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Le proprietà fisiche dei materiali da costruzione determinano come e per quale scopo vengono utilizzati. Considera, ad esempio, i blocchi di cemento. Possono avere numerose dimensioni e forme, anche se mostrano tutti un alto grado di resistenza in relazione alle loro dimensioni. Per questo motivo, di solito compaiono nelle operazioni di carico come il trasporto di colonne, basi solide, muri e fondamenta. Comprendere la capacità di carico dei blocchi di cemento richiede una visione completa dei fattori che influenzano la loro resistenza.
Il problema
Determinare la capacità di carico di un blocco di cemento risulta più o meno impossibile senza un contesto. Sono disponibili in una moltitudine di dimensioni, numerose forme e contengono una varietà di ingredienti. Insieme alla considerazione dei materiali, il contesto strutturale di un blocco in calcestruzzo influisce notevolmente sulla sua capacità di carico. Per determinare la dimensione di un blocco, che può variare da centinaia a migliaia di libbre, testare il blocco nel contesto.
Contesto strutturale
Una serie di fattori strutturali influenzano il peso che può sopportare un blocco di cemento. Ad esempio, il peso applicato ad un punto concentrato sul blocco tramite una colonna di supporto presenta uno stress maggiore rispetto allo stesso peso distribuito su una vasta area. Per questo motivo, un blocco utilizzato per supportare una colonna può supportare un peso inferiore rispetto a un altro utilizzato per supportare una lastra. Inoltre, quelli con una rete di distribuzione del peso possono supportare più di quelli utilizzati singolarmente. Ad esempio, un muro di blocchi, in particolare uno rinforzato con travi in acciaio, può sopportare carichi più pesanti della somma della capacità di carico di ciascun blocco.
Considerazioni sui materiali
Il materiale utilizzato nella costruzione di un blocco di cemento influisce sulla sua capacità di carico. Ad esempio, un blocco di 24,5 x 20,3 x 40,6 cm realizzato con polvere di pietra può sostenere un peso maggiore di un blocco di 38,1 x 30,5 x 61 cm realizzato con sabbia, perché la polvere di pietra ha più peso e forza della sabbia. Un altro fattore influente è che alcuni blocchi hanno fori, mentre altri includono solide lastre di materiale. Un blocco largo con fori larghi può portare meno peso di uno più piccolo senza fori. Tuttavia, un blocco largo distribuisce il peso su un'area più ampia e funge da mezzo di distribuzione potenzialmente migliore, indipendentemente dalla sua capacità di carico.
Standard
Secondo gli standard pubblicati nel 2003 da ASTM, una società internazionale senza scopo di lucro che definisce gli standard di costruzione, tutti i blocchi di cemento devono supportare almeno 1700 psi. Tuttavia, questo standard descrive i requisiti di base. Un blocco piccolo può supportare un peso maggiore di un blocco più grande se dimostra una maggiore capacità di carico in psi. La determinazione di una stima psi richiede l'applicazione del peso al blocco fino a quando non si rompe e la divisione della pressione richiesta per rompere il blocco per i pollici quadrati totali (2,5 cm²) del blocco. Questo è più complicato di quanto sembri, perché le forme tridimensionali, come i blocchi di cemento, sono misurate in unità cubiche, non quadrate.