I materiali lapideiI materiali lapidei

LA PIETRA LA PIETRA

Si chiamano rocce gli aggregati Si chiamano rocce gli aggregati minerali che in forma di masse minerali che in forma di masse geologiche costituiscono parte geologiche costituiscono parte integrante della crosta terrestre.integrante della crosta terrestre.

Estrazione e lavorazione della pietra e dei materiali lapidei

Cave di pietra e cave di marmo II luogo di produzione del materiale lapideo è detto

comunemente cava; in genere la cava è a cielo aperto e l'operazione di estrazione è detta cavatura.

I procedimenti di «cavatura» sono diversi secondo il tipo di materiale che si deve estrarre. I metodi più semplici sono quelli per l'approvvigionamento delle sabbie e ghiaie dal letto dei fiumi, mentre per la cavatura della pietra e dei marmi si deve ricorrere all'uso di particolari tecniche.

cavatura

Il sistema di cavatura attuale consiste in un impianto di cantiere, con una benna azionata a macchina, che raccoglie e scarica il materiale su un piazzale di deposito, dove avviene il lavaggio e la successiva separazione degli elementi di diverso diametro, attraverso vagli rotanti che accumulano i materiali in altrettanti silos.

Cave Cave

Tipi di lavorazione

Dopo la riduzione in lastre si effettuano in cantiere altre due lavorazioni:

· La levigatura consiste nello spianamento con apposite frese in modo da ottenere una superficie piana, ma semilucida;

la lucidatura

· la lucidatura viene effettuata con mole abrasive a grana sempre più fina, poi con mole di piombo ed infine con dischi di feltro, fino ad ottenere una superficie quasi perfettamente speculare. La lucidatura è un’operazione che richiede molto tempo e cura, e modi diversi secondo la varietà della pietra o del marmo.

Proprietà tecniche delle rocce

Principali caratteristiche fisichePrincipali caratteristiche fisiche

1. PESO DI VOLUME

2. VOLUME E FORMA DELLA ROCCIA

3. IMBIBIZIONE, ASSORBIMENTO, PERMEABILITÀ

4. DUREZZA

5. RESISTENZA ALL'USURA

Peso di volume

Per peso di volume s’intende il peso specifico apparente, cioè il peso in chilogrammi di un decimetro cubo di roccia non frantumata. Se noi confrontiamo il peso di volume di una roccia con il suo peso specifico, otteniamo un valore che indica il grado di compattezza

Volume e forma della roccia

Per volume s’intende il massimo volume dei blocchi estraibili dal giacimento.

La forma della roccia è determinata dalla configurazione petrografica, dalla giacitura e dal metodo di estrazione della roccia stessa.

Imbibizione, assorbimento, permeabilità

Qualsiasi roccia immersa nell’acqua se ne imbeve in misura più o meno rilevante. Questa caratteristica, detta imbibizione, è in relazione al grado di porosità della roccia e può essere misurata dal coefficiente di imbibizione

L'assorbimento e la permeabilità

L'assorbimento è la proprietà che hanno le rocce di assorbire l'acqua per capillarità, quando siano poste a contatto con l'acqua oppure su un terreno molto umido. Questa proprietà ha una grandissima importanza pratica per l'impiego di rocce in strutture murarie; infatti, una muratura, con pietrame molto assorbente, resta permanentemente umida, con riflessi negativi sull'igiene dell'ambiente.

La permeabilità La permeabilità è la capacità della

roccia di imbeversi di acqua e di lasciarsi attraversare da essa sotto una certa pressione idrostatica. Di particolare interesse per impiego di rocce in dighe e serbatoi.

Durevolezza e gelività

La durevolezza delle rocce è la capacità di resistenza agli agenti atmosferici, all'azione chimica, biofisica e fisica di questi. E quindi un requisito essenziale per l'impiego all'esterno dei materiali lapidei.

Una roccia molto sensibile all'azione del ghiaccio si dice geliva. E’ molto più dannosa un’alternanza di temperature da sopra a sotto zero gradi che un’intera stagione fredda sotto lo zero.

Il fattore clima condiziona in modo essenziale la durata di un tipo di pietra.

Durezza

Con il termine durezza s’intende la resistenza di una roccia ad essere

incisa, logorata, segata. Un criterio di misura pratico della durezza è dato

dalla segabilità

Durezza

tenere, le rocce segabili facilmente con seghe di acciaio a denti;

semidure, quelle difficilmente segabili con seghe di acciaio a denti e facilmente segabili con seghe lisce e sabbia di quarzo;

dure, quelle segabili con seghe lisce e smeriglio;

durissime, quelle segabili con seghe lisce e polvere di diamante o carborundum.

resistenza all'usura

Dalla durezza del materiale dipende anche la resistenza all'usura o

logoramento, proprietà particolarmente importante per i

materiali destinati a lastricato stradale e pavimentazioni.

resistenza all'usura

Per determinare la resistenza all'usura si possono eseguire diverse prove:

1. — Prova per attrito radente.

2. — Prova al getto di sabbia.

3. — Prova di rotolamento

Resistenza alle sollecitazioni

La resistenza alle sollecitazioni è uno dei requisiti essenziali per le pietre

impiegate nelle costruzioni

Resistenza a compressione.

Resistenza a compressione. E’ la caratteristica che più si utilizza per i materiali da costruzione. Essa è misurata dal carico di rottura allo schiacciamento, ricavato da una media dei provini. La compressione, ove possibile, va esercitata in direzione normale al piano di giacitura di cava.

Resistenza a trazione.

la Resistenza a trazione è inferiore di quella a compressione (da 1/10 a 1/50). Le migliori pietre sono quelle a grana fine e compatte;

influiscono sulla resistenza a trazione la direzione dello sforzo, la forma e la grandezza dei provini.

Resistenza a taglio.

La resistenza allo scorrimento è piuttosto bassa rispetto a quella di compressione; tuttavia si può ritenere doppia rispetto alla resistenza a trazione.

La resistenza a scorrimento o taglio dipende molto dalla direzione della sollecitazione rispetto alla giacitura di stratificazione della roccia.

Resistenza a flessione.

Il comportamento delle rocce rispetto a questa sollecitazione dipende da molti fattori:

— natura della roccia; — modulo di elasticità della roccia: — giacitura di stratificazione; — grado di umidità; — durata ed incremento dei carichi. I carichi di rottura alla flessione si determinano con prove su

provini prismatici appoggiati alle estremità e caricati in mezzeria. La resistenza a flessione è particolarmente richiesta quando blocchi o lastre di rocce sono impiegati come sbalzi, gradini, mensole, sedili, ecc.

Elasticità

La conoscenza del valore del modulo di elasticità (E) per i materiali da costruzione è necessaria per il calcolo delle strutture. Per le rocce l'elasticità dipende essenzialmente

dai minerali che la costituiscono, dalla grana e dalla tessitura, dalla porosità,

dall'umidità e dalla direzione della sollecitazione rispetto alla stratificazione.

Lavorabilità

L'attitudine di una roccia ad essere lavorata, in modo da assumere una forma determinata e determinati caratteri di superficie, può essere distinta, secondo il tipo di lavoro richiesto, in spaccahilità, segabilità, scolpibilità e lucidabilità.

La lavorazione della pietra è facilitata dall'acqua di cava, perduta la quale la pietra acquista maggiore tenacità.

La spaccabilità è resa facile da sottili strati di separazione per le rocce di natura sedimentaria, o da peli, cioè fratture naturali.

La segabilità dipende essenzialmente dalla durezza della roccia; tale requisito è oggi molto importante,

Aderenza alla malta È caratteristica essenziale per una pietra da impiegare

in murature; se l'aderenza è scarsa, non è consigliabile per muri portanti.

Sono a favore dell’aderenza alla malta: l’irregolarità, la ruvidezza delle superfici e la porosità

le pietre con superfici molto lisce e levigate o contenenti minerali micacei o talcosi perdono quasi completamente tale caratteristica.

La migliore aderenza si ha fra le arenarie e la malta di cemento.

Ove fosse necessario impiegare rocce poco aderenti alle malte, per superfici troppo lisce, è indispensabile rendere scabre le superfici stesse con opportuna scalpellatura.

Impiego della pietra nelle costruzioni

La pietra è stata usata dappertutto nel corso dei secoli e fino agli inizi del '900; oggi quasi scomparsa dalle strutture portanti, viene lavorata e ridotta in lastre per rivestimenti o frantumata in grandissima quantità per ottenere pietrisco per le costruzioni stradali, per il cemento armato e per i materiali artificiali di rifinitura. I materiali lapidei vengono quindi impiegati nei seguenti quattro settori:

1) nelle murature per opere di sostegno per strutture portanti;

2) per rivestimenti, pavimentazioni e coperture;3) per opere artistiche e decorazioni in edifici a

carattere monumentale o per restauro dei medesimi;4) per opere di drenaggio, vespai, massicciate stradali

e conglomerati artificiali.

Murature

Per le murature la pietra più adatta è quella che possiede:

1. — elevata resistenza a compressione;

2. — buona aderenza alla malta;

3. — facile lavorabilità per limitare i costi;

4. - buona durevolezza.

l'impiego della pietra In genere l'impiego della pietra è

sempre stato legato a fattori economici.

Nei piccoli centri urbani, la pietra usata era quella reperibile dalle cave locali, anche se risultava scadente e geliva. Nei grandi centri, maggiori possibilità economiche consentivano l'uso di pietre e soprattutto marmi per rivestimento anche da cave lontane. Oltre al costo di estrazione e di trasporto è sempre stato rilevante il costo di lavorazione della pietra. Attualmente i mezzi meccanici di estrazione e quelli per il trasporto hanno ridotto notevolmente i costi.

Rivestimenti e pavimentazioni

Per rivestimenti e pavimentazioni la pietra è impiegata in forma di massello, lastre segate, lastre naturali e cubetti.

I rivestimenti impiegano lastre di pietra idonea o marmi di spessore limitato; il fattore principale di scelta è il colore della pietra e la possibilità di ottenere lastre

Per le pavimentazioni si usano a) lastre regolari segate, dello spessore non inferiore

a 2 cm; b) lastre a contorno irregolare, dello spessore di 2

cm, che si ricava dagli scarti di lavorazioni più pregiate (in questo caso la pavimentazione prende il nome di palladiana);

c) lastre naturali a spessore variabile di 3 — 5 cm;

Per le pavimentazioni si usano

d) graniglie di vario colore e pezzature; servono per la confezione di mattonelle artificiali; oppure per pavimentazioni continue in opera, che si chiamano alla veneziana;

e) cubetti quasi regolari ottenuti per spacco di strati rocciosi di porfidi o arenarie dure, delle dimensioni medie di 7 x 7, 8 x 8 o 10 x 10 cm; questo tipo è particolarmente indicato per pavimentazioni stradali;

f)bozze di pietra di pietra squadrate (granito, arenarie dure di 30 x 60 cm e spessore 20 cm) per pavimentazioni di strade urbane (selciati).

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