Acciaio, Materiali e elementi costruttivi

ACCIAIO COSTRUTTIVI

RAIMONDI

ELEMENTI

ALBERTO

ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Acciaio!

Con il termine metalli (in greco metallon= miniera) vengono definiti quegli elementi chimici i

cui atomi si uniscono tra loro in una struttura cristallina con elettroni liberi.

Questo particolare legame metallico spiega tutte le proprietà fisiche, come ad esempio

l elevata densità e rigidità, l alto punto di fusione e la buona conducibilità termica ed elettrica. COSTRUTTIVI

RAIMONDI

Solo i cosiddetti metalli nobili (oro, argento, platino) compaiono in natura in forma pura.

I metalli utilizzati in edilizia (ad esempio ferro, alluminio, rame) vengono trasformati da ELEMENTI

ALBERTO

minerali attraverso diversi processi di preparazione prima di venir trattati negli altiforni.

I metalli possono essere totalmente reinseriti nel processo produttivo senza alcuna perdita di ED

qualità per il prodotto. La quota di riutilizzo per i materiali raccolti è di circa il 90% e per -

ARCH

MATERIALI

l acciaio si raggiunge quasi il 100%. ARCHITETTURA

Mattatoio, G. Ersoch, Roma 1890 Centro Congressi EUR , M.Fuxas, Roma 2013

Acciaio!

Classificazione!

In base alla densità si distinguono:

Metalli pesanti (>4500 kg/m )

3 COSTRUTTIVI

Metalli leggeri (<4500 kg/m )

3 RAIMONDI

ELEMENTI

ALBERTO

La differenziazione tra metalli ferrosi e non ferrosi evidenzia la grande

importanza del ferro e delle sue leghe rispetto ai restanti materiali. ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Acciaio!

Classificazione!

Il ferro è il metallo più utilizzato al mondo. Il ferro grezzo contiene circa il 4% di carbonio ed è

fragile, si ossida facilmente e mostra una minore resistenza. Per questi motivi viene usato

raramente e non esiste in forma commerciale. COSTRUTTIVI

Sue caratteristiche sono: RAIMONDI

Peso specifico 7.87 g/cm3

Punto di fusione 1536°C ELEMENTI

ALBERTO

ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Acciaio!

Leghe del ferro!

I prodotti derivati dalla lavorazione del minerale di ferro sono le due famiglie di

leghe del ferro: Ghisa o Acciaio. COSTRUTTIVI

I componenti principali di queste due leghe sono: RAIMONDI

FERRO CARBONIO ELEMENTI

ALBERTO

ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Le differenze percentuali del loro rapporto condizionano le caratteristiche e le

qualità dei prodotti finiti.  

Acciaio!

Definizioni:!

In base alla Norma Uni En 10020/89 esiste un valore limite della percentuale

2%

di Carbonio in Lega che permette di distinguere l acciaio dalla ghisa: COSTRUTTIVI

RAIMONDI

- Con un ALTO tenore di carbonio elevato prodotti duri e fragili.

- Con un BASSO tasso di Carbonio prodotti lavorabili e dal comportamento ELEMENTI

plastico. ALBERTO

ED

Acciaio = Fe + C carbonio < 2% -

ARCH

MATERIALI

Il tenore di carbonio negli acciai raramente supera lo

1,2%, è generalmente è riscontrabile tra 0,06% e 0,4% ARCHITETTURA

Ghisa = Fe + C carbonio > 2%

Il tenore di carbonio nelle ghise è generalmente

compreso tra il 2% e il 6% (2,5%-4%)

Acciaio! COSTRUTTIVI

RAIMONDI

ELEMENTI

ALBERTO

ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Acciaio!

Proprietà! COSTRUTTIVI

RAIMONDI

ELEMENTI

ALBERTO

ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Un altra caratteristica dei metalli è quella di essere sottoposti a fusione e miscelazione con altri

metalli, finalizzata a costituire delle leghe.

Acciaio!

Proprietà! COSTRUTTIVI

RAIMONDI

ELEMENTI

ALBERTO

ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Prova di trazione a rottura di una barra di acciaio

Acciaio!

Proprietà! COSTRUTTIVI

RAIMONDI

ELEMENTI

ALBERTO

ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Diagramma di Hook dell’acciaio

Acciaio!

Proprietà!

COMPORTAMENTO AL FUOCO

I metalli non sono combustibili, tuttavia alle temperature elevate perdono la loro rigidità. Modulo

elastico e limite di snervamento diminuiscono, il metallo si deforma. COSTRUTTIVI

Per l acciaio la temperatura limite a seconda della sezione del profilo è di circa 500-600 °C. RAIMONDI

Per proteggere le persone dal cedimento dell’elemento in caso di incendio, per le strutture in

acciaio sono previsti interventi a tutela (dispositivi di spegnimento o rivestimento, riempimento e ELEMENTI

ALBERTO

ricoprimento in materiali non combustibili). ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Acciaio!

Proprietà! COSTRUTTIVI

RAIMONDI

ELEMENTI

ALBERTO

ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Acciaio!

Proprietà!

CORROSIONE

Per corrosione si definisce la reazione chimica o elettrochimica di un materiale. I metalli si COSTRUTTIVI

ossidano in presenza di un elevata umidità dell’aria o per il contatto con sostanze umide o

tra metalli diversi in presenza di elettroliti. RAIMONDI

Per proteggere gli elementi di fabbrica dalla corrosione si distinguono due procedimenti di

base: protezione attiva (strutture che offrono la minima superficie di attacco alla corrosione) ELEMENTI

ALBERTO

Protezione passiva (rivestimenti metallici e non metallici, vernici, rivestimenti a polvere,

smalti, plastica, zincatura) ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Acciaio!

Proprietà! COSTRUTTIVI

RAIMONDI

Malleabilità ELEMENTI

ALBERTO

La Malleabilità è l attitudine del

materiale a essere trasformato in ED

-

ARCH

MATERIALI

lamine mediante lavorazioni a caldo o

a freddo, senza che avvengano

screpolature o rotture. ARCHITETTURA

I materiali malleabili, vengono spesso

sottoposti a LAMINAZIONE e

FUCINATURA, hanno elevato

allungamento, bassa durezza, bassa

resistenza a trazione

Acciaio!

Proprietà!

Duttilità

La duttilità è l attitudine dei materiali

ad essere trasformati, tramite il COSTRUTTIVI

processo di TRAFILATURA, in fili.

Questi materiali vengono tirati RAIMONDI

attraverso un foro calibrato, in tal ELEMENTI

modo da ottenere fili di vari diametri. ALBERTO

Questi materiali devono avere elevato

allungamento, alta resistenza a ED

-

ARCH

MATERIALI

trazione e bassa durezza. ARCHITETTURA

Acciaio!

Proprietà!

Imbutibilità

L imbutibilità è l attitudine di un

materiale a essere deformato a COSTRUTTIVI

freddo attraverso uno RAIMONDI

stampaggio profondo, senza

screpolarsi o rompersi. ELEMENTI

ALBERTO

I materiali imbutibili, sono anche

malleabili, e caratterizzati da ED

-

ARCH

elevato allungamento MATERIALI

ARCHITETTURA

Acciaio!

Proprietà!

Estrudibilità

E l attitudine di un

materiale che, tramite il COSTRUTTIVI

processo di ESTRUSIONE, RAIMONDI

tende ad acquisire

determinate forme, quando ELEMENTI

ALBERTO

viene spinto attraverso un

foro sagomato. ED

-

ARCH

MATERIALI

ARCHITETTURA

Accia