere e velocizzando la realizzazione dell'opera. Difatti è possibile tracciare, scavare e dare le forme che occorrono con estrema facilità, senza sforzo e senza preoccuparsi di eventuali errori. Assistenza tecnica alla progettazione La commercializzazione di prodotti è solo una delle componenti del servizio che le ditte produttrici di questo materiale forniscono. Spesso, infatti, provvedono, tramite il loro ufficio tecnico, all’assistenza in ogni fase del progetto per consentire ai clienti di essere in grado di fare il miglior uso dei materiali impiegati. Vengono messe a disposizione voci di capitolato, analisi prezzi, capitolati speciali, disegni esecutivi con calcoli e relazioni sulle applicazioni con il cemento cellulare.Sono inoltre disponibili pubblicazioni, manuali, documentazione tecnica, guide per la posa in opera dei materiali e depliants in modo tale da fornire un supporto completo alla progettazione ed alla realizzazione dei lavori.

Caratteristiche tecniche
Composizione chimica
II costituente principale del calcestruzzo cellulare autoclavato è la "tobermolite", un silicato di calcio idrato. È un materiale alcalino con un valore PH di circa 11,5. Contiene piccole quantità di sale idrosolubile. Non contiene sostanze corrosive quali cloruri. Stabilità dimensionale e dilatazione termica II ciclo industriale prevede, nell'ultima fase produttiva, la maturazione in autoclave, il che permette la formazione di un silicato di calcio idrato con alto grado di cristallinità, ossia di gruppi di atomi sistemati in posizione ordinata nello spazio. La natura del prodotto, che ha subito, quindi, una maturazione assolutamente completa ed ha una composizione chimica così ordinata, determina una grande stabilità dimensionale nei confronti delle variazioni termoigrometriche. Anche grandi variazioni del contenuto di umidità, ottenute peraltro con procedimenti sperimentali forzati che non si riscontrano nell'uso corrente del prodotto, comportano esigue variazioni dimensionali dell'ordine di 0,033 mm/m (ritiro da essiccamento). Il coefficiente di dilatazione termica lineare è 5x10-6 °C-1 per materiale secco, comparabile quindi ai prodotti tradizionale per l'edilizia.

Resistenza meccanica e isolamento termico
II calcestruzzo cellulare ha una struttura porosa (micro e macropori). L'entità della porosità è regolata dal produttore in fase di formulazione delle materie prime e questo comporta un controllo della massa volumica del prodotto finale. La massa volumica è, a sua volta, correlata con le caratteristiche tecniche. Ad esempio un suo aumento comporta un miglioramento della resistenza meccanica, ma un peggioramento dell'isolamento termico. Per poter soddisfare le esigenze legate alle applicazioni più ricorrenti nel settore edilizio e nello stesso tempo senza correre il rischio di snaturare le caratteristiche che maggiormente esaltano il materiale, vengono prodotti elementi con densità di 500 kg/mc con valori di:

• Resistenza a compressione media sugli elementi di 3,3 N/mmq.
• Conducibilità termica su elementi e su parete finita di 0,14 W/mK
• Modulo di elasticità sui provini "E" di 2600 N/mmq.
La resistenza a trazione è circa il 20% della resistenza a compressione. C'è da aggiungere ancora, a proposito delle potenzialità di questo materiale nel campo delle murature portanti, che il calcestruzzo cellulare è un materiale con un ottimo rapporto tra resistenza meccanica e peso specifico. Questa considerazione sicuramente non si può estendere ai prodotti tradizionali da costruzione e tale peculiarità si accentua se il confronto viene fatto sul piano degli elementi costruttivi finiti. Nel caso del calcestruzzo cellulare sono avvantaggiati dal tipo di posa in opera con sottili strati di malta collante.

Inerzia termica
Lo spostamento di fase, o sfasamento "R(H)", è il tempo che passa fra il momento nel quale viene raggiunta la massima temperatura della faccia esterna di una parete irradiata dal sole e il momento del raggiungimento della massima temperatura della faccia interna della stessa parete. Lo smorzamento della variazione di temperatura è il rapporto tra le variazioni di temperatura esterna e interna di una muratura irradiata dal sole. Entrambi i parametri sono funzione della massa, della conducibilità termica, del calore specifico e dello spessore della parete. Calcoli teorici suffragati da considerazioni sperimentali hanno evidenziato che una parete in cemento cellulare di spessore di 25 cm, massa volumica 500 kg/m3 e l=0,14 W/mK ha uno sfasamento R(H)=7,21 ed uno smorzamento di 27,86. I suddetti valori evidenziano ottime caratteristiche di inerzia termica ed una volta in più di comfort ambientale legato all'uso di questo materiale. Altra considerazione da far rilevare, a proposito del comportamento del calcestruzzo cellulare nei riguardi dell'isolamento termico, è che il valore sperimentale della conducibilità termica assume la stessa entità numerica sia sull'elemento, che sulla parete finita composta da elementi legati con malta collante. Ciò è spiegabile in considerazione del fatto che i giunti dei blocchi sono di spessore così esiguo (1-1,5 mm) da rendere irrilevante la generazione del ponte termico. Questa, invece, si attiva nelle tecnologie tradizionali aventi bisogno di giunti in malta di spessore pari ad almeno 15 mm.

Isolamento acustico
L'isolamento acustico è in genere fortemente influenzato dal dettagli costruttivi. Il muro di calcestruzzo cellulare, se ben progettato, consente di ottenere notevoli valori per questo tipo di isolamento. Le ottime caratteristiche di isolamento acustico sono legate tra l'altro alla struttura porosa, che consente una riduzione della pressione sonora di oltre il 30%. Una parete in calcestruzzo cellulare di spessore di 12,5 cm, massa volumetrica di 500 kg/mc, a 500 Hz ha un valore di isolamento di 41 dB ed un peso specifico superficiale di 70 kg/mq contro un valore di 40 dB per una parete in laterizio di spessore di 12 cm intonacata, avente un peso specifico superficiale di 160 kg/mq.

Permeabilità al vapore
La grande permeabilità al vapore del calcestruzzo cellulare (µ=6,9), conseguenza della micro e macro porosità della struttura, comporta grande comfort ambientale. Va premesso che, nelle condizioni di umidità e temperatura abituali, il flusso fluente di vapore acqueo si muove dall'interno delle abitazioni verso l'esterno. La grande permeabilità al vapore, oltre che in benessere e comfort ambientale, si traduce in un migliore comportamento del prodotto dal punto di vista termoigrometrico, in quanto si evita la formazione di condensa e, soprattutto, di ristagno della condensa interstiziale, che è causa di degrado delle capacità isolanti di tutti materiali.

Resistenza al fuoco
II calcestruzzo cellulare autoclavato è un materiale da costruzione a base di silicato di calcio ed è privo di leganti organici, per cui, in base alla normativa vigente, gli viene attribuita la classe di reazione al fuoco (0) zero senza alcuna prova sperimentale. Ricordiamo che una parete si può definire resistente al fuoco (REI) per un certo tempo 120' o 180', quando risponde positivamente ad una specifica prova di laboratorio consistente nell'esporre una faccia di una reale parete a fiamma libera, fino al raggiungimento sulla suddetta faccia di una temperatura pari a 1100°. Si verifica, poi, oltre alla tenuta statica, il non superamento della temperatura di 150° sulla faccia opposta, nonché l'assenza di passaggio di fumo e di fiamma. Una parete, in cemento cellulare non intonacata, è risultata essere REI 120 per lo spessore 7,5 e REI 180 per lo spessore 10. Il calcestruzzo cellulare è quindi l'unico materiale capace di raggiungere queste prestazioni per spessori così esigui ed in assenza di intonaco. Per avere un termine di confronto con le tecnologie tradizionali, basti pensare che una parete in laterizio di spessore 30 cm intonacata è REI 180.

Ecologicità
II calcestruzzo cellulare è un prodotto minerale ed ecologico visto che, anche se portato a combustione rapida con fiamma, o lenta senza fiamma, non sprigiona gas nocivi alla salute dell'uomo, ma soltanto vapore acqueo dovuto ad un normale contenuto di umidità nel materiale, come è riportato nei certificati di resistenza al fuoco. Inoltre, se irradiato da raggi gamma o se inalato da gas nobili, non ha carico radioattivo. Resistenza al gelo Nelle comuni applicazioni, per normali contenuti di umidità all'interno del materiale, il calcestruzzo cellulare, anche se sottoposto a svariati cicli di gelo e disgelo, non presenta alcuna alterazione, il che è confermato anche dal suo grande utilizzo nei paesi freddi.

Altre caratteristiche tecniche
Massa volumica secca (kg/m3) 500
Resistenza media a compressione sui provini (N/mm2) 3,3
Resistenza a flessione su provini di malta collante (N/mm2) 2,95
Resistenza a compressione della malta collante (N/mm2) 6,53
Modulo di elasticità sui provini (N/mm2) 2.600
Coefficiente di dilatazione termica (m/m°C) 5x10-6
Permeabilità al vapore g/m2 giorno 200
Coefficiente di trasmissione vapor d'acqua (m) 6,99
Conducibiltà termica l=W/mK 0,14
Sfasamento R (H) 7,21
Smorzamento R 27,86
Isolamento termico K=W/mK
Parete intonacata interno sp = 5 mm esterno sp = 10 mm
SP = 15 cm 0,790
SP = 17,5 cm 0,692
SP = 20 cm 0,620
SP = 25 cm 0,505
SP = 30 cm 0,428
SP = 12 + (5 cm) + 7,5 cm (doppia fodera, blocco-aria-blocco) 0,497
Isolamento acustico a 500 hz in dB parete con intonaco base cemento 5 mm per faccia
SP = 7,5 cm 36,5
SP = 10 cm 39
SP = 12 cm 41
SP = 15 cm 44