Materiali lapidei ed artificiali

2020/2021 materiali lapidei ed artificiali

Sommario

• Problematiche dei materiali nel settore industriale ........................ 4
• Problematiche di interesse storico archeologico ............................... 5
• Materiali lapidei artificiali..................................................................................... 5
• Tipologie di analisi ......................................................................................................... 6
• Georisorse ............................................................................................................................. 8
• Attività di estrazione ........................................................................................... 10
• Lavorazione meccanica ......................................................................................... 11
• Analisi dei materiali ................................................................................................ 11
• Misure in situ ................................................................................................................. 12
• Analisi in laboratorio ........................................................................................... 13
• Studio dei marmi ............................................................................................................. 14
• Materiali lapidei siciliani di pregio ................................................................. 17
• Comparto di Trapani ................................................................................................ 18
• Perlato di Sicilia .................................................................................................... 18
• Libeccio antico........................................................................................................ 19
• Rosso di Castellamare ....................................................................................... 20
• Rosso di Contorrano .......................................................................................... 20
• Rosso di Ogliastro antico (Giallastro) ................................................ 20
• Giallo di Segesta .................................................................................................... 21
• Comparto di Palermo .............................................................................................. 21
• Rosso Kumeta ............................................................................................................ 21
• Grigio di Billiemi .................................................................................................... 22
• Giallo di Castronovo ......................................................................................... 22
• Alabastri ...................................................................................................................... 23
• Diaspri ............................................................................................................................. 23
• Smaltini di calcara .............................................................................................. 24
• Litici stracotti di calcara ............................................................................. 24
• Ceramica ............................................................................................................................... 25
• Metodologie di studio dei reperti ceramici .......................................... 25
• Caratterizzazione mineralogico petrografica e geochimica 26
• Materie prime ............................................................................................................ 26
• Lavorazione ............................................................................................................... 27
• pag. 1
• Cottura ........................................................................................................................ 27
• Utilizzo ......................................................................................................................... 27
• Seppellimento ........................................................................................................... 27
• Ceramica da un punto di vista tecnologico ......................................... 28
• Gruppi di riferimento .......................................................................................... 28
• Classificazione ............................................................................................................. 29
• Microstrutture ...................................................................................................... 29
• Pasta di fondo .......................................................................................................... 30
• Inclusi ............................................................................................................................ 31
• Argilla ............................................................................................................................... 32
• Fasi di preparazione della ceramica ............................................................ 34
• Ceramica nell’industria ....................................................................................... 37
• Caratterizzazione tecnologica delle argille per ceramica............................................................................................................................................. 37
• Tecniche di foggiatura ..................................................................................... 38
• Metodo di caratterizzazione tecnologica .......................................... 41
• 1. Macinabilità ..................................................................................................................... 41
• 2. Plasticità ........................................................................................................................... 41
• 3. Caratteristiche delle barbottine ...................................................................................... 42
• 4. Sensibilità all'essiccamento ............................................................................................ 43
• Comportamento di cottura .......................................................................... 44
• Colore dei cotti ..................................................................................................... 48
• Interpretazione dei risultati ...................................................................... 48
• Ceramiche tradizionali ......................................................................................... 50
• Terracotta ................................................................................................................ 50
• Maiolica ........................................................................................................................ 50
• Gres .................................................................................................................................. 51
• Terraglia ..................................................................................................................... 51
• Porcellana ................................................................................................................. 51
• Biscuit ............................................................................................................................ 51
• Bone china .................................................................................................................. 51
• Biscotto ....................................................................................................................... 52
• Chamotte..................................................................................................................... 52
• Faenza ............................................................................................................................. 52
• pag. 2
• Faenza silicea ............................................................................................................ 52
• Analisi dell’impatto ambientale delle produzioni ceramiche................................................................................................................................................. 54
• Rivestimenti ................................................................................................................... 54
• Ingobbio ....................................................................................................................... 55
• Rivestimenti vetrosi ............................................................................................ 55
• Decorazione .................................................................................................................. 57
• Malte ....................................................................................................................................... 58
• Tipologie di aggregato ........................................................................................ 58
• Leganti ............................................................................................................................... 59
• Tipologia di leganti ............................................................................................ 59

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Un materiale naturale è definito tale perché si forma già così per l’appunto in natura, un esempio è il sedimento argilloso. Il materiale artificiale invece è quello che ha subito una lavorazione, come la ceramica o il cemento.

In Sicilia uno dei più importanti bacini di esportazione di materiale naturale si trova a Custonaci, il quale è secondo dopo Carrara. Nella nostra regione sono presenti, comunque, tanti altri materiali di pregio quali: grigio di Billiemi, il perlato di Sicilia, il perlatino, l’avorio.

Problematiche dei materiali nel settore industriale

Nell’ambito dei materiali lapidei la prima questione da attenzionare sono le problematiche d’interesse industriale.

1. Il primo aspetto è legato alla ottimizzazione della lavorazione, ma ancora prima a quello dell’estrazione;
2. Il secondo aspetto riguarda la scelta della materia prima, questa scelta viene fatta osservando la qualità della materia (data da caratteristiche meccaniche etc.), ma la scelta della qualità dipende a sua volta dalle finalità di utilizzo di quel materiale. L’utilizzo dei materiali nel settore industriale può interessare aspetti completamente differenti, possono essere utilizzati a fini decorativi o come blocchi nell’edilizia, ad esempio. L’utilizzo che si può fare rimane comunque strettamente dipendente dalla lavorabilità di un materiale, quest’ultima capacità è legata alle caratteristiche mineralogiche-petrografiche, quali durezza e struttura.
3. Stimare la durabilità di un materiale, la quale dipende anche questa dalle caratteristiche petrologiche-mineralogiche fisiche e meccaniche. Alla durabilità si correla uno studio in laboratorio di invecchiamento accelerato che permettono di simulare, nel tempo, ciò che succede in natura, il che è utilissimo, tuttavia, in natura ci sono tante altre variabili che in laboratorio non possono essere simulate. Queste prove, per poter essere effettuate, necessitano di una serie di provini, che chiaramente non possono essere prelevate da un monumento, bensì si studia la provenienza del materiale costituente il monumento, si individua la cava o comunque il luogo di affioramento e si vanno a prelevare i campioni dalla stessa area aventi chiaramente la stessa natura, ad esempio. Tra queste prove di invecchiamento si fanno anche prove di cristallizzazione dei sali e prove di gelo e disgelo. Queste prove saranno d’ausilio per comprendere nell’arco temporale quale sarà il comportamento di quel materiale. Tutte queste informazioni sono necessarie a chi mette in commercio il materiale stesso, così come a chi l’acquista. In quanto ad oggi i materiali vanno messi in commercio con delle schede tecniche, dunque più completa è quest’ultima e maggiore sarà il vantaggio del materiale nel mercato. Sui materiali svolgiamo anche prove di compressione, la risposta delle rocce viene studiata da un geologo perché questo ha le competenze petrografiche e mineralogiche per comprenderle; campioni della stessa formazione, ad esempio, possono dare risposte differenti, questo talvolta può avvenire per la presenza di alcuni minerali che favoriscono una maggiore resistenza o viceversa, in ogni caso si esaminano diversi set di campioni, considerando dunque la variabilità della materia prima.
4. Un altro aspetto importante è legato alla sperimentazione di protettivi, consolidanti, autopulenti, antivegetativi, che interessa sia il mondo delle rocce ma anche il mondo delle malte, così come la conservazione di scavi archeologici, in quanto nel momento in cui vengono scoperti, vengono prelevati, e le loro condizioni cambiano così come cambia il loro possibile grado di conservazione, dunque per poterli preservare si utilizzano questi materiali.
5. Nanomateriali e nanotecnologie. Questi possono essere importanti nel mondo delle rocce per evitare occlusione della porosità nei materiali.
6. Certificazione dei materiali: provenienza e qualità. Provenienza per evitare di incombere in false dichiarazioni, perché l’aspetto estetico tra materiali di diversa provenienza può essere molto simile, tuttavia differiscono molto per le loro caratteristiche. Una certificazione attesta, inoltre, le caratteristiche fisiche e meccaniche del materiale svolte in seguito tutta una serie di prove.

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Problematiche di interesse storico archeologico

Alcuni esempi delle rocce più note sono il porfido rosso egiziano, il porfido verde greco e tanti altri, che sono comunque facilmente riconoscibili macroscopicamente.

Uno dei primi problemi è legato alla caratterizzazione del materiale costituente il monumento e alla sua provenienza, quest’ultima è determinata da uno studio chimico, isotopico, petrografico e mineralogico. Lo studio della provenienza può essere utilizzato anche in ambito storico-archeologico per comprendere le rotte commerciali del passato.

Un altro aspetto importante è legato a problemi di conservazione, restauro o degrado. All’interno di un museo possono esserci problemi dovuti all’inquinamento dell’aria dovuto ad esempio al flusso di persone, o più in generale all’umidità atmosferica; questo problema viene spesso risolto mediante l’utilizzo di purificatore dell’aria.

Tra i materiali utilizzati in passato sono presenti diverse tipologie di vulcaniti. Una parte importante è legata alle diverse tipologie di calcareniti, ad esempio, che si mostrano con diverse colorazioni e che hanno diversa provenienza.

Per cui la caratterizzazione dei materiali è importante per risalire alla sua origine ma anche da supporto per eventuali interventi di restauro.

Materiali lapidei artificiali

L’utilizzo dei materiali lapidei artificiali è ampio, oggi ma anche nel passato, aventi differenti utilizzi e metodologie di produzione. In passato l’utilizzo dei materiali ceramici era ampio, sia ad uso decorativo che come anfore da trasporto del vino, dell’acqua etc. a seconda del materiale occorre un processo produttivo diverso, tuttavia le metodologie, in precedenza, era strettamente vincolate alla esperienza di chi le produceva. Le argille possono avere diversi gradi di lavorabilità e quindi possono essere finalizzate a usi diversi. Talvolta dei materiali non risultano funzionali a subire un processo di lavorazione, nei musei infatti si trovano degli scarti di lavorazione, o di fornace, questi sono quei prodotti mal riusciti, perché mal cotti o perché l’impasto non ha funzionato.

I materiali vengono studiati seguendo vari punti: origine, produzione, uso, seppellimento e analisi. Partendo al contrario, dunque dalle analisi, siamo in grado di ripercorrere e comprendere tutti gli altri punti. Le analisi dei materiali, o di piccoli frammenti, possono contenere tante informazioni utili, come il luogo di produzione, la metodologia di produzione, e di conseguenza si ottengono informazioni anche del livello tecnologico presente durante il periodo di produzione.

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Durante il seppellimento il materiale subisce delle modifiche, questo può essere dovuto a un seppellimento da terra o in mare, ad esempio. La ceramica per gli archeologi talvolta ha lo stesso concetto di fossile guida, solo nel momento in cui, però, la ceramica è rinvenuta nello scavo (questo è l’avvenimento più semplice). Occorre sottolineare che è anche presente un commercio illecito di materiali antichi, o addirittura di falsi, quindi non sempre ciò che viene ritrovato corrisponde necessariamente alla realtà. Quindi, questo studio ha importanza sia economica che legale.

Le ceramiche, come i marmi bianchi, possono essere utilizzati per ricostruire le antiche rotte commerciali. Alcuni minerali presenti nelle argille potrebbero recare effetti indesiderati nella produzione di ceramiche durante il processo di cottura, un esempio potrebbe essere l’annerimento.

È importante svolgere la caratterizzazione mineralogica-geochimica e tecnologiche delle materie prime nella preparazione di manufatti come la ceramica; ogni argilla ha delle caratteristiche diverso e a sua volta anche l’utilizzo deve essere diverso, non è possibile, ad esempio, utilizzare lo stesso tipo di argilla per produrre terracotta, maiolica, laterizi, piastrelle, porcellana etc.

Un altro ambito è legato allo studio delle malte, necessario sia alla caratterizzazione del materiale, ma anche per comprendere le ricette utilizzate nel passato e apportargli eventuali migliorie. Una particolare forma di degrado di intonaci prende il nome di floss tettory, che si presenta con una forma a fiore.

È di particolare interesse anche lo studio dei pigmenti, quali il cinabro o il lapislazzuli. Questi li studiamo per fini scientifici, per comprendere le tecniche di preparazione ed eventuale grado di degrado, di cui si può comprendere lo stato di avanzamento se ci sono sovrapposizioni di più strati e pianificare eventuali interventi di restauro.

Si aggiunge allo studio dei materiali lapidei anche il mondo della gemmologia, circond