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MATERIALI STRUTTURALI PER L’EDILIZIA:

ACCIAIO, LATERIZIO E VETRO STRUTTURALE

Coffetti Denny

PhD Candidate

Dipartimento di Ingegneria e Scienze Applicate

Università degli Studi di Bergamo

MATERIALI PER L’EDILIZIA – Prof. L. Coppola

LATERIZI

LATERIZIO

LATERIZIO

MATERIALI CERAMICI

• PRODOTTI OTTENUTI DA MATERIE PRIME INORGANICHE NON METALLICHE, FORMATI A FREDDO E CONSOLIDATI MEDIANTE COTTURA

• SI DISTINGUONO IN CERAMICI TRADIZIONALI E CERAMICI AVANZATI

MATERIALI CERAMICI

LATERIZIO

LATERIZIO

CLASSIFICAZIONE

Campo di applicazione

Funzione Classe

Edilizia

Elementi per solai, pareti e coperture Laterizi

Rivestimento di pavimenti e pareti Piastrelle

Apparecchi per servizi igienico-sanitari

Sanitari

Convogliamento di fluidi e scarichi Tubi in grès

Uso domestico

Oggetti per tavola e cucina Stoviglieria

Oggetti ornamentali Ceramica artistica

Industria

Materiali per elettronica e chimica Porcellane tecniche

Costruzione di forni Refrattari

LATERIZIO

LATERIZI

• LATERIZI PER STRUTTURE DI ELEVAZIONE E PARETI PERIMETRALI

• LATERIZI PER SOLAI

• LATERIZI PER COPERTURE

• LATERIZI PER PARETI INTERNE VERTICALI E COMPLETAMENTI

LATERIZIO

PRODUZIONE

1- ESTRAZIONE DI ARGILLA DA CAVE A CIELO APERTO

L’ARGILLA È UNA ROCCIA SEDIMENTARIA ESTREMAMENTE FINE COSTITUITA PRINCIPALMENTE DA

ALLUMINO-SILICATI. CONTIENE ANCHE SOSTANZE ORGANICHE E OSSIDI/IDROSSIDI DI FERRO IN PICCOLE

QUANTITÀ.

LATERIZIO

PRODUZIONE

LATERIZIO

PRODUZIONE

2- PREPARAZIONE DELL’IMPASTO DI ARGILLA

DOPO L’ESTRAZIONE, L’ARGILLA VIENE DEPURATA DA ROCCE E RADICI E VIENE LASCIATA STAGIONARE

ALL’APERTO PER FAVORIRNE LA DISGREGAZIONE. IN SEGUITO VIENE MACINATA E MISCELATA CON ALTRE

MATERIE PRIME PER OTTENERE L’OMOGENEITÀ RICHIESTA. VENGONO INFINE AGGIUNTI SMAGRANTI

(SABBIA O FRAMMENTI DI LATERIZI) PER MIGLIORARNE LA PLASTICITÀ.

LATERIZIO

PRODUZIONE

3- FORMATURA

IN QUESTA FASE ALL’IMPASTO DI ACQUA E ARGILLA VIENE DATA LA FORMA CHE DOVRÀ AVERE IL

LATERIZIO FINITO. SONO DISPONIBILI DIVERSI METODI (COLAGGIO, PRESSATURA,…) MA NORMALMENTE LA

FORMATURA AVVIENE PER ESTRUSIONE.

LATERIZIO

PRODUZIONE

3- FORMATURA

L’ESTRUSIONE AVVIENE PREMENDO IL MATERIALE CONTRO UNA PIASTRA SAGOMATA DALLA QUALE

FUORIESCE IL SEMILAVORATO SOTTO FORMA DI NASTRO CONTINUO CHE VIENE SUCCESSIVAMENTE SEZIONATO

ATTRAVERSO FILI DI ACCIAIO.

LATERIZIO

PRODUZIONE

LATERIZIO

PRODUZIONE

4 - ESSICCAMENTO

PRIMA DELLA COTTURA È NECESSARIO RIMUOVERE UNA PARTE DELL’ACQUA CHE COSTITUISCE I LATERIZI PER EVITARE CHE, AD ALTE TEMPERATURE, LA RAPIDA

EVAPORAZIONE DELL’ACQUA PRODUCA DEFORMAZIONI O DIFETTI SUPERFICIALI.

LATERIZIO

PRODUZIONE

4 - ESSICCAMENTO

L’ESSICCAMENTO STORICAMENTE AVVENIVA ALL’ARIA. ATTUALMENTE SI UTILIZZANO GALLERIE O CAMERE A

TEMPERATURA CONTROLLATA CHE CONSENTONO UNA DISIDRATAZIONE DEL MATERIALE PER MEZZO DI GAS

CALDI (NORMALMENTE SI UTILIZZANO I GAS DI SCARTO DEL FORNO DI COTTURA).

LATERIZIO

PRODUZIONE

4 - ESSICCAMENTO

DURANTE QUESTA FASE SI OSSERVA UN FORTE RITIRO DEL MATERIALE ASSOCIATO AD UN GENERALE

INDURIMENTO CHE FACILITA LA MOVIMENTAZIONE DEI PRODOTTI.

LATERIZIO

PRODUZIONE

LATERIZIO

PRODUZIONE

5 - COTTURA

L’ULTIMA FASE TRASFORMA LA STRUTTURA CHIMICA DEL MATERIALE, PRINCIPALMENTE PER DEGRADAZIONE

TERMICA. SI OSSERVA UNA RIDUZIONE DELLA POROSITÀ E UN CONSEGUENTE SVILUPPO DELLE

RESISTENZE MECCANICHE.

LATERIZIO

PRODUZIONE

5 - COTTURA

LA COTTURA AVVIENE IN FORNI A TUNNEL CON TEMPERATURE PROSSIME A 1000°C E DURATE DEL

CICLO TERMICO DELL’ORDINE DELLE DECINE DI ORE. RIVOLUZIONARIO È STATO L’AVVENTO DELLE FORNACI

HOFFMAN A FUOCO MOBILE (METÀ 1800 E ATTUALMENTE ABBANDONATE) CHE MOLTIPLICO ESPONENZIALMENTE LA CAPACITÀ PRODUTTIVA.

LATERIZIO

PRODUZIONE

LATERIZIO

LATERIZIO PER MURATURE

LA NORMA UNI 8942/1 CLASSIFICA I LATERIZI PER MURATURE SECONDO TRE DIVERSI CRITERI:

• PERCENTUALE DI FORATURA

• GIACITURA IN OPERA

• TECNICA DI PRODUZIONE

LATERIZIO


SI DEFINISCE RAPPORTO DI

FORATURA IL RAPPORTO PERCENTUALE TRA LA SOMMA DELLE AREE DEI FORI E L’AREA DELLA SUPERFICIE VUOTO PER

PIENO ORTOGONALE ALLA DIREZIONE DEI FORI.

Somma delle aree dei fori

Area della superficie v.p.p. ortogonale alla direzione dei fori

LATERIZIO


IN BASE ALLA PERCENTUALE DI FORATURA SI HANNO:

• MATTONI PIENI, SE F ≤ 15%

• MATTONI E BLOCCHI SEMIPIENI, CON F = 15% ÷ 45%

• MATTONI E BLOCCHI FORATI, SE F ≤ 55%

LATERIZIO


Costa, Lista, Fascia, Coltello

Piatto

Testa, Punta

5,5 cm

LATERIZIO


IN BASE ALLA GIACITURA IN OPERA SI HANNO:

• MATTONI E BLOCCHI A FORI VERTICALI, POSATI CON LA FORATURA ORTOGONALE AL PIANO DI POSA

• MATTONI E BLOCCHI A FORI ORIZZONTALI, POSATI CON LA FORATURA PARALLELA AL PIANO DI POSA

I PRIMI POSSONO ESSERE UTILIZZATI PER REALIZZARE MURATURE PORTANTI, I SECONDI VENGONO IMPIEGATI

PER LA REALIZZAZIONE DI TRAMEZZE E CAMERE D’ARIA

LATERIZIO


Fori verticali

Fori orizzontali

LATERIZIO


LATERIZIO


IN BASE ALLA TECNICA DI PRODUZIONE SI HANNO:

• ELEMENTI ESTRUSI, LA QUASI TOTALITÀ

• ELEMENTI PRESSATI, OTTENUTI MEDIANTE PRESSATURA IN APPOSITI STAMPI

• ELEMENTI FORMATI A MANO, USATI SOLO NEL RESTAURO DEI MONUMENTI

• ELEMENTI «TIPO» A MANO, REALIZZATI INDUSTRIALMENTE, RIPRODUCONO LE TECNICHE

TRADIZIONALI PER I MATTONI FACCIA A VISTA

LATERIZIO


LE DIMENSIONI E LE DENOMINAZIONI DEI LATERIZI PER MURATURA DISPONIBILI SUL MERCATO SONO

MOLTEPLICI E SPESSO VARIANO DA PRODUTTORE A PRODUTTORE.

OLTRE AL MATTONE UNI (5,5X12X25) TROVIAMO:

LATERIZIO


MATTONE A 6 FORI O FORATO: 8 X 15 X 30

LEGGERO MA CON UNA BUONA RESISTENZA MECCANICA, È USATO PER LE TRAMEZZE O PER LE

PARETI ESTERNE A CASSA VUOTA.

LATERIZIO


MATTONE A 8 FORI O SCATOLA: 8 X 24 X 24

MOLTO LEGGERO E SCARSAMENTE RESISTENTE, È IL PIÙ USATO PER LE TRAMEZZE INTERNE. LE SUE DIMENSIONI

GARANTISCONO UN ALTO RENDIMENTO DI POSA.

LATERIZIO


MATTONE A 4 FORI O FORATINO: 8 X 15 X 24

LEGGERO, È MOLTO DIFFUSO PER LE TRAMEZZE INTERNE, SPECIE NEL NORD ITALIA.

LATERIZIO


MULTIFORI O BLOCCHETTO: DIM. VARIABILI

SEMIPIENO, È UTILIZZATO PER MURATURE ESTERNE FACCIA A VISTA (PORTANTI O NON PORTANTI)

CARATTERIZZATE DA UNA DISCRETA LEGGEREZZA.

LATERIZIO


MATTONE DOPPIO UNI: 15 X 12 X 25

IMPIEGATO PER MURATURE PORTANTI E DI TAMPONAMENTO.

LATERIZIO


BLOCCHI: DIM. VARIABILI

IMPIEGATO PER MURATURE PORTANTI E DI TAMPONAMENTO, UNISCE ELEVATE RESISTENZE CON

BUONE PRESTAZIONI TERMOISOLANTI.

LATERIZIO

BLOCCHI PER MURATURE

I BLOCCHI PER MURATURE SONO REALIZZATI CON ACCORGIMENTI CHE RENDONO PIÙ FACILE,

ECONOMICA, EFFICIENTE LA COSTRUZIONE DELLE MURATURE.

LATERIZIO


SCANALATURE E RIGATURE:

MIGLIORANO L’ADERENZA MALTA-LATERIZIO,

FACILITANO L’ALLINEAMENTO BLOCCO-BLOCCO, OSTACOLANO IL

PASSAGGIO DI CALORE INTERROMPENDO LA

CONTINUITÀ DEL GIUNTO DI MALTA.

LATERIZIO


SFALSAMENTO DEI SETTI:

MIGLIORANO L’ISOLAMENTO TERMICO «ALLUNGANDO» IL

PERCORSO PREFERENZIALE DEL CALORE DALL’INTERNO

DEL FABBRICATO VERSO L’ESTERNO.

LATERIZIO


FORI CENTRALI MAGGIORATI:

FAVORISCONO L’AFFERRABILITÀ CON UNA

SOLA MANO DA PARTE DELL’OPERATORE. QUESTO

VELOCIZZA MOLTO LE OPERAZIONI DI POSA IN

OPERA.

LATERIZIO


PIANI A FRATTURA PRESTABILITA

ALCUNI TIPI DI LATERIZIO SONO DOTATI DI LINEE DI

MINOR RESISTENZA LUNGO LE QUALI È FACILE

ROMPERLI CON UN COLPO DI CAZZUOLA O MARTELLO,

OTTENENDO COSÌ PARTI DI DIMENSIONI MINORI.

LATERIZIO

LATERIZI A MASSA ALVEOLATA O ALLEGGERITI

LATERIZI OTTENUTI IMPASTANDO L’ARGILLA CON SFERETTE DI POLISTIRENE O LEGNO DI POCHI

MILLIMETRI DI DIAMETRO CHE REALIZZANO UNA STRUTTURA CON POROSITÀ DIFFUSA E NON CONNESSA.

QUESTI LATERIZI HANNO UNA MINOR MASSA VOLUMICA, MAGGIOR RESISTENZA TERMICA MA MINOR

RESISTENZA MECCANICA.

NORMALMENTE SI REALIZZANO BLOCCHI A MASSA ALVEOLATA DI DIMENSIONI DIFFERENTI, ANCHE CON

L’AGGIUNTA DI MATERIALE ISOLANTE NEI FORI.

LATERIZIO

LATERIZI A MASSA ALVEOLATA O ALLEGGERITI

LATERIZIO

LATERIZI FACCIA A VISTA

QUESTI LATERIZI, SOLITAMENTE IN FORMA DI MATTONI PIENI O SEMIPIENI, DEVONO GARANTIRE UNA BUONA

RESISTENZA MECCANICA ABBINATA AD ELEVATI STANDARD ESTETICI GARANTITI NEL TEMPO.

SI REALIZZANO CORREZIONI CROMATICHE (COLORAZIONI BRUNE, ROSSE, VERDI) E FINITURE SUPERFICIALI (MATTONE LISCIO, SABBIATO FINE,

SABBIATO GROSSO, RUGOSO,…)

LATERIZIO

LATERIZI FACCIA A VISTA

LATERIZIO

PROPRIETÀ DEI LATERIZI PER MURATURE

• MASSA VOLUMICA APPARENTE: RAPPORTO TRA LA MASSA DELL’ELEMENTO ESSICCATO E IL SUO VOLUME

VUOTO PER PIENO.

600-800 KG/M3 PER GLI ALVEOLATI

1000-1500 KG/M3 PER I FORATI E I SEMIPIENI

1600 – 1800 KG/M3 PER I PIENI

LATERIZIO


• RESISTENZA A COMPRESSIONE: DETERMINATA SUL SOLO MATTONE O BLOCCO IN DIREZIONE PARALLELA

ALLA DIREZIONE DI POSA.

3 – 6 MPA PER I FORATI

8 – 15 MPA PER I BLOCCHI

20 MPA PER I MATTONI PIENI

LATERIZIO


ATTENZIONE!

LA RESISTENZA DI UNA MURATURA È MOLTO DIVERSA DALLA RESISTENZA A COMPRESSIONE DEL LATERIZIO.

LE MURATURE INFATTI SONO COMPOSTE DA DUE ELEMENTI: LATERIZIO E MALTA….

HA POCO SENSO QUINDI VALUTARE LA RESISTENZA DEL SOLO LATERIZIO, È MOLTO PIÙ SENSATO VALUTARE

LA RESISTENZA DELLA MURATURA.

LATERIZIO


• CONDUCIBILITÀ TERMICA: RAPPORTO TRA IL FLUSSO DI CALORE (QUANTITÀ DI CALORE TRASMESSA NEL

TEMPO) E IL GRADIENTE DI TEMPERATURA CHE PROVOCA QUEL PASSAGGIO. È ESPRESSA IN W/M∙K

IN PRIMA APPROSSIMAZIONE È DIRETTAMENTE PROPORZIONALE ALLA MASSA VOLUMICA DEL

LATERIZIO: MATERIALE MOLTO DENSO => ELEVATA CONDUCIBILITÀ => BASSO GRADO DI ISOLAMENTO

LATERIZIO


0,04 W/M∙K PER IL POLISTIRENE

0,15-0,20 W/M∙K PER IL LEGNO

0,25-0,30 W/M∙K PER GLI ALVEOLATI

0,60 – 0,70 W/M∙K PER I MATTONI PIENI

2,3 W/M∙K PER IL CALCESTRUZZO

LATERIZIO


• GELIVITÀ, ASSORBIMENTO DI ACQUA CAPILLARE E COEFFICIENTE DI IMBIBIZIONE: PROVA

INDISPENSABILE PER MURATURE ESTERNE FACCIA A VISTA, POCO SIGNIFICATIVA NEGLI ALTRI CASI.

LATERIZIO

REQUISITI PER PRODOTTI DESTINATI A ELEMENTI STRUTTURALI

LA NORMATIVA ATTUALMENTE IN VIGORE (NTC 14-01-2008), PRESCRIVE DELLE

CARATTERISTICHE GEOMETRICHE E DI RESISTENZA AGLI ELEMENTI IN LATERIZIO PER MURATURE PORTANTI.

LATERIZIO


Tipo di elemento

Foratura F [%]

Area media della sezione normale di

un foro [cm2]

Distanza dei fori dal perimetro esterno [cm]

Distanza tra due fori contigui [cm]

Pieno ≤ 15% < 9 cm2 >1 cm al netto della rigatura >1,5 cm per

elementi lisci >1,3 per elementi

rigati da paramento

≥ 0,8 cm ± 10% Semipieno 15 ÷ 45 %

< 12 cm2

Forato 45 ÷ 55 %

< 15 cm2

LATERIZIO


Tipo di elemento Resistenza caratteristica a compressione fbk [MPa]

Pieno ≥ 7 MPa

Semipieno ≥ 5 MPa in direzione dei carichi verticali

≥ 1,5 MPa in direzione ortogonale ai carichi verticali e nel piano della muratura

Forato Non ammesso

Verticale

Nel piano Ortogonale

LATERIZIO

MURATURE

LATERIZIO

MURATURE

LE MURATURE SONO COMPOSTE DA DUE ELEMENTI:

- BLOCCHI O MATTONI IN LATERIZIO

- GIUNTI DI MALTA

IN ALCUNE SITUAZIONI IL GIUNTO DI MALTA È SOSTITUITO DA UNO STRATO DI COLLA. QUESTO

GARANTISCE PRESTAZIONI SUPERIORI MA RICHIEDE DEI LATERIZI RETTIFICATI E CALIBRATI.

LATERIZIO

MALTE PER MURATURA

LE PROPRIETÀ PIÙ IMPORTANTI DELLE MALTE PER MURATURA SONO LA RESISTENZA MECCANICA E LA

LAVORABILITÀ.

LA NORMATIVA INDIVIDUA DIVERSE CLASSI DI MALTE DEFINITE IN BASE ALLA RESISTENZA MECCANICA

(MALTE A PRESTAZIONE GARANTITA) E IN BASE ALLA COMPOSIZIONE (MALTE A COMPOSIZIONE PRESCRITTA).

LATERIZIO

MALTE PER MURATURA

d È UNA RESISTENZA A COMPRESSIONE MAGGIORE DI 25 MPA DICHIARATA DAL PRODUTTORE.

NON SONO AMMESSE MALTE CON RESISTENZA INFERIORE A 2,5 MPA

Classe M 2,5 M 5 M 10 M 15 M 20 M d

Resistenza media a

compressione [MPa]

≥ 2,5 MPa

≥ 5 MPa ≥ 10 MPa

≥ 15 MPa

≥ 20 MPa

≥ d MPa

LATERIZIO

MALTE PER MURATURA

Classe Tipo di malta

Cemento Calce aerea

Calce idraulica

Sabbia Pozzolana

M 2,5 Idraulica -- -- 1 3 --

M 2,5 Pozzolanica -- 1 -- -- 3

M 2,5 Bastarda 1 -- 2 9 --

M 5 Bastarda 1 -- 1 5 --

M 8 Cementizia 2 -- 1 8 --

M 12 Cementizia 1 -- -- 3 --

LATERIZIO

MALTE PER MURATURA

LA SCELTA DELLA TIPOLOGIA DI MALTA PER MURATURA È STRETTAMENTE LEGATA ALLA TIPOLOGIA

DI LATERIZIO UTILIZZATO: AVREBBE POCO SENSO (E SAREBBE ANTIECONOMICO) UTILIZZARE UNA MALTA AD ALTA RESISTENZA CON UN LATERIZIO DI SCARSE

PRESTAZIONI MECCANICHE E VICEVERSA.

LATERIZIO

MALTE PER MURATURA

LA LAVORABILITÀ DI QUESTE MALTE DEVE ESSERE TALE DA CONSENTIRE UNA FACILE POSA DEL GIUNTO DI

MALTA. UN CONGLOMERATO ECCESSIVAMENTE ASCIUTTO O TROPPO FLUIDO NON AVREBBE LA

CAPACITÀ DI RESTARE ADESO AL SUPPORTO IN FASE PLASTICA E TENDEREBBE A STACCARSI (ASCIUTTA) O A

COLARE VERSO IL BASSO (FLUIDA).

LATERIZIO

COMPORTAMENTO MECCANICO DELLE MURATURE

DAL PUNTO DI VISTA MECCANICO, UNA MURATURA È CARATTERIZZATA DALLE SEGUENTI PROPRIETÀ:

• DISOMOGENEITÀ, DOVUTA AL FATTO CHE GLI ELEMENTI RESISTENTI (I LATERIZI) E LA MALTA

HANNO SOLITAMENTE DELLE CARATTERISTICHE MECCANICHE MOLTO DIFFERENTI. INOLTRE,

L’INTERFACCIA TRA I DUE ELEMENTI (OVVERO IL GIUNTO DI MALTA) HA UN RUOLO FONDAMENTALE

NELLA DETERMINAZIONE DELLA RESISTENZA.

LATERIZIO


• ANISOTROPIA, DOVUTA ALLA FORMA E ALLE PROPORZIONI DEGLI ELEMENTI RESISTENTI ED AL

MODO CON CUI ESSI VENGONO DISPOSTI.

LATERIZIO


• ASIMMETRIA DI COMPORTAMENTO MECCANICO, DOVUTA AL FATTO CHE, SIA IL LATERIZIO CHE LA

MALTA, HANNO UNA DIVERSA RESISTENZA A TRAZIONE E A COMPRESSIONE.

LATERIZIO


LATERIZIO


ESISTONO NUMEROSI CODICI DI CALCOLO CHE CONSENTONO DI CALCOLARE IN MODO ACCURATO LE

RESISTENZE (COMPRESSIONE NEL PIANO, COMPRESSIONE FUORI PIANO, TRAZIONE, TAGLIO,…) DI

UNA MURATURA.

PER AVERE UNA RAPIDA STIMA DELLA RESISTENZA A COMPRESSIONE DI UNA MURATURA È POSSIBILE

UTILIZZARE LE TABELLE PRESENTI SULLE NTC ‘08.

LATERIZIO


LA TABELLA CONSENTE DI CALCOLARE IL VALORE DELLA

RESISTENZA CARATTERISTICA A COMPRESSIONE NOTA LA CLASSE DELLA MALTA E LA RESISTENZA CARATTERISTICA DEL

LATERIZIO.

LATERIZIO


QUESTA TABELLA È VALIDA SOLAMENTE PER MURATURE CON GIUNTI ORIZZONTALI E VERTICALI

RIEMPITI DI MALTA E DI SPESSORE COMPRESO TRA 0,5 CM E 1,5 CM.

LATERIZIO


SULLA BASE DELLA

TIPOLOGIA E RESISTENZA CARATTERISTICA A

COMPRESSIONE DELL’ELEMENTO RESISTENTE E DELLA CLASSE DI MALTA È POSSIBILE STIMARE ANCHE LA RESISTENZA A TAGLIO

DELLA MURATURA.

LATERIZIO


PER QUANTO RIGUARDA IL MODULO DI ELASTICITÀ DELLA MURATURA,

IN ASSENZA DI PROVE SPERIMENTALI, È POSSIBILE ASSUMERE UN VALORE PARI A

E = 1000 ∙ fk

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