02 Proprietà meccaniche dei materiali

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Resumen

TLDRL'articolo tratta delle proprietà meccaniche dei materiali, come durezza, elasticità, plasticità, fragilità, tenacità, resistenza a fatica, compressione, trazione, taglio, flessione e torsione. La durezza viene analizzata tramite il test di Brinell, che determina la resistenza ai graffi. L'elasticità e la plasticità descrivono come un materiale reagisce alla rimozione delle sollecitazioni, ritornando o meno alla sua forma originale. Si discute anche della fragilità, che è la tendenza a rompersi senza deformazioni significative, e della tenacità, che implica la capacità di subire deformazioni plastiche prima di rompersi. La resistenza alla fatica è la capacità di sopportare sforzi ciclici. L'articolo analizza inoltre la resistenza di materiali come acciaio e calcestruzzo a compressione, trazione, taglio, flessione e torsione. Si descrive come viene realizzato il cemento armato, sottolineando l'importanza della compattazione per evitare difetti strutturali.

Para llevar

  • 🛠️ Le proprietà meccaniche determinano come un materiale risponde alle sollecitazioni.
  • 🔍 Il test di Brinell misura la durezza tramite un'impronta.
  • ↔️ Elasticità si riferisce alla capacità di tornare alla forma originale dopo la deformazione.
  • 🚫 La plasticità implica una deformazione permanente.
  • 💥 La fragilità è la tendenza a rompersi senza preavviso.
  • 🔧 La tenacità comporta un elevato assorbimento energetico prima della rottura.
  • ⏳ La resistenza a fatica riguarda la capacità di un materiale di resistere a sforzi ripetuti.
  • 🔨 L'acciaio è resistente a trazione e taglio, mentre il calcestruzzo a compressione.
  • 🏗️ Il cemento armato combina resistenza a diverse sollecitazioni.
  • 🔄 L'importanza della compattazione del calcestruzzo per evitare bolle d'aria.
  • 🔗 Le nervature sui tondini migliorano l'aderenza nel cemento armato.

Cronología

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    Le proprietà meccaniche descrivono come un materiale reagisce quando sottoposto a sollecitazioni. La durezza, testata con metodi come il Brinell, misura la resistenza a incisioni, mentre l'elasticità e la plasticità descrivono la capacità di un materiale di tornare alla forma iniziale o di rimanere deformato permanentemente dopo la sollecitazione. La fragilità si riferisce alla rottura senza preavviso, la tenacità alla capacità di assorbire energia prima della rottura. Carichi ciclici possono causare la rottura per fatica. Le proprietà di compressione e trazione mostrano come un materiale reagisce a forze opposte sull'asse. Gli sforzi di taglio, flessione e torsione riguardano la reazione a forze perpendicolari o rotatorie. Cemento armato unisce le proprietà di compressione del cemento e la resistenza a trazione e altri sforzi dell'acciaio, grazie a coefficienti di dilatazione simili. Realizzare strutture richiede compattazione del calcestruzzo per eliminare l'aria e mantenere integrità nei casseri, con barre di ferro per rinforzare, creando elementi come travi dove cemento e acciaio lavorano insieme.

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Vídeo de preguntas y respuestas

  • Cosa indica il test di Brinell?

    Il test di Brinell misura la durezza di un materiale tramite l'impronta lasciata da una sfera di acciaio sotto un carico prestabilito.

  • Cosa caratterizza un materiale elastico?

    Un materiale elastico può tornare alle condizioni iniziali una volta sospese le sollecitazioni.

  • Qual è la differenza tra elasticità e plasticità?

    La differenza è che un materiale elastico torna alla sua forma originale dopo la rimozione di uno sforzo, mentre un materiale plastico rimane deformato permanentemente.

  • Come si comportano acciaio e calcestruzzo sotto trazione?

    L'acciaio resiste bene alla trazione, mentre il calcestruzzo non è resistente alla trazione.

  • Qual è la funzione delle nervature sui tondini di acciaio?

    Le nervature migliorano l'aderenza del tondino di acciaio all'interno di una struttura in calcestruzzo.

  • Cos'è la tenacità in un materiale?

    La tenacità è la capacità di un materiale di assorbire energia e deformarsi plasticamente prima della rottura.

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    proprietà meccaniche
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    evidenziano il comportamento del
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    materiale quando è sottoposto a una
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    sollecitazione il provino è un campione
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    di materiale sul quale si eseguono prove
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    per rilevare le proprietà del materiale
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    durezza è la resistenza che il materiale
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    oppone a incisioni o scalfiture in
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    figura puoi osservare la scala di mos
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    che indica la durezza dei minerali
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    durezza test di brienel il procedimento
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    brinael consiste nel premere una sfera
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    di acciaio sulla superficie del
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    materiale da controllare con un carico
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    prestabilito per un tempo definito
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    dall'impronta che ne risulta si ricava
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    il valore della durezza più l'impronta
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    estesa meno il materiale è duro
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    elasticità un materiale è definito
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    elastico se una volta sospese Le
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    sollecitazioni su di esso ritorna alle
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    condizioni iniziali pertanto le
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    deformazioni non sono permanenti esempi
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    cavi d'acciaio
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    plasticità Se invece una volta eliminate
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    Le sollecitazioni il materiale non
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    ritorna alle condizioni iniziali ma
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    risulta deformato in modo permanente si
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    parla di plasticità esempi argilla
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    plastica eccetera
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    fragilità la fragilità è la tendenza a
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    rompersi bruscamente senza che avvengano
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    precedentemente deformazioni e
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    snervamenti esempio vetro comune
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    tenacità la tenacità è la capacità di
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    assorbire energia e di deformarsi
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    plasticamente prima della rottura
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    esempio una struttura in acciaio si
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    deforma prima di arrivare a rottura a
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    vantaggio della sicurezza
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    in figura puoi osservare lo
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    svergolamento delle aste della struttura
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    di un capannone dovuto al carico neve
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    resistenza a fatica i materiali sono
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    spesso soggetti a sollecitazioni che
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    variano nel tempo in modo ciclico ossia
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    sono sottoposti a una successione di
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    carichi che passano da valori minimi a
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    massimi e viceversa questi sforzi
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    ripetuti possono portare alla condizione
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    di rottura
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    compressione Due forze uguali e
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    contrarie e agiscono lungo l'asse del
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    corpo e tendono ad accorciarlo
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    la deformazione consiste in un
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    restringimento assiale e in
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    un'espansione laterale il calcestruzzo è
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    un materiale resistente a compressione
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    trazione Due forze uguali e contrarie e
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    agiscono lungo l'asse del corpo e
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    tendono ad allungarlo il provino viene
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    deformato con un allungamento assiale e
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    con un restringimento laterale il
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    calcestruzzo non è un materiale
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    resistente a trazione invece l'acciaio
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    resiste bene a trazione in una prova di
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    trazione il provino solitamente addosso
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    di cane viene deformato aumentando
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    gradualmente il carico assiale fino a
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    rottura la rottura avviene in mezzeria
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    la macchina di trazione è progettata per
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    misurare l'allungamento del campione
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    quando sottoposto a deformazione assiale
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    a velocità costante con continua e
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    simultanea misura istantanea del carico
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    applicato
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    il risultato è la classica curva sforzo
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    deformazione da cui ricavare i dati
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    ingegneristici taglio le forze non sono
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    più applicate assialmente e provocano lo
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    scorrimento delle facce del provino
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    l'acciaio è un materiale che sopporta
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    bene gli sforzi di taglio le facce del
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    provino tendono a scorrere l'una
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    sull'altra
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    flessione una trave è sollecitata a
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    flessione quando è sottoposta ad un
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    sistema di carichi che possiede una
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    componente perpendicolare all'asse
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    longitudinale che provoca l'incurvatura
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    della trave stessa il calcestruzzo non
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    resiste a flessione l'acciaio si la
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    trave è soggetta a imbarcamento
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    torsione lo sforzo è generato da una
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    rotazione si tratta di uno sforzo
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    tridimensionale le fibre subiscono una
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    distorsione Si riscontra Ad esempio nei
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    nodi strutturali degli edifici il
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    cemento armato cemento resiste a
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    compressione più acciaio resiste a
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    compressione trazione taglio flessione
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    torsione
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    calcestruzzo e acciaio hanno
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    coefficienti di dilatazione lineare
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    approssimativamente uguali Se così non
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    fosse le variazioni di temperatura
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    produrrebbero allungamenti diversi che
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    ne renderebbero impossibile l'unione gli
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    elementi in cemento armato sono
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    realizzati in casseri o casseformi
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    le casseforme possono essere in legno
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    metalliche oppure realizzate con
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    composti plastici durante le operazioni
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    di getto il calcestruzzo introdotto
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    nelle casseforme contiene sempre una
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    quantità di aria inglobata che deve
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    essere eliminata per ottenere un
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    conglomerato durevole e di qualità
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    questo scopo si raggiunge attraverso la
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    compattazione o costipazione normalmente
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    eseguita con mezzi meccanici che
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    producono una vibrazione del materiale
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    facilitandola fuoriuscita delle bolle
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    d'aria per eseguire un buon getto il
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    riempimento delle casse forme deve
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    avvenire lentamente evitando il più
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    possibile la formazione di bolle osache
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    d'aria nel materiale Inoltre le
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    operazioni di getto devono essere
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    eseguite in modo da evitare la caduta
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    del materiale da altezze elevate perché
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    si potrebbe verificare la separazione
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    dell'aggregato grosso segregazione
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    le pareti del Cassero non devono aprirsi
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    sotto la spinta del calcestruzzo durante
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    il getto e il cassero deve mantenere
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    inalterata la sua posizione e forma le
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    barre in ferro utilizzate per il
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    confezionamento dell'armatura sono
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    normalmente in ferro al carbonio hanno
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    una sezione circolare dalla quale deriva
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    il nome comune di tondino e devono avere
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    una superficie esterna caratterizzata da
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    particolari nervature ottenute per
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    zigrinatura che hanno la funzione di
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    migliorare l'aderenza della barra stessa
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    all'interno della struttura in
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    calcestruzzo le barre così realizzate
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    vengono dette ad aderenza migliorata o
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    nervate e sono comunemente conosciute
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    con il nome di tondino zigrinato
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    trave in cemento armato la parte
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    superiore è compresa quella inferiore è
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    tesa si inserisce l'armatura in acciaio
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    per assorbire gli sforzi di trazione
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    l'acciaio ottiene unito il calcestruzzo
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    per produrre un metro cubo di
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    calcestruzzo occorrono
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    0,4 metri cubi di sabbia inerti
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    0,8 metri cubi di ghiaia inerti 300 kg
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    di cemento 100 litri d'acqua
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