I LATERIZI

Il mattone:Il mattone e un prodotto in materiale ceramico non vetrinato a pasta porosa, utilizzato sin dall'antichità nell'edilizia. Solitamente a forma di parallelepipedo, e ottenuto dalla cottura ad elevate temperature di impasti di argilla e acqua.Il termine laterizio spesso associato al mattone (o utilizzato come suo sinonimo), pur riferendosi specificamente ai mattoni di epoca romana, viene oggi utilizzato per indicare tutta la vasta gamma di materiali utilizzati per le costruzioni edili.Materiale baseIl materiale base e costituito principalmente da argilla, formata da silice nella percentuale variabile attorno al 50%, più un 20÷30% di carbonato di calcio, oltre a una modesta percentuale attorno al 2% di ossido di ferro e una percentuale a partire dal 4÷6% di acqua.Preparazione e formaturaLa prima operazione per la realizzazione di un mattone consiste nella preparazione dell'impasto.Si porta il prodotto alla plasticità voluta mediante miscelazione di argille di qualità diversa o mediante aggiunta di opportuni smagrenti quali la sabbia silicea o frammenti sminuzzati di mattoni scartati per difetto di cottura.L'impasto di argilla e acqua viene di solito foggiato mediante trafilatura.La pasta viene pressata contro un orifizio dal quale esce sotto forma di nastro continuo.Un filo di acciaio provvede a tagliare il nastro in pezzi della lunghezza desiderata.I pezzi più complessi sono invece prodotti solitamente per colaggio, ma non si parla più di materiali per l'edilizia, ed in questo caso si aggiunge carbonato di sodio che funge da fluidificante.Il mattone si ottiene per estrusione. Comunque per la produzione più pregiata (cosiddetta "fatta a mano") viene nutilizzato anche lo stampaggio.

Tipi di laterizi:

Laterizi foratiIl temine mattone e spesso usato impropriamente essendo il mattone in se uno dei vari materiali ceramici classificati sotto il nome di laterizi.I laterizi possono essere pieni oppure forati, con una percentuale di fori variabile sino al 25% di vuoto sul volume totale del pezzo.Possono avere due delle pareti esterne sagomate al fine di incastrare un pezzo con l'elemento adiacente e due pareti rettificate, al fine di ridurre lo strato di malta a valori inferiori al mm, ottenendo in tal modo grandi livelli di isolamento ed elevati carichi di resistenza della muratura alla compressione.La dimensione del mattone e variabile, a seconda delle zone in Italia e dei Paesi nel mondo, non discostandosi molto dalla dimensione del mattone che in Europa va sotto il nome di NF (normalformato) pari a 60×120×250 mm.In alcuni Paesi si arriva a dimensioni pari a 60×90×190 mm.

Mattone semipienoE un mattone che ha una resistenza media rispetto al mattone forato e al mattone pieno. Anch'esso viene prodotto per estrusione. La percentuale di foratura varia tra il 15% e 45%. La sua dimensione pari approssimativamente a 12×12×25 cm e in sostanza il doppio della dimensione del mattone vero e proprio. In Italia e catalogato sotto ilnome di "DOPPIO UNI".

Mattone pienoPraticamente in disuso in quanto sostituito dal mattone forato, e utilizzato per la ristrutturazione di edifici classici (pareti portanti o facciavista di edifici). E prodotto per estrusione. Sono privi di foro o comunque con foratura limitata, inferiore al 15% dell’area complessiva. I più comuni sono quelli classificati come UNI 5628-65, e sono delle dimensioni di 5,5×12×25 cm.Tavellina, tavella e tavelloneSi indicano con questo nome i tipi di laterizi forati che hanno lunghezza molto grande rispetto allo spessore. Sono laterizi forati piani a forma di parallelepipedo, ottenuti per estrusione, essiccamento e cottura di materiali argillosi (con o senza utilizzo di aggiunte quali sabbia, ossidi di ferro, ecc.).Il prodotto finito e costituito da pareti, che delimitano la superficie esterna, e setti, ubicati all'interno dell'elemento e delimitanti i fori.Tutte e tre le tipologie hanno una larghezza di 25 cm mentre lo spessore e la lunghezza varia come di seguito riportato: · tavelloni: altezza ≥ 5 cm e lunghezza ≥ 50 cm; · tavelle: altezza compresa tra 3,5 e 5 cm e lunghezza ≥ 35 cm; · tavelline: altezza ≤ 3,5 cm e lunghezza ≥ 25 cm.In edilizia vengono utilizzati per diverse applicazioni, ad esempio: · come elementi di alleggerimento, nella realizzazione di:o solai in laterocemento ad intercapedine ( solai con travi tipo "Varese")o solai in acciaio (con putrelle a doppio T) e laterizioo solai in legno e laterizio; · come rivestimento delle strutture in calcestruzzo armato (travi e pilastri esterni) per il controllo dei ponti termici · per la realizzazione di architravi in corrispondenza di aperture su pareti non portanti come i tramezzi · per la realizzazione di tramezzi.La normativa di riferimento e la UNI 11128/2004.

PianellaElemento laterizio pieno di forma rettangolare e di piccole dimensioni, utilizzato nell'edilizia storica come tavolato d'intradosso di solai e coperture lignee, soprattutto nell'Italia centrale, e localmente anche detta "campigiana".Attualmente viene prodotto con le dimensioni di 13×23, 14×28, 15×30 e con spessore generalmente di 2,5 cm

TegolaÈ utilizzata per il manto di copertura dei tetti spioventi. Nella produzione sia antica che moderna si possono trovare di varie forme tra cui elencando quelle tipiche italiane:Tegole estruse: · il coppo prodotto per estrusione dalla caratteristica forma ricurva.Tegole pressate: (Il processo di pressatura segue la estrusione. A seguito della pressatura l'elemento piano estruso e tagliato a misura viene pressato. Per mezzo di alte pressioni, si ottiene una buona compattazione, e la formatura finale secondo il tipo a seguito descritto: · l'embrice di forma piana, leggermente trapezoidale con bordi laterali rialzati · la marsigliese, piana rettangolare con caratteristiche nervature · la portoghese, ondulata in modo accentuato · l'olandese, ondulata leggermente · i pezzi speciali per sopperire alla difficile geometria e conformazione dei tetti spioventi

EssiccazioneDopo la formatura, l'essiccazione avveniva un tempo all'aria, dunque a temperatura ambiente, secondo un metodo descritto di seguito: i mattoni venivano impilati a spina di pesce separati tra di loro a strati sovrapposti sino ad una altezza di circa 1,40 mt e posti sotto delle tettoie protette da teli. Il ciclo poteva durare una settimana ed era ovviamente condizionato in modo determinante dalle condizioni atmosferiche. La produzione avveniva nelle stagioni più miti e di conseguenza veniva interrotta nei periodi invernali Oggi la produzione e industrializzata, e di conseguenza e programmata nell'arco dell'anno. l'essiccazione a seconda del tipo di materiale, delle caratteristichedella argilla e del tipo di essiccatoio, può avvenire in tempi rapidi ( da due a quattro ore ) ovvero in un tempo variabile da un minimo di 12 ore sino ad un massimo di 48 ore. Si utilizzano di conseguenza vari tipi di essiccatoi, a partire dal tipo rapido per cicli molto brevi sino al tunnel di tipo semicontinuo e continuo nei quali e il materiale a muoversi lungo la galleria in tutta la fase di essiccamento ( essendo variabili le condizioni di umidità e temperatura lungo il tunnel ) ovvero sistemi a celle, nei quali il materiale e fermo e variano nel tempo le condizioni di temperatura e di umidità, mediante immissione controllata come temperatura e portata di una corrente d'aria calda. Il processo di essiccazione richiede un controllo attento in funzione del materiale da trattare e dell'argillaimpiegata, cosi da non creare tensioni interne nel materiale stesso che comporterebbero rotture sia nella stessa fase di essiccamento, sia nella fase successiva di cottura.

CotturaLa cottura dei laterizi segue un processo di preriscaldo del materiale, la cottura vera e propria, quindi il suo raffreddamento con il recupero parziale del calore di scambio generato. Gli scambi termici tra i gas all'interno del forno e il materiale stesso avvengono come in controcorrente La cottura avviene all'incirca tra i 900÷1200 °C. Un tempo i forni utilizzati erano a fuoco mobile, conosciuti come forni Hoffman forni nei quali il materiale una volta depositato nel forno era fermo nella sua posizione mentre i bruciatori venivano mossi sul piano superiore della galleria secondo un ciclo che durava circa sei giorni.Oggi

si utilizzano praticamente forni tunnel a fuoco fisso la cui galleria e attraversata da carrelli in acciaio con rivestimento refrattario sui quali sono posti i mattoni da cuocere. Il periodo di transito dei carrelli nel forno, uno dopo l'altro in fila continua, varia dalle 18 ore per il materiale leggero sino a 48 ore per il materiale pesante. La fase completa di cottura provoca la perdita di plasticita e lo sviluppo delle resistenze meccaniche. Fino ai 250 °C si perde l'acqua d'impasto, mentre, tra i 400 °C e i 600 °C si perde l'acqua di cristallizzazione. Tra gli 800 °C e in 900 °C il carbonato di calcio si decompone in ossido di calcio e anidride carbonica, mentre l'argilla si decompone in silice, allumina e acqua. La silice si combina cosi con l'allumina per formare la mullite (3Al2O32Si2O2). L'eccesso di silice si combina in parte con l'ossido di calcio ed in parte rimane cosi. Tra i 1000÷1100 °C si ha invece un ritiro di cottura, una riduzione della porosità e il conseguente sviluppodelle resistenze meccaniche.I mattoni escono poi dal forno in controcorrente rispetto all'aria che entra dall'esterno nel forno per il suo funzionamento. In questo modo sono parzialmente raffreddati.Nei forni moderni nella zona successiva a quella di cottura si immette aria a temperatura ambiente (raffreddamento rapido); la temperatura viene abbassata fino a 650 °C circa. A 573 °C la silice libera subisce un passaggio di stato detto "inversione del quarzo" con diminuzione di volume, se questa soglia venisse superata rapidamente si avrebbero delle rotture nel materiale. Per questo motivo e opportuno che nell'arco da 650 °C a500 °C la diminuzione di temperatura avvenga lentamente.

ClassificazioneA seconda dell'aspetto e delle caratteristiche assunte dopo la cottura, i mattoni si suddividono in: · albasi: mattoni di colore chiaro, insufficientemente cotti, di scarsa resistenza meccanica e chimica; · mezzani: mattoni ben cotti che raggiungono un carico di rottura alla compressione di 150 kg/cm2 asciutti e di 135 kg/cm2; · forti: mattoni ben cotti che raggiungono un carico di rottura alla compressione di 180 kg/cm2 asciutti e di 160 kg/cm2; · ferrioli: mattoni di colore scuro, troppo cotti, che presentano un inizio di scorificazione; hanno buone caratteristiche meccaniche, ma non sono porosi e sono spesso più o meno deformati. La carenza di porosità fa si che essi abbiano maggiori resistenze meccaniche, ma che aderiscano difficilmente alla malta cementizia una volta che sono messi in opera.Bisogna fare molta attenzione a giudicare il mattone solo dal colore, infatti a seconda del tipo di argilla il colore può variare. Ad esempio, l'argilla tipica del forlivese, zona dove storicamente si e costruito molto in mattoni, da luogo ad un caratteristico colore più chiaro, rosso forlivese o rosa forlivese. Ancora oggi, osservando i monumenti cittadini, si può facilmente capire quali siano costruiti con mattoni locali e quali con mattoni di importazione.

Prova di resistenza a compressioneLa prova di resistenza a compressione viene fatta applicando un carico sempre maggiore fino a raggiungere il carico di rottura e stabilire cosi la resistenza a compressione.

Prova di resistenza

E una prova caratteristica dei mattoni forati. E del tutto simile alla prova di resistenza a compressione, ma per questo tipo di mattoni deve essere ripetuta per tutte e tre le direzioni dello spazio.

Prova di flessioneE caratteristica per i tavelloni, di cui si misura la resistenza alla flessione per mezzo di provini prismatici di 12cm.

Prova di imbibizioneServe a misurare il grado di assorbimento d'acqua da parte dei mattoni. I mattoni vengono posti in una stufa a 100 °C, al fine di ottenere un peso costante. Si immergono poi in acqua per 24 ore, una volta asciugati con carta assorbente vengono pesati. La differenza tra il peso a secco ed il peso dopo l'immersione in acqua fornisce il grado di imbibizione. Perché la prova sia positiva la quantità d'acqua assorbita non deve essere superiore all'8-20%.

Saggio di gelivitàServe a determinare la resistenza dei mattoni a seguito di cicli di gelo e disgelo. Si prendono 4 mattoni, che vengono posti in acqua per 3 ore a 35 °C. Successivamente vengono messi in frigorifero per 3 ore a -10 °C. Si ripete infine la prova di resistenza a compressione. Perché il saggio sia positivo, la resistenza a compressione deveessere maggiore dell'80%, rispetto alla resistenza ottenuta dalla normale prova di resistenza a compressione.

Saggio di efflorescenzaL'efflorescenza e un fenomeno che si verifica quando i sali solubili eventualmente presenti nel mattone, vengono in superficie per effetto dell'umidità e cristallizzano sul manufatto. Per il saggio, si prendono 3 campioni che vengono immersi per un quarto in recipienti contenenti acqua distillata. Dopo 4 giorni si tolgono dall'acqua e sono posti in una stufa per 6 ore a 100 °C. Viene poi effettuato, alla distanza di 3 metri, un confronto con un mattone non immerso. Si può cosi riscontrare: · Efflorescenza nulla: non si registra la presenza di alcun deposito; · Efflorescenza leggera: sul mattone si distingue una patina molto sottile e disuniforme; · Efflorescenza media: sul mattone si riscontra una patina bianca, uniforme e relativamente spessa; · Efflorescenza forte: il deposito sul mattone e cosi evidente che e addirittura possibile distinguerne i cristalli.

Prova di permeabilitàE caratteristica delle tegole. Si prende un pezzo di tegola e lo si cementa sopra un cilindro vuoto in lamiera. Si riempie il cilindro con 5 cm d'acqua e affinché la prova sia positiva, dopo 24 ore non deve esservi sgocciolamento.