Materiali Lapidei

•Rocce•Materiali lapidei frantumati

•Agglomerati lapidei

Le Roccie si dividono in tre gruppi fondamentali:

Roccie SedimentarieLe rocce sedimentarie sono un tipo di rocce formate dall'accumulo di sedimenti di varia origine, derivanti in

gran parte dalla degradazione ed erosione di rocce preesistenti, che si sono depositati sulla superficie terrestre. Le rocce sedimentarie sono quindi il risultato di un complesso di fenomeni, chiamato processo sedimentario, che si compone di erosione da parte degli agenti esogeni, trasporto da parte di fluidi (acqua, vento, ghiaccio), sedimentazione in ambiente sedimentario marino, continentale o misto e infine diagenesi.

La sedimentazione, quando avviene per effetto gravitativo, genera nei detriti una differenziazione in base alle dimensioni dei granuli. Infatti la loro deposizione è strettamente legata alla forza che l'agente di trasporto ha per continuare a trattenerli in sospensione. Un esempio di questa differenziazione della deposizione può essere l'azione di un corso d'acqua che, avendo inizialmente carattere torrentizio, riesce a trasportare detriti di dimensioni anche importanti; andando verso valle perderà parte della sua energia e i primi detriti ad essere sedimentati saranno quelli di dimensioni maggiori, cioè principalmente le ghiaie. Successivamente si andranno a depositare detriti di dimensioni sempre minori in virtù della sempre minore forza del mezzo, quindi sabbie, limi ed argille. I detriti, nell'azione di trasporto, subiscono anche una modifica della loro forma, dovuta alla reciproca abrasione delle particelle in sospensione, risultando così avere forma arrotondata priva di spigoli vivi. Una volta deposti, i sedimenti vanno incontro ai processi di diagenesi, ovvero quel complesso di trasformazioni chimico-fisiche che avvengono una volta avvenuta la sedimentazione. Tali fenomeni in gran parte sono costituiti dalla litificazione, che trasforma i sedimenti in un ammasso roccioso compatto e coerente, formandosi così la dura roccia sedimentaria così come siamo abituati a conoscerla.

Roccie MetamorficheLe rocce metamorfiche sono quelle che hanno subìto processi legati ad alte temperature ed alte pressioni.

Questo processo prende il nome di metamorfismo. Questa tipologia di rocce può derivare dalla trasformazione di rocce sedimentarie(per esempio il marmo : che si è formato a causa di una forte pressione sul calcare). Le rocce metamorfiche si possono formare anche a partire da rocce magmatiche o da altre metamorfiche . Gli atomi dei minerali in questa particolare condizione si dispongono in modo da formare nuovi reticoli cristallini. In laboratorio sono state evidenziate le condizioni di temperatura e pressione che portano alla formazione di minerali indice cioè che permettono l'identificazione delle rocce: in base a questi si è giunti al concetto di facies metamorfiche.

Le rocce metamorfiche si possono formare in 3 modi: Metamorfismo di contatto, metamorfismo regionale, metamorfismo dinamico. Metamorfismo di contatto: avviene a causa dell'aumento di temperatura quando rocce ignee o sedimentarie entrano in contatto con rocce magmatiche ancora calde. Viene interessata un'aureola di rocce intorno alla roccia magmatica ancora calda originando nuovi tipi di minerali, ed a strutture caratteristiche; il cambiamento della roccia di partenza cambia man mano che si allontana dal punto caldo. Metamorfismo regionale: interessa una grande estensione di rocce (decine, fino a centinaia di chilometri) in aree sottoposte a movimenti orogenetici che provocano un aumento generalizzato di temperatura e di pressione, dando così origine a particolari rocce. Il metamorfismo di carico è un particolare tipo di metamorfismo regionale che è dovuto all'aumento di pressione provocato dal peso delle rocce soprastanti (spessore fino ad alcuni chilometri) in zone sottoposte a movimenti orogenetici. Metamorfismo dinamico: è causato dall'aumento di pressione in prossimità del piano di Benioff (aree tettoniche). Interessa zone molto piccole; creando nuove strutture e tessiture.

Roccie Vulcaniche (o Magmatiche)Le rocce magmatiche (dette anche eruttive o ignee) si formano in seguito alla solidificazione di magmi, cioè di masse

silicatiche fuse contenenti vari componenti (FeO, MgO, CaO, ecc.) e sostanze volatili (acqua, anidride carbonica, idrogeno, metano, ecc.). Costituiscono quasi il 65% della crosta terrestre; ma, sulla superficie della Terra, questa abbondanza è nascosta dallo strato diffuso, sebbene molto sottile, di rocce sedimentarie e metamorfiche.

I magmi sono il prodotto dell'attività dei vulcani e possono presentare svariate dimensioni; il loro raffreddamento, e la conseguente solidificazione, avviene nella parte esterna della crosta terrestre o in prossimità delle zone più alte del sottostante mantello terrestre. Le condizioni opportune per la creazione di un magma sono:

- Un aumento locale della temperatura- L'avvento di fluidi in grado di idratare le rocce e abbassare il loro punto di fusione -La diminuzione delle pressioni interne che consente la risalita di sostanze in superficieTemperatura, pressione e componenti volatili regolano il raffreddamento di una massa magmaticaIn linea generale le fasi che un magma deve attraversare prima di arrivare a completa solidificazione sono cinque, e

cioè:1. fase di magma surriscaldato: si è sopra la temperatura di cristallizzazione;2. fase ortomagmatica: (a circa 1200 °C) dal fuso iniziano processi di cristallizzazione per raffreddamento, cioè dal fuso

si separano vari componenti secondo il loro punto di fusione, dalla cui successiva aggregazione si forma una roccia. È questa la fase in cui si formano le più comuni rocce ignee. Si assiste a un forte aumento della pressione di vapore;

3. fase pegmatitica: (a circa 750 °C) la pressione di vapore è massima e il residuo fuso penetra negli spazi vuoti;4. fase pneumatolitica: (a circa 400-500 °C) il residuo fuso è vaporiforme. La cristallizzazione è minima e i gas, avendo

pressioni elevatissime, tendono ad infiltrarsi nelle rocce;5. fase idrotermale: la temperatura scende fino al valore inferiore a quello critico dell'acqua. In questo modo la massa

gassosa, formata prevalentemente da acqua, passa allo stato liquido dando luogo a effetti corrosivi sulle rocce circostanti.

Marmo• Il marmo è una roccia metamorfica composta prevalentemente di carbonato di calcio (CaCO3).

• Il marmo si forma attraverso un processo metamorfico da rocce sedimentarie, quali il calcare o la Dolomia, che provoca una completa ricristallizzazione del carbonato di calcio di cui sono in prevalenza composte e danno luogo ad un mosaico di cristalli di calcite o di dolomite (minerale). L'azione combinata della temperatura e la pressione, durante la trasformazione della roccia sedimentaria in marmo, porta alla progressiva obliterazione delle strutture e tessiture originariamente presenti nella roccia, con la conseguente distruzione di qualsiasi fossile, stratificazione o altra struttura sedimentaria presenti nella roccia originaria. Il colore del marmo dipende dalla presenza di impurità minerali (argilla, limo, sabbia, ossidi di ferro, noduli di selce), esistenti in granuli o in strati all'interno della roccia sedimentaria originaria. Nel corso del processo metamorfico tali impurità vengono spostate e ricristallizzate a causa della pressione e del calore. I marmi bianchi sono esito della metamorfizzazione di rocce calcaree prive di impurità.

• Il basso indice di rifrazione della calcite, che permette alla luce di "penetrare" nella superficie della pietra prima di essere riflessa, dà a questo materiale (e soprattutto ai marmi bianchi) una speciale luminosità, che lo ha reso particolarmente apprezzato per la scultura. Si ricordi, a titolo di esempio, che l'artista e scultore Michelangelo Buonarroti prediligeva il "marmo bianco" di Carrara per le sue opere. I marmi non colorati sono una fonte di carbonato di calcio puro, che viene utilizzata in un'ampia varietà di industrie. La polvere di marmo è un componente di coloranti e vernici, di dentifrici e di materie plastiche. Viene utilizzata anche nell'industria cartaria in affiancamento al caolino.

Granito• Il granito è una roccia ignea intrusiva felsica, con grana che va da media a grossolana e occasionalmente può

presentare megacristalli. • Il granito è una roccia ignea intrusiva, si è quindi formato a seguito del lento raffreddamento di un magma che si è

intruso a profondità comprese tra 1,5 e 50 km. Il processo di formazione del granito è comunque tuttora in fase di dibattito ed ha generato varie ipotesi e classificazioni dei graniti.

• La composizione media del granito è (in ordine decrescente):[1]

1. SiO2 — 72,04%2. Al2O3 — 14,42%3. K2O — 4,12%4. Na2O — 3,69%5. CaO — 1,82%6. FeO — 1,68%7. Fe2O3 — 1,22%8. MgO — 0,71%9. TiO2 — 0,30%10. P2O5 — 0,12%11. MnO — 0,05% Per ottenere questa composizione si sono analizzati 2485 campioni provenienti da tutto il mondo. La percentuale

di SiO2 si riferisce a tutti gli ossidi di silicio presenti (quindi anche quelli presenti nei silicati) e non soltanto al quarzo

Tufo

• Il tufo è una roccia magmatica, in particolare è la più diffusa delle rocce piroclastiche.• I tufi - intesi come differenti varietà di tufo - risultano formati in maggior parte da lapilli di dimensioni

comprese fra i 2 mm e i 30 mm, emessi durante un'eruzione vulcanica. Col nome di tufiti vengono indicate quelle rocce costituite da materiale vulcanico detritico, eventualmente associato anche a conchiglie marine. La struttura dei tufi è detta cinerica o vitroclastica per l'aspetto della porzione vetrosa che appare finemente suddivisa e frammentaria. I lapilli di dimensioni minori riescono a imprigionare talvolta quelli di dimensione maggiore e tale solidificazione viene realizzata anche tramite l'azione dell'acqua. L’ambiente in cui questi lapilli si depositano può essere estremamente variabile e, insieme alla composizione della roccia, determina le caratteristiche di colore, struttura e tessitura dei tufi.

Porfido• Il porfido è una roccia vulcanica effusiva: le più diffuse sulla crosta terrestre sono ignimbriti riolitiche e

riodacitiche. Il porfido, petrograficamente, è formato da una pasta vetrosa o microcristallina di fondo, che ne costituisce più del 65% nella quale sono immersi piccoli cristalli (dimensioni 2/4 mm) in percentuale variabile tra il 30/35%. I cristalli più abbondanti sono quelli di quarzo, tanto che alla roccia viene attribuita anche la denominazione di "porfido quarzifero". Notevolmente inferiore è la presenza dei feldspati, esigua è quella delle miche. Il suo colore comunque varia dal griglio chiaro ad un marrone medio.

• Sicuramente già utilizzato dagli Etruschi (per la costruzione di altiforni) e dai Romani, il porfido grazie alle sue caratteristiche ebbe ampio utilizzo sia nell'arte sia in opere edili (come del resto anche oggi).In particolare i Romani chiamavano "porfido" (lapis porphyrites) una particolare varietà proveniente dall'Egitto, dopo la conquista di Augusto, del 31 a.C., da cave di proprietà imperiale sul Mons Porphyrites o Mons Igneus, un massiccio montuoso oggi chiamato Gebel Dokhan situato ad ovest di Hurghada, nel deserto orientale egiziano. Si tratta di un materiale estremamente duro e difficile da lavorare, già utilizzato dai sovrani egiziani ed estremamente apprezzato, per il suo acceso colore rosso, associato alla dignità imperiale. Il porfido era quindi usato per opere destinate all'imperatore e alla ristretta cerchia della sua famiglia. Dal V secolo il suo colore rosso venne assimilato al culto del corpo di Cristo, riservandone l'uso all'onore dei soli imperatori, secondo una tradizione che si mantenne nell'Impero bizantino e che poi venne emulata anche da altri regni europei. Per esempio nella basilica di Santa Sofia a Costantinopoli la posizione dell'imperatore alle funzioni è segnalata da un disco rosso di porfido. In porfido sono i sarcofaghi dalla madre di Costantino I (sant'Elena), o, per esempio, il sarcofago di Federico II nella cattedrale di Palermo.

Ardesia• L'ardèsia (detta anche pietra di Lavagna o, in alcuni dialetti alpini, piöda) è una varietà di roccia

metamorfica allotigena di origine sedimentaria, diffusa in Italia settentrionale e da molti secoli estratta dalle cave della valle Fontanabuona in Liguria, del cuneese in Piemonte e della val Camonica, Lombardia. Frutto della sedimentazione progressiva di un limo finissimo (marna) dovuto alla frammentazione di antichi rilievi, l'ardesia è una roccia classificata come tenera o semi-dura. Si tratta di una particolare varietà di scisti calcareo-argillosi facilmente divisibili in lastre sottili, piane, leggere, impermeabili e resistenti agli agenti atmosferici. È una pietra molto carcarifica e compatta, di colore plumbeo-nerastra e facilmente lavorabile. L'ardesia tende a schiarirsi dal momento dell'estrazione fino ad assumere una pigmentazione grigio chiara, la tonalità scura essendo dovuta a residui carboniosi che volatilizzano una volta a contatto con ossigeno, umidità e radiazioni ultraviolette. In virtù della propria scistosità (ovvero la capacità di dividersi in lastre) e proprietà, può essere impiegata in vari segmenti artigianali e industriali tanto dell'architettura e dell'edilizia (per la realizzazione di tetti, pavimentazioni, gradoni di scale) quanto in arte nel design e dell'oggettistica di uso quotidiano.

Materiali Lapidei frantumatiLe rocce, frantumate in frammenti e grani di varie dimensioni, forniscono poi numerosi altri materiali, usati in

edilizia per svariate applicazioni:• Pietrischi o Pietrischetti, per costruzioni stradali;• Aggregati (o Inerti), cioè sabbia e ghiaia, per la preparazione delle malte e dei calcestruzzi; • Granulati, per la produzione di elementi lapidei agglomerati e per l’esecuzione di pavimenti gettati in

opera;• Polveri di marmo, per Intonaci e altri impieghi

Agglomerati Lapidei

CarattesticheSono costituiti da frammenti lapidei naturali

legati tra loro con cemento o con resine. Una tecnica largamente utilizzata è quella di realizzare elementi di aspetto simile ai marmi e alle pietre.

Gli agglomerati lapidei sono di solito prodotti in forma di piastrelle quadrate con dimensioni che variano da 25 X 25 cm, a 50 X 50 e spessore di 2 / 4 cm.

Tipi - FormatoMARMETTE DI GRANIGLIA Hanno in genere dimensioni di 25 X 25 cm o

30 X 30 cm di spessore di 2 / 3 cm.Sono ottenute mediante un impasto di

cemento e granulati di vario colore e di piccola granulometria (la cosiddetta graniglia) e rifinite in modo analogo ai marmettoni, dopo pressatura in apposite forme.

Mario Fiorani – Luca Ridolfi – Giovanni Santoro

Fonti: Wikipedia e CD libro (scienze e tecnologie applicate)