materiali per l’architettura · acciaio - definizione e classificazione gli acciai in sono leghe...

Materialiperl’Architettura(6CFU)Prof.Arch.AlbertoDeCapua,coll.Arch.ValeriaCiulla

MpAseminariomaterialid’architettura

• ACCIAIO• PLASTICHE• VETRO• CALCESTRUZZO

UniversitàdeglistudiMediterraneadiReggioCalabria–Architettura–A.A.2017-2018

SeminarioacuradiValeriaCiulla

ACCIAIO-definizioneeclassificazione Gliacciaiinsonoleghediferroecarboniocontenoreincarbonioinferioreal2%.

Ingeneresonopresentianchepercentualidialtrielementicomeilsilicio,manganese,fosforo,zolfo,necessariper

conferireparticolaricaratteristichealprodottofinitooppureaggiuntipermigliorareilprocessosiderurgico.

All’aumentaredellapercentualedicarboniovarianolecaratteristicheresistentidelprodottoeprecisamente:

ü diminuisceladuttilità,

ü aumentalaresistenza;

•

Esistonomoltissimitipidiacciaio,lecuicomposizioniedenominazionisonostabilitedaappositenormetecniche:

in Europa le euronorme (EN) emesse dal Comitato Europeo di Normazione (CEN) e nel continente americano

l'ASTM (American Society TestingMaterials), in collaborazione con l'AISI (American Iron and Steel Institute) ed

internazionalmenteleISO(InternationalStandardInstitute).

Gliacciaipossonoessereclassificatiindiverseangolazioni:

•gruppoI(UNIEN10027-2):acciaidibaseediqualità,dettiancheacciaidacostruzionediusogenerale.

• gruppo II: acciai speciali,differiscono dagli altri acciai per la loro composizione chimica e per il trattamento

termicochesubisconocheconferisceaquestiacciaiparticolaricaratteristichemeccaniche.

siclassificanoin:

•acciaiotipoI(extradolce,dolceoferro),indicatoconisimboliFe37eFe45,facilmentesaldabileeconun

elevatolimitedisnervamento,utilizzatiperlamiere,tubi,bulloni,chiodi,ferridacostruzione;

•acciaiotipoII(semiduroeduro),indicatoconisimbolidaFe52aFe65ediscarsasaldabilità,utilizzatiper

componentidimacchine,cavimetallici,tondiniperc.a.;

seilcontenutodicarbonioèmoltobassosihannometallitenerieplastici,

seilcontenutodicarbonioèelevatosihannometalliduriefragili.

ACCIAIO–classificazioneinbasealcontenutodicarbonio

datal’importanzadelladuttilitàgliacciaidacarpenteriadebbonoavereunbassotenoredicarbonio:inlineageneraleminoredello0,24%.

Oltrealcarboniopossonoesserepresentidegliulteriorielementialligantiaggiuntiperlopiùsotto

formadiferroleghe.Inbaseallacomposizionechimicagliacciaisipossonodistinguerein:

•acciai di base debolmente legati: sono acciai nel quale i tenori degli elementi di lega rientrano nei limiti

indicati dalla UNI EN 10020 (“Definizione e Classificazione dei tipi di acciaio”), non è richiesta alcuna

prescrizionediqualitàchecomportiprecauzionispecialiduranteilprocessoproduttivo.

•acciailegatiospeciali:sonoacciaiperiqualialmenounlimiteindicatodallaUNIEN10020vienesuperato.

Contengono, oltre al ferro ed al carbonio, silicio, manganese, nichel, cromo, che conferiscono particolari

caratteristichemeccaniche/chimiche.GliacciaispecialisonodenominatiancheEx-ten,eTriten,consentonodi

ottenere strutture con peso limitato poiché possiedono un elevato limite di snervamento, con l’aggiunta di

rameecromoassumonounadiscretaresistenzaall’ossidazione(CorTen,Itacorepatinabili).

ACCIAIO–classificazioneinbaseallacomposizionechimica

•PESOSPECIFICOediVOLUME. Ilpesospecificodell’acciaio7860kg/m3(valoredelladensità)X9,8m/s2

(costantediaccelerazionegravitazionaleterrestre).

•COEFFICIENTEdiDILATAZIONETERMICA.Ilcoefficientedidilatazionetermica,èunavariazionefrazionale

nella lunghezzadiunbarrapergradodivariazionenella temperatura,nell’acciaioèparia12x10-6 °C-1. La

dilatazione termicadei corpi,quantificatadaquestocoefficiente, indica il variaredellepropriedimensioni

all'aumentaredella temperatura, nell’acciaio èundato importante inquanto influisce sulla progettazione

strutturale.

• COEFFICIENTE di CONDUCIBILITA’ o CONDUTTIVITA’ TERMICA. L’acciaio ha un’elevata conduttività

termica,quindi,produceperditadicaloreperriscaldamentoeformazionedicondensasullesuperficifredde

dell’acciaio

ACCIAIO–Caratteristichefisiche

Negliacciailaresistenzameccanicaarotturanonèelevata,magliacciaispecialipresentano,invece,valori

delcaricodi rotturapiùelevatiedhannomiglioriprestazionigrazieall'aggiunta,nella lega,dimanganese,

silicioecc.

•RESISTENZAATRAZIONE,FLESSIONE,TAGLIO,TORSIONE.L'acciaiopresentaelevataresistenzaatrazione

edaglisforzilongitudinaliotrasversali.

• RESISTENZA AL FUOCO. L’acciaio non brucia e non conduce il fuoco perché è un materiale non

combustibile,tuttavialesueproprietàmeccanichevarianosensibilmenteinfunzionedellatemperatura.

Sidefinisceresistenzaalfuocodiunelementostrutturalelasuaattitudineaconservare:stabilità“R”,tenuta

“E”, isolamentotermico“I”(REI).L’intervalloditempoincuiunelementostrutturalesottopostoall’azione

delfuocononvienedanneggiatoèdefinito“duratadiresistenzaalfuoco”.Iprovvedimentiapplicabiliperla

protezioneantincendiopossonoessereditipo:isolante;schermante;sottraentedicalore.Attraverso:

- rivestimentispecificiaderentioscatolari,comeintonaciapplicatiaspruzzo;

-  vernici intumescenti,materiali cheallealte temperature si rigonfiano creandouna struttura cellularea

stratisovrappostiestagnidielevatissimopoterecoibente;

- soluzionistrutturaliibride,profilatiinseritiingettidicalcestruzzo.

ACCIAIO–Caratteristichemeccaniche

•RESISTENZAALLACORROSIONE.Percorrosionesiintendelareazionemisurabile,diunmaterialemetallico

conilsuoambientechemodificailmaterialeinmanieranegativa.

- c. chimica,cioèdiretta tra ferroedossigenocon formazionediossidodi ferro chediventa significativaa

temperatureelevate;

- c.elettrochimicaofisica, cioèlareazionechesiverificaatemperaturaambienteinpresenzadiossigenoe

diacqua.

La corrosione è influenzata dalla composizione chimica dell'atmosfera, dalla composizione chimica

dell'acciaio e degli elementi di lega, dalla situazione metereologica e dagli “attacchi climatici”, dai

rivestimenti.

Nelle costruzioni gli elementi di acciaio sono protetti con dei rivestimenti/pitture applicate dopo aver

preparatoopportunamentelasuperficie.

ACCIAIO–Caratteristichemeccaniche

Leprincipalicaratteristichetecnicheetecnologichedell’acciaioriguardanoproprietàimportanti

perlalavorazionedelmaterialeeperl'impiegodelmateriale,traqueste:

•SALDABILITÀ.Gliacciaiutilizzatinellecostruzionisonotuttisaldabili,questacaratteristicaècondizionata

dalla%dicarbonio,infatti,sopralo0,3%dicarboniodiminuisconosaldabilitàedallungamentopercentuale.

•PLASTICITÀ.Nelledeformazionedell'acciaiosidistinguetra ladeformazioneacaldoe ladeformazionea

freddo. Quest'ultima deve essere intesa come deformazione al di sotto della temperatura di

ricristallizzazionee,asecondadelgradodideformazione,determinaunaalterazionedelleproprietà.Questo

incrudimentoè soggetto col tempoaunprocessodi invecchiamentoeportaaunaulteriore fragilità, che

danneggiasoprattuttolasaldabilitàdelprodotto.Attraversounasecondalavorazionecomelaricotturaola

bonificaèpossibileeliminaretalisvantaggi.

•DUREZZA.Puòesseredeterminata inmodonondistruttivo,comunica l'omogeneitàdelmateriale, lasua

resistenzaallatrazioneedeventualmentelasuaresistenzaall'usura.

ACCIAIO–Caratteristichetecnicheetecnologiche

Gliacciaivengonoutilizzati:

-nelleoperedicarpenteria,strutturespazialiesistemicostruttivireticolari;

-nelleoperedilamiera,chiusureorizzontali;

-nelcementoarmatoenelc.a.precompresso;

- comematerialidirivestimentoearredamento;

Sono prodotti tre tipidi acciaio indicati come: Fe 360; Fe 430; Fe 510 dove il numero indica il valore della

resistenzaarotturaespressoinN/mm2.

Contaliacciai,laminatiacaldo,siottengono:

•profilati,barre,larghipiatti,lamiere;

•profilaticavi.

Lanormativaindica,periduetipidiprodottisopradefiniti,ivaloriminimi:

•dellatensioneunitariadirotturaft(N/mm2);

•dellatensioneunitariadisnervamentofy(N/mm2);

•dellaresistenzaKValletemperature+20°,0°,-20°(J=Nm);

•dell’allungamentopercentualearotturaet.

ACCIAIO–ImpieghieProdotti

ACCIAIO–Profilati

Gliacciaidacementoarmatovengonoprodottipertrafilaturainbarretondeelisceoadaderenza

migliorata;hannodiametrivariabilida4mma34mm.

Gliacciaidaprecompresso,sonoacciaispecialiprodottiafreddoinfilidicirca2÷3mmdidiametro,di

elevataresistenzaarottura,inseguitoavvoltiadelica(trefoli).

Fraiprodottidiacciaioinformadilamieravisonolelamiere“grecate”equelle“ondulate”.

Connessioni

Icollegamentipossonoessererealizzatiper:

-chiodatura:sieffettuaforandoidueelementidaunireefacendovipassareilchiodo,lacuiestremità

vieneribattuta,assicurandoilcollegamento;

-bullonatura:vieneeseguitaimpiegandovitiebulloni;

-saldatura:unionestabileecontinualungolasuperficiedicontatto,ottenutamediantel’azionedelcalore;

-incollaggio:siutilizzanoadesiviacrilici,vinilici,epossidici,fenolici.

ACCIAIO–Barreelamiere

STRUTTURAPORTANTEGraziealle suecaratteristichemeccaniche l’acciaioè

usato per realizzare strutture dotate di leggerezza rispetto alla capacità

portante.Ilnodotrave-pilastroèlatipologiastrutturaletradizionalmenteusata

nell’ediliziainacciaio:èilpuntopiùproblematico,dovelapresenzadisforziin

direzionidiverserendenecessariaunaprogettazioneaccurata.

CHIUSUREORIZZONTALISolaioinlamierasempliceogrecatacollaborantecon

gettoincls

CHIUSUREVERTICALI

•  elementi sandwich in cui due lamiere metalliche sono accoppiate ed

interpostedaunostratodimaterialeisolante;

• facciatemetalliche

• tessutimetallici

COPERTURE

ACCIAIO–ElementiTecnici

Lematerieplasticheeglielastomeri(gomme)sonosostanzemacromolecolari(polimeri).Leprime,ottenutecon procedimenti di sintesi della chimica organica, sono caratterizzate dal comportamento plastico alle altetemperaturecheconsentelaformatura;Glielastomeri,chepresentanoatemperaturaambienteuncomportamentoelastico,sonoottenutidapolimeriliquidi, naturali o sintetici, le cui strutture lineari sono vincolate tra loro attraverso il processo chimico diindurimento,chiamatovulcanizzazione.Leplasticheutilizzateinediliziasonoclassificatein:1.resinetermoindurenti2.resinetermoplastiche

1. Sono definite termoindurenti quelle resine che, dopo un’iniziale azione prolungata del calore, diventanoinfusibiliinmodoirreversibile.2. Sono definite termoplastiche quelle resine che rammolliscono con il calore, e che con il raffreddamento,riacquistanolostatoinizialesenzavariazionedellastrutturachimica.

PLASTICHE-definizioneeclassificazione

RESINETERMOINDURENTI.Ilgruppodiquesteresinehalacaratteristicadiformarelegamitridimensionalitraimonomeridipartenza,lareazioneirreversibilecheinduriscequesteresineavvieneconl’aumentoditemperatura,spessoconl’aggiuntadicatalizzatoridiindurimento.Traleresinetermoindurentisiindividuano:


-ResineEpossidichePresentano: Buone proprietà meccaniche, buona resistenza chimica, basso ritiro e ottima adesività.Trovano largo impiego, come collanti su calcestruzzi – metalli - legno, per additivazione di malte ecalcestruzzi,vengonoutilizzatecomesigillanti,perrinzaffiresistentiagliattacchichimici,comeimpregnanti,comemantiperpavimentazioni.- ResinePoliuretanichePresentano:Buoneproprietàmeccaniche,buonaresistenzachimica,bassoritiro,buonaadesività.Caricate con additivi assumono la proprietà di espandersi (poliuretano espanso) determinando elevatacoibentazione,sonoutilizzatecomesigillanti, rivestimentie incamiciature,perrinzaffi resistentiagliagentichimici,comeimpregnanti,collantiemantiperpavimentazioni.- ResinePoliestereQuesteresinesonocaratterizzateda: indurimentorapido,temperaturad’indurimentobassa,buonafacilitàdimiscelazione,resistenzaagliagentichimici,buoneproprietàmeccanicheebassaviscosità.Combinate con fibre di vetro o nylon danno luogo amateriali compositi che trovano largo impiego nellaproduzionediinfissi,pannelli,tubazioni.

RESINE TERMOPLASTICHE Le resine termoplastiche sono polimeri lineari o ramificati che possono essere fusifornendo loro una appropriata quantità di calore; durante la fase di plastificazione non subiscono alcunavariazione a livello chimico. Possono essere forgiati (e ri-forgiati) in qualsiasi forma usando come tecniche lostampaggioadiniezioneel’estrusione.Traleresinetermoplastichesiindividuano:


- PolietileneSiottienepolimerizzandol’etilene,puòessere:abassa,media,altadensità.Ledifferenzetraletreformulazionisonorelativeallaresistenzaatrazione,almodulodiresistenzaaflessione,ealpuntodirammollimento.Vieneimpiegatopercanalizzazionieperapparecchiatureelettriche.- PolistireneGliimpieghiprincipalisonoconnessiaisistemidiisolamentotermicoeacusticoedallerealizzazionidisolaiincalcestruzzoalleggerito.E’commercializzatoinblocchi,pannelli,piastrelle,palline,schiumeespanse.-PolivinilcloruroPVC,rigidoeplasticizzatoE’laresinapiùusatanelsettoredellecostruzioni.IlPVCrigidopresentabuonaresistenzaagliattacchichimici,elevataresistenzaatrazioneeflessione,buonaresistenzaall’abrasione.E’impiegatoperlaproduzioneditubietelaiperinfissi,lastrepianeeondulatepercopertureoperlarealizzazionedidivisori.IlPVCplasticizzatononpossiedecaratteristichedirigidità.E’utilizzatoprevalentementeperpavimentazioniviniliche.

Ingeneraleleplasticheriduconolatrasmissionedienergiasiachesitrattidicorrenteelettrica,calore,suono.

• COEFFICIENTEdiCOIBENZATERMICA.E’ingenereelevata.• COEFFICIENTEdiCONDUCIBILITA’oCONDUTTIVITA’TERMICA.Ingenereèbassa.

materialiperl’architettura

plastichePlastiche–Caratteristichefisiche

Plastiche–Caratteristichemeccaniche

Lecaratteristichemeccanicheetecnichedellematerieplastichevarianoinrelazionealladifferenzatratermoindurentietermoplastiche.

Nelletermoindurentilaresistenzameccanicaelecaratteristichetecnichedirigidezzaefragilitàsonotantomaggioriquantopiùfittaèlareticolazione.

Nelletermoplastichelecaratteristichemeccanicheelecaratteristichetecnichedirigidezzavarianoconlatemperaturaesonosuscettibilidiscorrimentosottol’azionedisforziapplicati.

Imaterialiimpermeabilizzantisonoimpiegatiperimpedirel’infiltrazionediacqua,perrisalitacapillareogravitàinquellapartidelorganismoediliziomaggiormentea rischio (fondazioni, solaia terra, chiusureverticalideipianiinterrati,balconi,coperture).Oltrealprincipalerequisitodiimpermeabilità,questimaterialidevonoavere(UNI8202)ü buonecaratteristichemeccanicheperresistereaimovimentistrutturali,ü adeguataresistenzaalpunzonamentostaticoedinamico,ü stabilitàdimensionale,ü plasticità,ü resistenzaagliagentiatmosfericieall’invecchiamento,ü devonoessereimputrescibili.SeespostiairaggiUVA,allepioggeacideealleescursionitermicherichiedonoun’adeguataprotezionesuperficiale.Imaterialiimpermeabilizzantisonoditiponaturaleosintetico.1.  Alla prima categoria appartengono i materiali bituminosi, impiegati anche nella produzione dellemembrane

bituminoseecomesigillanti;2.  allasecondacategoriaappartengonolemembranesintetiche.Iprodottiimpermeabilizzanti,applicabiliafreddooacaldo,sonocommercializzatiinformaliquidaopastosainmembranemonoopluristrato.Un’eventuale armatura, che migliora le caratteristichemeccaniche,puòessere integratanella fasediposa inoperaopredispostagiànelprodottoprefabbricato.

Plastiche–Elementitecnici

IMPERMEABILIZZAZIONE

STRUTTUREPORTANTI- Strutture con reti di funi: Sono costituite da una rete in cui le funi (fili di acciaio zincato) si pre-tendonoreciprocamente,conferendoall’ordituraunadoppiacurvatura.Lacoperturaèrealizzataconpoliesteretrasparente.

StruttureatendaPertendasiintendeunalaminadimaterialetalmentesottiledanonpresentarealcunaresistenzaaflessione, compressione, e taglio capace, invece, di reagire solo a trazione. Tale sistema è limitato a struttureprovvisoriedipiccoledimensioni.Strutturepneumatiche:Sono caratterizzatedall’essere sostenuteda gas, la formae la stabilità sonodeterminatedallostatodipressione,superiorerispettoall’esterno,prodottodalgasimmessoallorointerno.Isistemipneumaticipossonoessere:aparetesemplice,aparetedoppia.

materialiperl’architettura

plastichePlastiche–Elementitecnici

AirtectureExhibitionHall,A.Thallemer,1996,(struttura

Il vetroèil prodottodelraffreddamentodiunmiscuglioomogeneodiminerali che,dopoesserestatiportati alla fusione, passano allo stato rigido senza cristallizzare, ma assumendo una struttura molecolaredisordinataepiuttostoinstabile(statoamorfo).Icostituentiprincipalidelvetrosono:•lasiliceèilcomponenteprincipaledellamisceladibase(sostanzavetrificante);èpresentenellamiscelapercircail75%;• isolfatidisodioopotassio(ossidialcalini)contribuisconoadabbassareilpuntodifusionedelvetrificante(1100°C);sonopresentiperil10-15%;•icarbonatidicalcioodimagnesio(ossidialcalinoterrosi),presentiperil10-15%,Lasostituzionedell’ossidodisodio(feldspato)conossididipiomboedipotassioconsentediottenereilcristallo,ovverounalastradivetroparticolarmentetrasparenteebrillante.Lasostituzionenellamisceladisolfatidisodio(vetrisodico-calcici)conilsolfatodipotassiorendel’impastopiùlavorabileeilvetroancorapiùbrillante(cristallodiBoemia).Conilterminecristallovengonospessoindicatiancheivetrisodico-calcici,caratterizzatidaaltaresistenza,bassafragilitàeottenutiperricotturadellelastre.

VETRO-definizioneecomponenti

VETRO-classificazione

Iprodottivetrarisidistinguono,sullabasedeiprocessidilavorazionesubiti,in:•prodottivetraridibase,chenonpresentanoaltrelavorazionioltrequelladifabbricazione;•prodottivetraritrasformati,chesonoottenutigrazieaulteriorilavorazioniatteamigliorarelaprestazione

PRODOTTIVETRARIDIBASE

Iprodottivetraridibasesidistinguono,infunzionedellatecnologiadiproduzione,in:•vetritirati;•vetricolatielaminati;•vetrifloat;•vetriprofilati;•vetripressatiinstampi;•vetritemprati.

Ivetritirati(UNIEN572(1996)sonorealizzatifacendopassarel’impastoattraversounafenditura,realizzatasuunalastra di materiale refrattario; l’impasto viene tirato e successivamente sottoposto a ricottura, ciò consente dieliminareletensioniinternechepossonoesserecausatedalraffreddamentodifferenziatosubitodallalastra.Ivetricolatielaminati(UNIEN572)vengonorealizzatimediantecolaturadirettadell’impastofusotrairullilaminatori.Ladiversasuperficiedeirulli,lisciaoarilievo,consentediottenerelastredivetrolisceostampate,sudiunafacciaosuentrambe.Ladeposizionedi una sottilepellicoladi ossidometallico consente lacolorazione superficialedella lastra. Con lastessa tecnica,ma senza la ricottura, si producono le lastre di vetro armatederivanti dalla laminazione dimassavetrosafusanellaqualeèstataintrodottaunaretemetallica.I vetri float (UNI EN 572) che prendono il nome anche di cristalli, sono ottenutimediantecolatura, inatmosfera inerte dellamassa vetrosa su un bagnodi stagno fuso (to float = galleggiare). Il vetro si deposita sullostagno secondo uno spessore naturale di 6 mm e viene poi sottoposto a una successiva ricottura eraffreddamento.Èpossibileprodurrelastredispessoricompresitra2e19mm, intervenendonellafasedicolaturaconopportuniaccorgimenti.Questoprocedimentoproduttivoconsentedi ridurrealminimo le fessurazioni,graziealleminorisollecitazionisubitedallelastre.

VETRO-prodottivetraridibase

Ivetripressatiinstampi,dettianchediffusoriperlascarsatrasparenza,vengonorealizzatipercolaturainappositistampiesuccessivacompressione,operatatramitepunzoni,dell’impastovetroso,cheèinquestomodocostrettoadassumerelaformadellostampo.Contaleprocedimentoèpossibileottenerediffusorisottoformadiblocchicavioacamerad’aria(UNI9303),dalbordorialzato.Ivetritemprati:latempra(UNIEN12150,UNI7697)èunprocessotermicoilcuiscopoèquellodiindurreparticolaritensionisullalastradivetroperconferirlemiglioricaratteristichediresistenza,soprattuttoaflessione.La lastra che ha subito la tempra, oltre a una migliore resistenza a flessione e allo shock termico, ha lacaratteristica,unavoltachenesiaprovocata la rottura,di ridursi in frammentiminutipiuttostoche in scheggetaglienti.

VETRO-prodottivetraridibase

I vetri profilati (UNI EN 572) sono elementi traslucidi,caratterizzatidalcaratteristicoprofilo a“U”.Ottenutiper trafilatura,hanno lunghezze finoa4 m. I vetriprofilatipossonoesseredi tiposemplice o armato con sottili fili d’acciaio, disposti in lunghezza. Sono impiegati come elementitraslucidietrasparentiinCV.

normale armato retinato

Ivetri riflettenti, grazie al trattamento superficiale subito, sono in grado di rifletterealmenoinpartelaradiazionesolare incidentefiltrandoenergiasolare,aevitarechequestasottoformadi luceodicalore,penetriall’internodell’ambiente.Analogamente i vetri basso-emissivi sono utilizzati per contenere le dispersioni termiche, mediante l’azioneriflettenteesplicataversol’internodell’ambiente.Il calore irraggiato dai corpi scaldanti (termosifoni, pannelli radianti) viene intercettato e riflesso all’internodell’ambienteriscaldato.La superficie della lastra vieneresariflettentemediante ildepositodimetallieossidimetalliciperpirolisi (acaldo)operpolverizzazione(atemperaturaambiente);emediantel’applicazionedipellicolesinteticheapplicatesullelastreanchesuccessivamenteallaloroposainopera.

VETRO-PRODOTTIVETRARITRASFORMATI

Sono ottenuti per successiva lavorazione operata sui prodotti vetrari di base al fine di migliorare lecaratteristichedelvetro;traquestisidistinguono:•vetririflettentiovetribassoemissivi;•vetricamera;•vetristratificati;•vetricromogenici.

VETRO-PRODOTTIVETRARITRASFORMATI

Ilvetrocamera(UNI10593)èunpannellocaratterizzatodaproprietàisolanti,siatermichecheacustiche.Ipannellisonoottenutisigillandoermeticamentelungoilperimetrodueopiùlastredivetro,inmododalasciaretraesseun’intercapedinecontenenteariaseccaogasnobili(argon).Lelastrevengonodistanziatemediantel’interposizionediunprofilatoinmaterialeplasticoometallico(distanziatore)contenente polveri disidratanti, mentre un’opportunasigillaturaperimetrale inmaterialeplastico impedisce loscambioconl’ambienteesterno(tenuta).

VETRO-PRODOTTIVETRARITRASFORMATIIl vetro stratificato (UNI EN ISO 12543, UNI EN 356, UNI EN 1063) è un pannello costituitodall’accoppiamentodipiùlastredivetro,chesonounitesututtalasuperficiemediantel’interposizionediunfilmplastico(0,3-0,5mm)trasparentedipolivinilbutirrale(PVB)opolicarbonato.Lapresenzadelfilmplasticoconferiscealpannellounabuonaresistenzaagliurtieallosfondamento;inoltre,nelcasoincuil’urtonedeterminilarottura,iframmentirimarrannoattaccatiallaplasticasenzadisperdersi.Ivetricromogenici,pannelliingradodivariareacomandolapropriaopacità.QuestisonorealizzatiaccoppiandoduecristallimedianteduefoglidiPVBconinterposto uno speciale film a cristalli liquidi che in assenza ditensioneelettricaèopaco,mentrelapresenzadiuncampoelettricoconsenteallalastrail passaggioallostatotrasparente.L’intensitàdelcampoelettricopuòessereregolatamediantediversistimoliesterni,:ü qualilavariazionediintensitàdellaluce(fotocromici),ü l’applicazionediuncampoelettrico(elettrocromicieacristalliliquidi),ü variazionedellatemperatura(termocromici).

Ilcalcestruzzoèunamisceladitrecomponentifondamentali:1.  ilcemento,checostituisceillegante,2.  l’acqua,cheidratailcementoconferendoall’impastocaratteristichedilavorabilitàeplasticità,3.  gliinertioaggregatiche,perilcalcestruzzoordinario,sonodioriginenaturale(sabbia,ghiaiaopietrisco)

ecostituisconoloscheletrodell’impasto.Gliinerti,digranulometriaopportunamenteassortita,devonoesserebeneavvoltidallapastadicementoebendistribuiti.

L’impiego di additivi (agenti acceleranti, ritardanti, fluidificanti plastificanti, aeranti, impermeabilizzanti)migliora la lavorabilità dell’impasto e le prestazioni del prodotto indurito, la cui resistenza dipende dalrapporto acqua/cemento, dalla qualità e dalle caratteristiche meccaniche e geometriche degli inerti, dallamodalitàdimescolamento,messainoperaecompattazione.

CALCESTRUZZO-definizione

Ilcalcestruzzoalleggerito (UNI7548) impiega come inerti il polistirolo l’argilla espansa, lapomice, il gesso,trucioliocascamidilegno,lefibrevegetali,ilmagnesio,l’alluminio. Il calcestruzzo cellulare gassificato è un materiale molto leggero, 450 kg/mc, facilmente lavorabile; èottenutoconimpastodisabbiaecarbonatodicalciomiscelatoinacquaconpolveredialluminio; lapolveresviluppa gas espandendo il volume della miscela iniziale. Per l’assemblaggio dei blocchi in calcestruzzocellularegassificatosiimpiegamaltacollantecongiuntidispessoredicirca1mm.

Sono detti leganti tutti quei materiali che previo impasto con acqua, assumono nel tempo consistenza litoide,soggetti a duemomenti di trasformazione il primo detto presa il secondo detto indurimento. Tradizionalmente ilegantiimpiegatisono4ehannoaffinitàdicomportamento,sono:1.  Calci2.  Agglomeraticementizi3.  Gessi4.  Cementi

1.CalciLecalcisonoilegantipiùantichi.Sonoclassificateinduecategorierelativamenteacomeeffettuanolapresa:-  Calci aeree: fanno presa a contatto dell’aria reagendo con l’anidride carbonica, è un legante derivato dalla

cotturatragli800e900°Cdiroccecalcareeincuiilcarbonatodicalciosiapresenteinquantitànoninferioreal90%.

-Calciidrauliche:fannopresareagendoconl’acquaelacuitemperaturadicotturasuperai1000°

2.AgglomeraticementiziHannocaratteristichefisichemiglioririspettoallecalci idraulichemahannominoreresistenzaacompressione,

sottoiminimidileggerichiesteaicementi.

3.GessiSono leganti idraulici utilizzati per interni, provengonodalla cottura di rocce selenitose. Ilminerale cuocendo

perde parte dell’acqua per riassorbirla successivamente aumentando di volume e consistenza tanto dacostituireunamassaduraecompatta

Leganti

4.CementiSono leganti idraulici capaci di raggiungere, dopo la presa ad indurimento avvenuto, resistenze meccaniche

moltoelevate.Chimicamentelemisceleperottenereicementisonocostituiteda:silice,alluminiaeossididiferro,ossidodicalcioegesso.

Possonoessere classificati in base alla loro composizioneo in base alla loro resistenza, riferita alla resistenzamassimaallacompressioneottenutafinoallaschiacciamentodopo28gg.

Dalpuntodivistadeicomponentisonoclassificatiin:-  Cementi naturali o Portland: sono ottenuti dalla cottura dimarne con una piccola aggiunta di gesso per

regolareilprocessodiidratazioneesuccessivamacinazione.Lemarnevengonomacinatefinemente,quindistaggionateecotte.Ilprodottochefuoriescedalfornodicotturasipresentaagranellidicolorescuroedèdettoclinker,questovienequindipolverizzato.

-  Cementiartificiali:sonotuttiqueilegantiidrauliciottenuticonmisceledisostanzedidiversaprovenienza:

cementopozzolanico:ottenutodallamiscelazionediclinkerdicementoportlandconpozzolana,ingradodidefinireresistenzaalleazionidiacquesalmastre.cemento d’alto forno: ottenuto dalla miscelazione di clinker di cemento portland con loppe basichegranulate(sottoprodottidellasiderurgia),ingradodigarantireunelevatovaloreidraulico.cementispeciali:sonoqueicementilacuicomposizioneèrisultantedamiscelediparticolaricompostiodaelevatetemperaturedicotturaodall’usodiadditivispecifici.

1.  cementibianchi2.  cementicolorati3.  cementialluminosi,determinanoelevataresistenzameccanicaintempibrevi4.  cementoferrico5.  cementoadindurimentoextrarapido

L’acqua dell’impasto deve essere limpida, noncontenere sali in percentuali dannose e non essereaggressiva.Ilparametrocardinedellaresistenzadelcalcestruzzoè il rapporto acqua/cemento, ovvero a parità dicontenuto di cemento risulta maggiormenteresistente una miscela con un minore contenuto diacqua.

CALCESTRUZZO-componenti

Dosaggiodelcemento

Ildosaggiodelcementoèinrelazioneaglialtricomponentidell’impastoedinoltreinfunzionealdiametromassimodell’inerteimpiegato.Aumentando la quantità del cemento nell’impasto, si ottiene un cls di maggiore resistenza. La dosatura delcementovienedeterminataquindiinfunzionedell’usoacuièdestinatol’impasto.

ECCESSODIACQUANELL’IMPASTO

L’eccessivoquantitativodiacquaèunproblemacostantenellapreparazionedelcls.Ciòèdannosoeprovoca:

- Diminuzionedellaresistenzadelcalcestruzzo- Aumentodelfenomenodiritiro- Rischiodiseparazionedegliinerti

Diminuzionedellaresistenzadelcalcestruzzo

Apparepiùaccentuataneiprimigiorniepoisistabilizzasuvaloricostanti.Nelgraficosonoconfrontateleresistenzedicalcestruzzoconvarirapportiacqua-cemento,rispettoaquellocona/c=0,45.

AumentodelfenomenodiritiroDeterminafessurazioninellamassacongraviconseguenzeperl’impermeabilitàdellestrutture.

SeparazionedegliinertiIntalcasogliinertitendonoastratificarsiinbasealloropesospecifico,alterandocompletamentelecaratteristichegranulometrichedelcalcestruzzo.

Gli inerti devono essere costituiti da elementi nongelivi,prividiparti friabili,polverulenti, terroseodialtresostanze dannoseall’indurimentodell’impastoedallaconservazionedellearmature.Infine, gli elementi devono essere di diversedimensioneinmododaridurrealminimoivuoti,ciòè determinante per conferire compattezzaall’impastoquindiunabuonaresistenzameccanicaalcolcestruzzo

Centraledibetonaggio

Trasportotramiteautobetoniera

Gettodell’impastotramitepompapercls

Costipamentodell’impastonellacassaformatramitevibratura

Gettodell’impasto

Mercoledì10Dicembre2014

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PatologieeDegradi-Abacodeidifetti-ChiusureVerticaliAbacodeidifettiCrepe,DistacchieDeformazioniMacchie,DepositiePatineEfflorescenzeCREPE,DISTACCHIEDEFORMAZIONI

AlveolizzazioneDegradazionechesimanifestaconlaformazionedicavitàdiformaedimensionevariabile.Glialveolisonospessointerconnessiehannodistribuzionenonuniforme.Nelcasoparticolareincuiilfenomenosisviluppaessenzialmenteinprofonditàconandamentoadiverticolisipuòusareiltermine‘alveolizzazioneacariatura’.

Errorediprogettazione Errorediposa

Eventoaccidentale

Invecchiamentonaturale Condizioniambientali

Difettodelprodotto

Bolled'ariaAlterazionedellasuperficiedelcalcestruzzocaratterizzatadallapresenzadiforidigrandezzaedistribuzioneirregolaregeneratidallaformazionedibolled'ariaalmomentodelgetto.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

CavillaturesuperficialiSottiletramadifessuresullasuperficiedelcalcestruzzo.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

CrostaStratosuperficialedialterazionedelmaterialelapideoodeiprodottiutilizzatipereventualitrattamenti.Dispessorevariabile,èduro,fragileedistinguibiledallepartisottostantiperlecaratteristichemorfologiche,espesso,perilcolore.Puòdistaccarsianchespontaneamentedalsubstratoche,ingenere,sipresentadisgregatoe/opulverulento.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

DeformazioneVariazionedellasagomacheinteressal’interospessoredelmaterialeechesimanifestasoprattuttoinelementinastriformi.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

DegradodeigiuntiDecoesione,distacco,cambiamentodicoloredeigiunti.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

DisgregazioneDecoesionecaratterizzatadadistaccodigranuliocristallisottominimesollecitazionimeccaniche.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

DistaccoSoluzionedicontinuitàtrastratisuperficialidelmateriale,siatralorocherispettoalsubstrato:preludeingenereallacadutadeglistratistessi.Ilterminesiusainparticolarepergliintonacieimosaici.Nelcasodimaterialilapideinaturalilepartidistaccateassumonospessoformespecificheinfunzionedellecaratteristichestrutturalietessiturali,esipreferisconoalloravocicrosta,scagliatura,esfoliazione.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

ErosioneAsportazionedimaterialedallasuperficiedovutaaprocessidinaturadiversa.Quandosononotelecausedeldegrado,possonoessereutilizzatiancheterminicomeerosioneperabrasioneoerosionepercorrasione,erosionepercorrosione,erosioneperusura.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

EsfoliazioneDegradazionechesimanifestacondistacco,spessoseguitodacaduta,diunoopiùstratisuperficialisubparallelifraloro.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

EsposizionedeiferridiarmaturaDistacchidipartiincalcestruzzoconconseguentemessaanudoecorrosionedeiferridiarmatura.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

FratturazioneofessurazioneDegradazionechesimanifestaconlaformazionedisoluzionidicontinuitànelmaterialeechepuòimplicarelospostamentoreciprocodelleparti.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

LacunaCadutaeperditadipartidielementi,conmessainlucedeglistratidiintonacopiùinterniodelsupporto.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

MancanzaCadutaeperditadiparti.Ilterminesiusaquandotaleformadidegradazionenonèdescrivibileconaltrevocidellessico.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

NididighiaiaDegradodellasuperficiepersegregazionedeicomponentidelcalcestruzzoinfasedigetto,caratterizzatadacavitàirregolari,superficiedisgregataeinertidimaggiordiametroinevidenza.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

PellicolaStratosuperficialedisostanzecoerentifraloroedestraneealmaterialelapideo.Haspessoremoltoridottoepuòstaccarsidalsubstrato,cheingeneresipresentaintegro.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

PittingDegradazionepuntiformechesimanifestaattraversolaformazionediforiciechi,numerosieravvicinati.Iforihannoformatendenzialmentecilindricacondiametromassimodipochimillimetri.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

PolverizzazioneDecoesionechesimanifestaconlacadutaspontaneadelmaterialesottoformadipolvereogranuli.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

RigonfiamentoSollevamentosuperficialeelocalizzatodelmateriale,cheassumeformaeconsistenzavariabili.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

ScagliaturaDegradazionechesimanifestacoldistaccototaleeparzialedipartispessoincorrispondenzadisoluzionidicontinuitàdelmaterialeoriginario.Lescaglie,costituitegeneralmentedamaterialeinapparenzainalterato,hannoformairregolareespessoreconsistenteedisomogeneo.Aldisottopossonoesserepresentiefflorescenzeopatinebiologiche.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

MACCHIE,DEPOSITIEPATINE

AlterazionecromaticaAlterazionechesimanifestaattraversolavariazionediunoopiùparametrichedefinisconoilcolore:tinta,chiarezza,saturazione.Puòmanifestarsiconmorfologiediverseasecondadellecondizioniepuòriferirsiazoneampieolocalizzate.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

ConcrezioneDepositocompattogeneralmenteformatodaelementidiestensionelimitata,sviluppatopreferenzialmenteinunasoladirezionenoncoincidenteconlasuperficielapidea.Talorapuòassumereformastalattiticaostalagmitica.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

DecolorazioneAlterazionecromaticadellasuperficie.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

DegradazionedifferenzialeDegradazionedaporreinrapportoadeterogeneitàdicomposizioneodistrutturadelmateriale,talequindidaevidenziarnespessoglioriginalimotivitessituraliostrutturali.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

DepositosuperficialeAccumulodimaterialiestraneidivarianatura,quali,adesempio,polvere,terriccio,guano,ecc.Haspessorevariabilee,generalmente,scarsacoerenzaeaderenzaalmaterialesottostante.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

IncrostazioneDepositostratiforme,compattoegeneralmenteaderentealsubstrato,compostodasostanzeinorganicheodastrutturedinaturabiologica.


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Difettodelprodotto

MacchiaAlterazionichesimanifestaconpigmentazioneaccidentaleelocalizzatadellasuperficie;ècorrelataallapresenzadimaterialeestraneoalsubstrato.


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MacchiadiruggineMacchiebruno-rossastredovuteallacorrosionedeiferridiarmatura.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

PatinaAlterazionestrettamentelimitataaquellemodificazioninaturalidellasuperficiedeimaterialinoncollegabiliamanifestifenomenididegradazioneepercepibilicomeunavariazionedelcoloreoriginariodelmateriale.Nelcasodialterazioniindotteartificialmentesiusadipreferenzailterminepatinaartificiale.


Eventoaccidentale


Difettodelprodotto

PatinabiologicaStratosottile,morbidoedomogeneo,aderenteallasuperficieedievidentenaturabiologica,dicolorevariabile,perlopiùverde.Lapatinabiologicaècostituitaprevalentementedamicrorganismicuipossonoaderirepolvere,terriccio,ecc.


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Difettodelprodotto

PresenzadivegetazioneLocuzioneimpiegataquandovisonolicheni,muschiepiante.


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EFFLORESCENZE

EfflorescenzaFormazionedisostanze,generalmentedicolorebiancastroediaspettocristallino,pulverulentoofilamentoso,sullasuperficiedelmanufatto.Nelcasodiefflorescenzesaline,lacristallizzazionepuòavvenireancheall’internodelmaterialeprovocandospessoildistaccodellepartipiùsuperficiali:ilfenomenoprendeilnomedicripto-efflorescenzaosub-efflorescenza.


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EFFLORESCENZE



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EFFLORESCENZE



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Alveolizzazione–causa:condizioniambientaliDegradazione che si manifesta con la formazione di cavità di forma e dimensionevariabile.Glialveolisonospessointerconnessiehannodistribuzionenonuniforme.Nelcaso particolare in cui il fenomeno si sviluppa essenzialmente in profondità conandamentoadiverticolisipuòusareiltermine‘alveolizzazioneacariatura’.Bolled'aria–causa:errorediposaAlterazionedellasuperficiedelcalcestruzzocaratterizzatadallapresenzadiforidigrandezzaedistribuzioneirregolaregeneratidallaformazionedibolled'ariaalmomentodelgetto.

Cavillaturesuperficiali-causa:errorediposaSottiletramadifessuresullasuperficiedelcalcestruzzo.

Degradodeigiunti-causa:errorediposaDecoesione,distacco,cambiamentodicoloredeigiunti

CREPE,DISTACCHIEDEFORMAZIONI

Distacco-causa:errorediprogettazioneSoluzione di continuità tra strati superficiali delmateriale, sia tra loro che rispetto alsubstrato:preludeingenereallacadutadeglistratistessi.Ilterminesiusainparticolareper gli intonaci e i mosaici. Nel caso di materiali lapidei naturali le parti distaccateassumono spesso forme specifiche in funzione delle caratteristiche strutturali etessiturali,esipreferisconoalloravocicrosta,scagliatura,esfoliazione.

Degradoedifetti

Esfoliazione–causa:invecchiamentonaturaleDegradazione che simanifesta con distacco, spesso seguito da caduta, di uno o piùstratisuperficialisubparallelifraloro.

Esposizionedeiferridiarmatura–cause:errorediprogettazione,errorediposa,causaaccidentaleDistacchidipartiincalcestruzzoconconseguentemessaanudoecorrosionedeiferridiarmatura.Fratturazioneofessurazione–cause:errorediprogettazione,errorediposa,causaaccidentaleDegradazione che si manifesta con la formazione di soluzioni di continuità nelmaterialeechepuòimplicarelospostamentoreciprocodelleparti.Nididighiaia–causa:errorediposaDegradodella superficieper segregazionedei componentidel calcestruzzo in fasedigetto, caratterizzata da cavità irregolari, superficie disgregata e inerti di maggiordiametroinevidenza.Pitting–causa:condizioniambientaliDegradazione puntiforme che si manifesta attraverso la formazione di fori ciechi,numerosi e ravvicinati. I fori hanno forma tendenzialmente cilindrica con diametromassimodipochimillimetri.

Rigonfiamento–cause:errorediprogettazione,condizioniambientaliSollevamentosuperficialeelocalizzatodelmateriale,cheassumeformaeconsistenzavariabili.Alterazionecromatica–causa:condizioniambientaliAlterazione che si manifesta attraverso la variazione di uno o più parametri chedefiniscono il colore: tinta, chiarezza, saturazione. Può manifestarsi con morfologiediverseasecondadellecondizioniepuòriferirsiazoneampieolocalizzate.Depositosuperficiale–cause:invecchiamentonaturale,condizioniambientaliAccumulo dimateriali estranei di varia natura, quali, ad esempio, polvere, terriccio,guano, ecc. Ha spessore variabile e, generalmente, scarsa coerenza e aderenza almaterialesottostante.

Incrostazione–causa:condizioniambientaliDeposito stratiforme, compatto e generalmente aderente al substrato, composto dasostanzeinorganicheodastrutturedinaturabiologica.

Macchiadiruggine–cause:errorediprogettazione,errorediposa,eventoaccidentale,invecchiamentonaturaleMacchiebruno-rossastredovuteallacorrosionedeiferridiarmatura.

MACCHIEDEPOSITIEPATINE

Patinabiologica–causa:condizioniambientaliStrato sottile, morbido ed omogeneo, aderente alla superficie e di evidente naturabiologica, di colore variabile, per lo più verde. La patina biologica è costituitaprevalentementedamicrorganismicuipossonoaderirepolvere,terriccio,ecc.Presenzadivegetazione–causa:condizioniambientaliLocuzioneimpiegataquandovisonolicheni,muschiepiante.

La normativa italiana prevede una serie di cementi cosi detti NORMALIZZATI. Questi sono ulteriormenteraggruppati in classi in relazione alla resistenzameccanica presentata secondoprove unificate e realizzate suproviniunavoltatrascorsoiltempodistagionatura. Iprovinivengonosottopostiasollecitazionediflessioneecompressione,determinandocosìlerelativeresistenzecaratteristiche:

Riferimentibibliografici

• AAVVIlnuovissimomanualedell’architetto,Mancosueditore,2011

• TatanoValeria(acuradi),Dalmanualealweb.Culturatecnica,informazionetecnicaeproduzioneediliziaperil

progettodiarchitettura,officinaedizioni,2007,(1.5Lematerioteche)

•HeggerAusch-SchwelkFuchsRosenKranz,Atlantediemateriali,Utet,Torino,2006.

•A.A.V.V.,Atlantedellefacciate,Utet,Torino,2006.

•Schafer,Stefan-(2003),Finitureinmetalloperfacciate,Detail,n.1-2,gennaio-febbraio2003.

• A.A.V.V.,Atlantedell’acciaio,Utet,Torino,1999.

•MauraG.,Materialiperl'edilizia,ed.DEI(inparticolarecapp.I,II,III),Roma,1988

• AAVVTecnologiadellecostruzioni,LeMonnier,Firenze,1987

•NegroA.,Tecnologiadeimaterialidacostruzione,ed.LibreriaCortina(inparticolare:capp.1,2,3,4),Torino,

1986

Riferimentisitografici

• www.iuav.it/artec

• www.unibo-lezioneprof.L.Venturi

materiali per l’architettura · acciaio - definizione e classificazione gli acciai in sono leghe...

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