Appunti esame di Fondamenti di tecnologia

TECNICHE E CICLO DI VITA

- Fase di produzione: approvvigionamento materie prime trasporto allo

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stabilimento processi di produzione e lavorazione

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- Fase di costruzione: trasporto al cantiere costruzione o assemblaggio

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- Fase di gestione: uso manutenzione riparazione sostituzione

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riqualificazione

- Fase di fine vita: dismissione dell’edificio trasporto riuso o riciclaggio dei

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materiali conferimento in discarica

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MATERIALI

- Metallici: uno o + elementi metallici miscelati tra loro. Caratterizzati da elevata

resistenza meccanica e tenacità, deformabilità a freddo e caldo ed elevata

conducibilità termica ed elettrica. Acciaio, alluminio e leghe, rame e leghe

- Polimerici: lunghe catene di molecole a base di atomi di carbonio. Bassa

resistenza meccanica, elevata flessibilità e deformabilità, bassa conducibilità

termica ed elettrica, ridotto peso specifico. Sono stampabili e soggetti a

rammollimento quanto sottoposti ad alte temperature. Polietilene,

poliopropilene, polistirene, policarbonato, polivinilcloruro

- Ceramici: elementi metallici e non metallici legati chimicamente tra loro.

Durezza e fragilità, elevata resistenza meccanica a compressione, bassa

conducibilità termica ed elettrica, elevata resistenza chimica. Vetro e laterizio

- Compositi e fibrosi: due o + materiali appartenenti alle altre classi. Materiale di

rinforzo inglobato in matrice. Rientra anche il legno.

PROPRIETA’

- Economiche: prezzo, reperibilità, riciclabilità

- Fisiche: densità

- Meccaniche: comportamento elastico e duttilità, comportamento a rottura e

tenacità

- Termiche: calore specifico, conducibilità termica e dilatazione termica

- Elettriche e magnetiche: conduzione e resistività elettrica

- Proprietà di interazione con l’ambiente: ossidazione e corrosione

- Connesse alla produzione: lavorabilità, assemblabilità, possibilità di finitura

- Proprietà estetiche: colore, tessitura

MATERIALI LAPIDEI NATURALI

Ottenuti da estrazione di rocce di differente origine e resi adatti attraverso lavorazioni

con funzione strutturale e ornamentale.

Il primo emblema di sfruttamento delle rocce si può trovare nei ripari delle popolazioni

primitive, ma è con le costruzioni megalitiche che la pietra inizia ad assumere un vero

e proprio valore strutturale sistema trilitico. Un ampio utilizzo di questo materiale lo

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possiamo ritrovare nell’architettura egizia dove viene utilizzato sia con funzione

strutturale sia con funzione decorativa. Con la civiltà egea si evolve il sistema trilitico

mentre in epoca romana si sviluppano i mattoni di terracotta per le strutture portanti

mentre la pietra viene usata solo per decorazione. Sarà poi l’architettura gotica a

riprendere la funzione strutturale che poi verrà evoluta con lo sviluppo di elementi

come l’arco e la volta. In età industriale si ebbe l’ennesima ripresa di questi materiali a

cui però fu contrapposta la ricerca di nuovi materiali più sostenibili. Nel Novecento i

materiali lapidei vengono utilizzati per mimetizzare le nuove tecniche costruttive dei

grattacieli. Nell’architettura contemporanea i materiali lapidei vengono usati per la

parte superficiale degli edifici anche al fine di sottolineare le valenze estetiche. La

pietra viene maggiormente utilizzata per elementi strutturali.

CLASSIFICAZIONE

Genesi

- Rocce magmatiche/ignee: raffreddamento e solidificazione magma e possono

essere intrusive o effusive. Le prime solidificano sotto la crosta terrestre, quindi,

hanno un elevato livello di cristallizzazione, le seconde solidificano invece al di

sopra e hanno dunque una struttura più vetrosa

- Sedimentarie: in seguito a erosione, trasporto e sedimentazione di rocce più

antiche e ciò avviene per azione dell’acqua, inoltre grazie alla pressione questi

materiali si uniscono e ciò si definisce diagenesi. Hanno tutte caratteristiche

alquanto diverse le une dalle altre

- Metamorfiche: rocce di differente natura che hanno subito profonde

modificazioni a causa del variare di temperatura e pressione

Composizione

- Solfatiche: in prevalenza sono formate da gesso

- Carbonatiche: carbonato di calcio, molto comuni in natura e molto utilizzati

nell’edilizia. Calcari, marmi e travertini

- Silicatiche: silice e silicati. Le + importanti hanno origine magmatica come

granito o sedimentaria come le arenarie

Commerciale

- Marmo: struttura cristallina, compatte e lucidabili. Funzioni strutturali ed

estetiche

- Granito: struttura fanero-cristallina quindi con cristalli visibili a occhio nudo,

sono compatte e lucidabili e hanno funzione sia strutturale sia estetica

- Travertino: calcaree sedimentarie di deposito chimico. Sia funzioni strutturali

che estetiche ma solo alcune sono lucidabili

- Pietra: composizione mineralogica svariatissima e non classificabile.

PROCESSO PRODUTTIVO

Coltivazione + lavorazioni

PROFILO AMBIENTALE

Il problema di questi materiali è che innanzi tutto non sono infiniti e sono molto lenti

nel ricrearsi e secondo problema è il fatto che serve un ampio utilizzo di risorse per

l’estrazione.

MALTE E CLACESTRUZZO SEMPLICE E ARMATO

Sono conglomerati artificiali ottenuti attraverso la miscelazione di acqua, sabbia,

ghiaia e piccoli conglomerati ottenuti dalla frammentazione di materiali di origine

minerale. Se vengono annegate barre tonde di acciaio allora si dice calcestruzzo

armato.

I primi popoli a usufruire di questa tecnica furono quelli della Turchia occidentale nelle

loro abitazioni; questa tecnica fu poi evoluta e perfezionata da fenici e greci, ma

furono i Romani nel II secolo con la creazione dell’opus caementicium a sfruttarne

pienamente le possibilità (es: Pantheon). Intorno all’Ottocento comparvero i primi

brevetti per il ferro-cemento che aveva l’obbiettivo di migliorare la resistenza a

trazione del calcestruzzo. Nel ‘900 questo materiale diventerà il materiale

maggiormente utilizzato nelle costruzioni grazie alla sua plasmabilità.

COMPOSIZIONE

Leganti: sono materiali ottenuti tramite la cottura di materiali di origine minerale, se

mescolati con acqua creano un impasto che solidificato aderisce in maniera

irreversibile. Possono essere di due tipologie: aerei ossia che induriscono solo con aria

e idraulici che induriscono anche in presenza di acqua.

- Gesso: cottura della pietra del gesso che, se mescolata con acqua, ne riprende

la quantità persa al momento della cottura

- Calce aerea: è formata da calcare che cotto produce la calce viva che con

aggiunta di acqua diventa calce spenta e viene usata come malta

- Calce idraulica: ricavata da cottura di marne o miscele di carbonato di calcio e

argilla oppure si può ottenere grazie all’aggiunta di pozzolana alla calce aerea.

Viene tendenzialmente usata per intonaci e murature

- Cemento: miscela di acqua e differenti macinati e ha infiniti impieghi nelle

costruzioni

Aggregati: materiali minerali in forma granulare e sono lo scheletro strutturale delle

malte. A seconda del tipo di lavorazione si scelgono i diversi aggregati

Additivi: sono prodotti chimici che migliorano le qualità

- Aumento fluidità

- Acceleranti o ritardanti

- Aeranti

PRODOTTI

Malte: unione di calci aeree o idrauliche, sabbia, acqua e additivi.

Calcestruzzo: legante idraulico (cemento) + aggregati + acqua + additivi. A seconda

dei vari additivi utilizzati si possono avere calcestruzzi leggeri, cellulari e alveolari.

Vengono usati per sottofondi, riempimenti e strutture portanti

Calcestruzzo armato: inglobando un’armatura metallica nel calcestruzzo.

L’accoppiamento e l’aumento di resistenza è reso possibile da una perfetta aderenza

tra i due materiali resa possibile dalla lavorazione delle barre. L’armatura può essere

affogata dentro oppure tesa precedentemente e poi rilasciata

PROCESSO PRODUTTIVO

Gesso: pietra di origine sedimentaria che viene cotta facendo perdere acqua al gesso

stesso. Una volta diventato gesso cotto a morte se aggiunta acqua ne riprende la

medesima quantità di quella persa in cottura diventando un legante

Calce aerea: vengono cotte a temperature elevatissime rocce calcaree. Per essere

messo in opera va aggiunta una determinata quantità di acqua al fine di completare il

processo di spegnimento

Calce idraulica: oramai la produzione è molto ridotta, ma ce ne sono di differenti

categorie

- Cottura di calcari argillosi o miscela di calcari e argille

- Cemento Portland diluito e con aggiunta di additivi

- Miscelazione calce aerea e materiali pozzolanici

Cemento: miscelazione e macinazione di materie prime che vengono poi cotte

ottenendo una parziale fusione del composto

PROFILO AMBIENTALE

Si ha un enorme consumo di risorse naturali non rinnovabili, inoltre, si ha un forte

consumo di energia per quanto riguarda la produzione dei composti. Per quanto

riguarda il fine vita il loro riutilizzo è alquanto difficile

LATERIZI

Sono materiali ceramici molto diffusi ottenuti dall’impasto e dalla successiva cottura di

argilla, acqua e additivi.

L’utilizzo di questi materiali si ha sin dall’antichità, ma lo viluppo dei mattoni si ha a

partire dalla civiltà sumera. Da questo momento si avrà un grande interesse per

questo materiale che però è ora passato in secondo piano a causa di nuovi materiali

come il calcestruzzo armato.

PRODOTTI

Elementi per murature:

- mattoni: volume vuoto per pieno minore o = a 5500 cm3

- blocchi: volume vuoto per pieno > 5500 cm3

- mattoni e blocchi da rivestimento: utilizzati per rivestimento ossia facciate a

vista

- mattoni e blocchi comuni: non è prevista intonacatura o rivestimento

- pezzi complementari: funzioni particolari

- laterizi pieni: foratura < 15%

- semipieni: 15% < foratura < 55%

- forati: foratura > 55%

Tavelle e tavelloni: le tavelle sono elementi piani che hanno lunghezza prevalente a

larghezza e altezza. Sono elementi con elevato grado di foratura. A seconda dello

spessore sono definiti: tavelline, tavelle o tavelloni. Utilizzati tendenzialmente per

solai, pareti interne, controsoffitti …

Elementi per solai: detti blocchi forati per solai o pignatte. Si differenziano per il loro

utilizzo quindi solai gettati in opera, a travetti prefabbricati o interamente

prefabbricati. A seconda del caso possono presentare diverse tipologie di alette per

l’adesione poi del cemento colato o possono anche non presentarne nel caso di

prefabbricati poiché si posano su lastre prefabbricate dette predalles

Elementi per coperture: detti tegole e possono essere a sovrapposizione o a

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