Appunti di Architettura Tecnica

LEZIONI DI RENATA MORBIDUCCI & ENRICO DASSORI

MATERIALI DA COSTRUZIONE, TECNICHE DI COSTRUZIONI DEL PASSATO,

COPERTURE, ISOLAMENTI, PAVIMENTAZIONI & ALTRO.

INTRODUZIONE AI MATERIALI ........................................................................................................................... 2

Materiali Metallici ......................................................................................................................................... 2

Materiali ceramici .......................................................................................................................................... 3

Materiali Polimerici ....................................................................................................................................... 3

Materiali Compositi ....................................................................................................................................... 3

Proprietà dei materiali

................................................................................................................................... 4

Leggi nel mondo edilizio ................................................................................................................................ 4

Caratteristiche dei Materiali .......................................................................................................................... 5

MATERIALI DA COSTRUZIONE ........................................................................................................................... 6

Pietra artificiale ............................................................................................................................................. 6

Terra cruda ............................................................................................................................................ 6

Laterizi ................................................................................................................................................... 7

Conglomerati: le malte .......................................................................................................................... 8

Legno ........................................................................................................................................................... 11

Vetro ............................................................................................................................................................ 13

Altri Materiali

............................................................................................................................................... 16

TECNICHE DI COSTRUZIONE DEL PASSATO...................................................................................................... 17

Murature ..................................................................................................................................................... 18

Solai in legno ................................................................................................................................................ 20

Solai in ferro ................................................................................................................................................ 22

Coperture..................................................................................................................................................... 23

TECNICHE DI COSTRUZIONE MODERNE .......................................................................................................... 25

TAMPONAMENTI PESANTI .......................................................................................................................... 25

TAMPONAMENTI LEGGERI .......................................................................................................................... 31

Serramenti ................................................................................................................................................... 34

Solai ............................................................................................................................................................. 35

COPERTURE INCLINATE ............................................................................................................................... 39

COPERTURE PIANE ....................................................................................................................................... 43

SCALE: .......................................................................................................................................................... 45

RIVESTIMENTI: ............................................................................................................................................. 47

PAVIMENTAZIONI: ....................................................................................................................................... 47

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Nel settore delle costruzioni, generalmente, i materiali si suddividono in quattro grandi famiglie:

 Materiali metallici

 Materiali ceramici

 Materiali polimerici

 Materiali compositi

Materiali Metallici

I materiali metallici sono molto presenti nell’ingegneria soprattutto nelle strutture delle costruzioni, spesso

fatte in acciaio. La famiglia di metalli è molto vasta: alluminio, rame, stagno, ottone ecc.

La principale caratteristica è che non sono metalli puri, sono leghe, nelle quali basta una piccolissima

percentuale di variazione di carbonio per passare da ghisa (resistente ma fragile) ad acciaio (meno resistente

ma più utile nelle costruzioni).

I metalli hanno inoltre struttura cristallina allo stato solido, così i cristalli che li compongono si incastrano

ottimizzando le loro caratteristiche.

Tra queste, una delle caratteristiche importanti, è la loro elevata resistenza meccanica, inoltre si comportano

allo stesso modo sia a trazione che a compressione, a differenza della pietra, come si può notare dalla curva

di deformazione-tensione (vedi la figura in seguito).

Il calcestruzzo non armato resiste a compressione ma non a trazione.

L’ acciaio invece ha una fase post-critica di grandi dimensioni, arriva a

resistenza massima ma continua a deformarsi senza rompersi.

La pietra invece arriva alla massima resistenza e dopo poco si spacca

(tipico di un materiale con il comportamento fragile).

Un’altra caratteristica importante è il comportamento sensibile alle

variazioni di temperatura: se ho una struttura in acciaio,

tendenzialmente viene lavorata sulla superficie con delle vernici ad

elevate resistenze ad alte temperature per aumentare di grado di

sicurezza la struttura in acciaio. Di per sè il materiale resiste, ma se

supera la temperatura massima, disgrega la struttura cristallina e

passo a uno stato fortemente duttile - cioè deformabile.

I metalli sono anche degli ottimi conduttori, ma questo dal punto di vista ingegneristico è uno svantaggio,

perché le onde elettromagnetiche passano con grande facilità, nella costruzione questo porta una difficoltà

a mantenere certe condizioni all’interno, in quanto il calore entra ed esce con grande facilità (vale anche per

.

onde sonore, quindi problemi acustici)

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Materiali ceramici

La caratteristica principale è che per diventare un materiale ceramico da costruzione, deve essere cotto.

È un materiale considerato “pietra artificiale” perché ha caratteristiche simili a una pietra (di conseguenza si

ricordi anche il comportamento fragile a trazione) ma è fatta dall’uomo.

Dopo la cottura, un materiale ceramico arriva quasi sempre a una forma cristallina ma, rispetto ai metalli,

può avere anche una parte non-cristallina, ovvero una struttura amorfa: non tutte le molecole sono

ottimizzate per cui i cristalli sono incastrati correttamente.

Sono materiali con maggiore resistenza a compressione piuttosto che a trazione

Per quanto riguarda le sollecitazioni termiche, rispondono bene sia a un calore elevato sia alle variazioni di

temperature, proprio perché hanno subito una fase di cottura (superiore a 1000°C).

È molto stabile dal punto di vista chimico, infatti hanno un’attività chimica molto ridotta, che permette di

essere indifferente alla presenza di sali, acqua ecc.

Materiali Polimerici

Sono recenti, risalgono al XIX e fine XX secolo. Sono materiali che possono essere “progettati”. Infatti

polimerico significa composto da molecole che possono essere legate artificialmente a seconda delle

,

necessità. Tutti materiali plastici sono materiali polimerici quindi possono essere riciclati e riusati al 100%.

Tuttavia il materiale polimerico è diviso in 2 sottocategorie: termoindurenti e termoplastici.

Termoindurenti: hanno una struttura reticolata che rendono il polimero non lavorabile dopo il processo di

polimerizzazione, perciò possono subire un’unica lavorazione termica a caldo.

Una volta fatta la miscela a caldo, dalla forma finale non si può fare più niente.

Termoplastici: possono subire “n lavorazioni a caldo”, quindi sono i migliori per il riciclo. Hanno ottime

caratteristiche meccaniche, sono buoni isolanti termici e acustici. Infatti, tutti i serramenti in PVC sono

termoplastici.

Materiali Compositi

Sono materiali composti da un materiale principale, chiamato matrice, rafforzato con un altro materiale a

seconda della necessità, ad esempio il calcestruzzo, fatto da legante + acqua.

Compositi fibro-rinforzati: con la matrice, per aumentare la resistenza a compressione e a trazione, metto

delle fibre minuscole resistenti, generalmente quelle di vetro (il vetro in sé è debole perché presenta micro-

fessure al suo interno, ma se è piccolo, le fessure sono quasi nulle.

Quindi generalmente i materiali compositi possono essere creati a seconda delle esigenze (resistenza

termica, meccanica, isolante ecc.).

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Proprietà dei materiali

 Coefficiente di permeabilità ad acqua e vapore: nel nostro ambito quello all’acqua deve essere quasi

nullo, ma al vapore più ne ha meglio è, al fine di evitare il problema di umidità relativa. Se ho un

materiale poco permeabile, questo porta alla condensazione sulle pareti, che a sua volta porta

l’acqua. Ma quest’ultima è disastrosa per quasi tutti i materiali da costruzione.

 Porosità: ha un’influenza molto significante, al punto di vista strutturale tanto più una cosa è porosa,

meno resisterà. Vengono definite due forme di porosità: aperta e chiusa.

- Aperta ha un contatto diretto tra l’interno e l’esterno, e permette quindi un

passaggio di liquidi o di gas.

- Chiusa è quando ho un buco ma senza un contatto con l’esterno.

 Densità: legata alla massa, è un rapporto tra peso e volume. Grazie alla