L'argilla e il laterizio nell'edilizia: proprietà e impieghi

La materia prima: l'argilla

L'argilla è una roccia sedimentaria clastica non cementata, composta dai sedimenti più fini presenti sulla superficie terrestre (dimensioni minori di 2 micron) accumulatisi per:

• decantazione in acqua
• azione di ghiacciai
• azione dei venti

È formata da silicati idrati di Alluminio, contenenti talora anche Ferro, Magnesio, Potassio, Calcio, Sodio (minerali argillosi). Ai minerali argillosi è dovuta la plasticità delle argille e la loro capacità di acquistare e perdere facilmente acqua. Si uniscono sempre, in quantità variabile, impurità diverse come il quarzo, la muscovite, feldspati ecc. A seconda del minerale argilloso presente e della sua percentuale, variano le proprietà delle argille e, di conseguenza, i loro impieghi. Se impastata con acqua l'argilla dà una massa formabile adatta a mantenere forma e coesione dopo essiccamento

L'argilla

L'argilla è formata da:

• una parte attiva (plastica, formata da particelle finissime)
• una parte inerte formata da minerali allo stato cristallino

Se prevale la parte attiva l'argilla si dice Grassa Se prevale la parte inerte si dice Magra Se l'argilla è troppo magra:

• È scarsamente lavorabile
• Non resiste alle alte temperature

Se l'argilla è troppo grassa:

• Subisce un eccessivo ritiro durante la cottura con formazione di tensioni superficiali che ne compromettono morfologia, dimensioni e resistenza meccanica dei manufatti

Per argille grasse si possono usare prodotti smagranti Nell'antichità ed ancora oggi in certe aree geografiche si usa paglia o sterco di vacca Oggi si usano sabbia, polvere di carbone o di argilla cotta

Le caratteristiche dell'argilla: la plasticità o lavorabilità

La plasticità è la capacità di essere lavorabile e plasmabile ottenuta mediante l'aggiunta di acqua. È dovuta alla presenza attorno alle particelle di un fluido che agisce da lubrificante e legante. Entro certi limiti è una proprietà reversibile (ma non dopo la cottura). Una volta modellato un elemento deve avere e mantenere stabili:

• Forma
• Dimensioni
• Caratteristiche prestazionali.

Ciò si ottiene mediante la cottura

L'impiego dell'argilla nell'edilizia

ADOBE

L'adobe o adobo (dall'arabo "cotto") è l'impasto di argilla, sabbia e paglia essiccata al sole utilizzata da molte popolazioni in ogni epoca per costruire mattoni

PISÉ

Il pisé (terra battuta) si basa sulla realizzazione di mura con terra poco umida (per evitare fessurazioni in fase di essiccazione) compattata con appositi strumenti, dentro casseforme lignee di limitata altezza e smontabili.

PRODOTTO NON CERAMICO

FORMATA IN STAMPI POSTA IN CASSAFORME COTTA AL SOLE PRESSATA

PRODOTTO CERAMICO

COTTA IN FORNACE FORNO DI HOFFMANN (1858)

Il ciclo produttivo dei prodotti ceramici

L'argilla viene modellata (formata), essiccata ed infine cotta in formaci ad alta temperatura

materia prima

ARGILLA TERRA + riduzione granulometrica - miscelazione - regolazione del contenuto d'acqua ACQUA estrusione a stampo + pressatura pasta molle essiccamento ARIA + cottura FUOCO Prodotto Ceramico

La cottura

Durante la cottura le sostanze più facilmente fusibili danno vita ad una massa vetrosa che riveste i granuli delle sostanze non fusibili così, a cottura avvenuta, la struttura del materiale risulta costituita da una o più fasi cristalline e da una fase vetrosa. La fase vetrosa conferisce insieme a resistenza meccanica e impermeabilità anche, purtroppo, fragilità. Le fasi cristalline conferiscono minore dilatabilità, refrattarietà e durezza.

Il ruolo della cottura

Con la greificazione, in cui avviene la saldatura dei granuli fra loro, si ha un aumento notevole della resistenza meccanica e dell'impermeabilità del prodotto ceramico. La temperatura di cottura dei laterizi è normalmente compresa tra 900° C e 1000°C a seconda del tipo di argilla

FORNO DI HOFFMANN

(1858) formatura

Il colore dell'argilla cotta

Il colore dei materiali ceramici è determinato da:

• Composizione dell'argilla (percentuale di composti di Ferro e manganese)
• Temperatura di cottura
• Percentuale di ossigeno in cottura

In funzione della cottura si hanno quindi:

• Albasi (mattoni poco cotti, di colore giallo chiaro, poco resistenti e porosi)
• Mezzani (cottura ottimale, di colore rosso, sonori alla percussione e molto resistenti)
• Ferrioli (troppo cotti, di colore bruno, pesanti, poco porosi, parzialmente vetrificati, con scarsa aderenza alle malte)

Il colore dell'argilla cotta

All'ossido di ferro si deve la caratteristica colorazione rossa del cotto: alte concentrazioni di ferro attribuiscono al cotto colorazioni intense tendenti allo scuro, mentre bassi contenuti favoriscono tinte chiare. Gli altri componenti del materiale argilloso quali gli ossidi di calcio, di magnesio e di alluminio non incidono sul colore come elementi cromofori, ma reagendo con le specie mineralogiche contenenti ferro, formano silicati di colore bianco o crema.

La formatura

Pianella formata a mano in stampo Pianella formata mediante estrusione

PRODOTTI CERAMICI

PORCELLANE

A PASTA POROSA FAENZE = MONOCOTTURE FINE -COTTOFORTE - TERRAGLIE

GRES

- ROSSO BIANCO ORDINARIA - PORCELLANATO KLINKER. A PASTA COMPATTA (VETRIFICATA) - PORCELLANA FINE VITREUS CHINA

TEMPERATURA DI COTTURA

LA COMPATTEZZA IMPARTISCE : * DURATA DELLA COTTURA IMPERMEABILITÀ * RESISTENZA ALL'UJURA COMPOSIZIONE IMPASTO (ADDITIVI ) » RESISTENZA MECCANICA . FRAGILITÀ

GRES

KTERRELOTE

TEMPERATURA

900℃ 1000℃ 1100℃ 1200€ 1300℃ 1400℃

TERRECOTTE

- LATERIZI ORDINARIA -TERRACOTTA

REFRATTARI

LA COMPATTEZZA DIPENDE DA: $ METODO DI IMPASTO (MOLLE O PRESSATO)

Gli usi del laterizio in edilizia

Laterizi per murature

• Elementi pieni
• Elementi forati
• Elementi forati alleggeriti

Laterizi per strutture orizzontali

• Elementi forati (tavelle, tavelloni, pignatte)

Laterizi per coperture

• Elementi forati (tegole piane, tegole curve, marsigliesi, portoghesi ...

Densità del laterizio pieno: circa 1800 kg/m3 Le dimensioni dei mattoni: il mattone unificato UNI (5,5 x 12 x 25) massa 3kg

REGOLA: NELLE MURATURE I GIUNTI VERTICALI DEVONO RISULTARE SFALSATI, DA CORSO A CORSO, DI UNA MISURA > 0,4H, CON UN MINIMO DI 4,5cm-

SFALSAMENTO DEI GIUNTI VERTICALI PER EVITARE CEDIMENTI LOCALIZZATI ( AZIONI VERTICALI ) RIBALTAMENTO (AZIONI ORIZZONTALI)

Le tipologie di mattoni

PIENO

fx9cm2 PK 15% >0,8

SEMIPIENO

15%KQx45% 45%<4655% fx15cm2 FORATO (D.M. 20.11.1987) f = area del foro (cm2) = percentuale di foratura = (area dei fori/area complessiva) (%)

INTERO

MEZZO QUARTO TRE QUARTI TOZZETTO DOPPIO UNI

L'utilizzo dei mattoni in edilizia

Esiste una leggenda dei mattoni

IMPIEGHI PREVALENTI:

• MURATURE PORTANTI
• PARETI DI TAMPONAMENTO
• PARTIZIONI INTERNE
• FINITURA MI FACCIATE (MATTONE FACCIA A VISTA')

GRAFFIATA BUGNATA SABBIATA -LISCIA

Tipologie di mattoni e blocchi semipieni

Impieghi prevalenti in muratura portanti e pareti di tamponamento Laterizio normale: densità 1600 - 1800 kg/m3 Blocchi semi ripieni foratura 15% 45% Laterizio alleggerito: densità 1400-1500 kg/m3 blocchi alleggeriti in pasta all'impasto d'argilla vengono mescolati delle sostanze che nel momento della cottura bruciano, lasciando dei vuoti (macropori)

Tipologie di mattoni e blocchi forati

Mattoni forati impieghi prevalemnte:

• partizione interne
• pareti di tamponamento

dimensionamento 8 di spessore 12 la base 25 larghezza non sono adatti per strutture portanti

Blocchi forati impieghi prevalentemente:

• pareti di tamponamento

dimensioni 12 spessore 25 base e 25 larghezza Esistono diversi tipologie di mattoni e di blocchi. Ci sono dei fori di presa

La muratura armata

BLOCCHI PER MURATURA ARMATA.

I blocchi alleggeriti in pasta

Gli additivi e le macroporosità:

• polisterolo
• sansa esausta di olive
• segatura

Blocchi alleggeriti in pasta ad alte prestazioni termiche

I blocchi rettificati

I blocchi rettificati sono sottoposti a un processo meccanizzato passando attraverso una coppia di mole che ne rendono le facce di contatto perfettamente lisce e complanari. La rettifica si esegue sulle due superfici ortogonali alla direzione dei fori. Questo procedimento permette di ottenere dei prodotti estremamente precisi con una ridottissima tolleranza dimensionale (+ 0,5 mm). Il processo di rettifica del prodotto può essere applicato dopo la fase di cottura o dopo la fase di essiccazione. La muratura in blocchi rettificati è caratterizzata da una posa praticamente a secco che rende più rapida e pulita l'operazione di costruzione. Il sistema è composto da elementi in laterizio e completato dal collante, dagli attrezzi livellatori e dalle maniglie per facilitare la presa dei blocchi.

L'evoluzione delle murature in laterizio

• Muratura in mattoni pieni
• Muratura in blocchi a fori verticali
• Muratura in blocchi a fori verticali a incastro
• Muratura in blocchi rettificati

I tavelloni e le tavelle

SOLAIO IN "FERRO & TAVELLONI

TAVELLONI

IMPIEGO PREVALENTE

• CONTROSOFFITTI
• CONTROPARETI

Elementi per solai

ZONA RINFORZATA DIGNATTE COLLABORANTI SOLAIO LATERO-CEMENTIZIO GETTATO IN OPERA

PIGNATTA DI ALLESGERIMENTO

PIGNATTE

IMPIEGO ESCLUSIVO · SOLAI

IMPIEGHI PREVALENTI

• SALAI (RISTRUTTURAZIONI)

Elementi per facciate ventilate

Elementi fonoassorbenti Elementi frangisole

PANNELLI

IMPIEGO ESCLUSIVO · SOLAI

TAVELLE

TANYA

Elementi per coperture

Tegole

Pendenza	In percentuale	In gradi	Sovrapposizione	Consigli per la posa in opera
	> 60%	> 30°57'	Per incastro	Fissaggio integrale
	45 - 60%	24°13' - 30°57"	Per incastro	Fissaggio della fila di gronda e di 1 tegola ogni 5 nel resto della copertura
	35 - 45%	19°17' - 24°13'	Per incastro	7 - 9 cm

Coppi

Pendenza	Sovrapposizione	Consigli per la posa in opera
minima	7 cm	Fissaggio necessario
marsigliesi 35% 19°17'	Per incastro	Nessun fissaggio
minima 30% 16°42'	Per incastro	Fissaggio opportuno
	9 cm	fissa var.

pendenza d'esercizio pendenza di falda ) α

Elementi per coperture

PIANELLE

MATTONE listello

Pianella tradizionale da spacco Pianella tradizionale da spacco Prodotti innovativi: listelli in laterizio su rete