Appunti per esame di Fondamenti di tecnologia

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

incastro

PROCESSO PRODUTTIVO

- preparazione dell’impasto (miscela di elementi diversi)

- formatura (estrusione o pressatura)

- essiccazione

- cottura

PROFILO AMBIENTALE

Si ha un forte consumo di materia non rinnovabili e una grande produzione di elementi

inquinanti inoltre non è possibile riciclare questi materiali per crearne di altri.

LEGNO

Fu uno dei primi materiali utilizzati nell’ambito dell’architettura e questo ha permesso

uno sviluppo molto elevato giungendo alla creazione di numerose tipologie di

architetture come elementi intelaiati o anche semplici elementi decorativi intagliati

fino ad arrivare a strutture a incastro e strutture portanti e anche coperture.

SEMILAVORATI E PRODOTTI

Le piante che forniscono la maggior quantità di legno sono le conifere e le latifoglie

Classificazione per lavorazione

- legno tondo: fusti interi o parti di essi con dimensioni variabili

- legno squadrato: sezione riconducibile al quadrato

- legno segato: sezionatura fusti in travi e tavole

classificazione per forma

- travi: a quattro fili (8 x 16 cm < sez < 12 x 26 cm), murali (5 x 5 cm < sez <

10 x 10 cm), listellame (sez < 5 x 5 cm)

- tavole di conifere: normali, sotto misure, bottolame e cortame

- tavole di latifoglie: tavole da ponte e d’armatura

PRODOTTI DERIVATI DEL LEGNO

- Legno lamellare: incollaggio di tavole con spessore massimo di 25 mm.

Elementi strutturali di grandi dimensioni

- Compensati e paniforti: incollaggio di almeno tre strati di legno ottenuti per

tranciatura o sfogliatura. Strati posti per avere fasci perpendicolari tra di loro.

Hanno un’ottima resistenza. I paniforti sono formati dal rivestimento di listelli o

lamelle in legno massiccio con strati di sfogliato. Rivestimenti, soffittature …

- Pannelli tamburati: strato esterno in compensato e da un’anima di legno

leggero. Rigidezza e leggerezza. Porte interne e pannellature

- Pannelli truciolari e di fibre: incollaggio di trucioli o pressatura di fibre.

Pannelli omogenei utilizzasti per sostegno o elementi come le casseforme

- Pannelli di fibra di legno: ritaglio di fibre immerse poi in materiali che ne

aumentano le caratteristiche e infine pressati

- Pannelli osb: fibre di conifera e strati esterni

PROCESSO PRODUTTIVO:

- Abbattimento

- Riduzione a dimensioni commerciali

- Stagionatura

- Processo produttivo dei derivati

L’ACCIAIO

Metalli non ferrosi

- Argento

- Oro

- Magnesio

- Titanio

- Alluminio: coltivazione bauxite + cottura e affinazione

- Piombo: ridotta resistenza a trazione e variazioni dimensioni a seconda di

temperatura

- Zinco: resistenza ad agenti atmosferici e quindi spesso usato come rivestimento

per altri metalli

- Rame: buona resistenza e lavorabilità e deformabilità

Metalli ferrosi

- Ferro: estratto da suoi minerali attraverso riduzione con carbonio ad alta

temperatura ottenendo così una lega di ferro-carbonio molto fragile e

facilmente ossidabile per questo motivo viene ulteriormente lavorato per

arrivare a una percentuale di carbonio < 0,2 %. L’acciaio poi può essere

ulteriormente legato ad altri materiali per creare dei composti come l’acciaio

inossidabile o l’acciaio corten.

SEMILAVORATI E PRODOTTI

- Profilati laminati a caldo: particolarmente alla realizzazione di strutture

portanti. Possono avere sezioni aperte o chiuse e differenti dimensioni e

possono essere uniti tra loro tramite saldatura o bullonatura

- Lamiere: laminazione a caldo. Hanno larghezza fino a 3 m e spessore fino a 40

mm e sono utilizzate per realizzare piastre di fondazione o profilati realizzati per

mezzo di saldatura. Le lamiere sottili sono invece realizzate con acciai che

presentano un’alta duttilità; possono essere realizzate per laminazione a caldo e

a freddo e possono subire ulteriori lavorazioni diventando stirate, forate o

microforate

- Profilati e lamiere formati a freddo: possono avere sezione aperta oppure

tubolare e lamiere sagomate la cui sezione è caratterizzata dalla presenza di

nervature trapezoidali chiamate greche. Si ottengono così elementi leggeri ma

molto resistenti

- Profilati tubolari: possono avere sezione di differenti forme e si distinguono in

saldati e senza saldatura. Questi ultimi sono realizzati tramite un processo di

laminazione a caldo che prevede prima una foratura e poi una formatura. I primi

derivano invece dalla lavorazione di lamiere

- Grigliati, reti e reti tessute: i grigliati si formano per mezzo

dell’elettrosaldatura di lamelle di differenti tipi con tondi o attraverso orditura a

incastro. Le reti sono prodotte attraverso l’intreccio di fili precedentemente

piegati. Le reti tessute sono formate dalla tessitura di fili metallici su telai

meccanici

PROCESSO PRODUTTIVO

- Fusione in altoforno o forno elettrico di minerali o direttamente di ghisa grezza

- Colata

- Laminazione: diminuimento dello spessore

- Estrusione: compressione e passaggio in sagoma detta matrice o filiera

- Trafilatura: passaggio in fori di