Classificazione dei materiali. I materiali impiegati in edilizia appartengono a quattro gruppi: Metallici Polimerici Ceramici Compositi

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1 Classificazione dei materiali I materiali impiegati in edilizia appartengono a quattro gruppi: Metallici Polimerici Ceramici Compositi

2 Classificazione dei materiali ME_2 PM

3 Classificazione dei materiali

4 Classificazione dei materiali Es. laterizio, calcestruzzo, pietra, ceramica, vetro ME_2 PM

5 Classificazione dei materiali Es. Cemento armato

6 CdL Architettura TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA A 2010_11 prof. S. Rinaldi Il progetto deve prevedere, in relazione alla scelta dei materiali, decisioni che hanno ricadute su: Significatività estetica (caratteristiche superficiali dei materiali) Qualità tecnologica (caratteristiche fisico meccaniche ) Compatibilità costruttiva (lavorabilità, sicurezza per gli operatori, reperibilità) Qualità nell uso (durabilità, riparabilità e sostituibilità) Eco sostenibilità (in fase di approvvigionamento, trasformazione, dismissione)

7 CdL Architettura TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA A 2010_11 prof. S. Rinaldi I materiali non forniscono prestazioni ma hanno proprietà e caratteristiche che devono essere conosciute dall'architetto, per una scelta appropriata in relazione alla soluzione costruttiva progettata ed allo specifico problema da risolvere.

8 CdL Architettura TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA A 2010_11 prof. S. Rinaldi Significatività estetica Riguarda gli aspetti relativi all espressività dei materiali e dipende da proprietà del materiale (colore, capacità di assorbire o riflettere la luce) o da caratteristiche determinate da processi di lavorazione ( lucidatura, rugosità) Diversi trattamenti superficiali per le pietre

9 Qualità tecnologica densità (peso) (descrive il rapporto tra la massa del materiale e il volume occupato proprietà meccaniche (descrivono il comportamento del materiale rispetto all azione di forze esterne statiche o dinamiche) proprietà termiche (descrivono il comportamento del materiale assoggettato a variazioni di temperatura) permeabilità (comportamento rispetto ai fluidi)

10 Qualità tecnologica densità (peso) (descrive il rapporto tra la massa del materiale e il volume occupato proprietà meccaniche (descrivono il comportamento del materiale rispetto all azione di forze esterne statiche o dinamiche) proprietà termiche (descrivono il comportamento del materiale assoggettato a variazioni di temperatura) permeabilità (comportamento rispetto ai fluidi) ME_2 PM

11 E funzione della compattezza del materiale ossia della presenza di vuoti al suo interno. I materiali leggeri sono porosi; ma hanno scarsa resistenza meccanica. I materiali pesanti sono adatti alla realizzazione di strutture portanti. Materiale Peso specifico Kg/m 3 Acciaio densità Alluminio Calcestruzzo Argilla espansa 300 Muratura di mattoni pieni Sughero in lastre 200

12 proprietà meccaniche - Resistenza alle sollecitazioni prodotte dai carichi (fondamentali per la scelta ed il dimensionamento dei materiali strutturali) - Dilatabilità termica (proprietà di aumentare le proprie dimensioni con l aumento della temperatura) - Durezza (resistenza alla scalfittura, all abrasione e all usura) L acciaio grazie alla sua elevata resistenza meccanica consente di realizzare strutture portanti di dimensione minore rispetto a tuuti gli altri materiali. Ma in ragione della sua elevata dilatabilità termica è particolarmente vulnerabile al fuoco. Il grès porcellanato è un materiale ceramico che per la sua durezza è p a r t i c o l a r m e n t e i n d i c a t o p e r pavimentazioni di grande resistenza e durata ME_2 PM

13 proprietà termiche - Conducibilità termica ossia la quantità di calore che attraversa un materiale nell unità di tempo per effetto di una differenza di temperatura si esprime attraverso il coefficiente U (più è piccolo il valore più il materiale è adatto per realizzare strati isolanti) E influenzato dalla densità del materiale e dalla presenza di vuoti. Materiale Acciaio 52 Conducibilità termica λ (W/mK) Alluminio 220 Rame 380 Lana di vetro Polistirolo espanso Sughero in lastre 0.04 Aria ME_2 PM

14 Dilatazione termica La conoscenza del coefficiente di dilatazione lineare delle sostanze solide è molto importante in ingegneria civile e nell'industria, per prevedere le reazioni dei vari materiali agli aumenti di temperatura. Nelle costruzioni edili l'uso di materiali con differenti coefficienti di dilatazione termica può causare rilevanti tensioni strutturali, è, quindi, necessario predisporre opportuni accorgimenti tecnici (ad es. giunti di dilatazione) ME_2 PM

15 permeabilità di consentire il passaggio di fluidi o gas, senza alterare la propria struttura. Si definiscono permeabili i materiali che permettono il passaggio di cospicue quantità di liquido, mentre sono impermeabili quei materiali attraverso i quali il flusso di liquido è trascurabile. ME_2 PM

16 Compatibilità costruttiva LA LAVORABILITA è l'attitudine di un materiale ad essere ridotto alle dimensioni ed alle forme volute ed a subire trattamenti superficiali di varia natura. La lavorabilità è anche riferita alla segabilità, levigabilità e forabilità del materiale. Le pietre tenere come il tufo sono facilmente lavorabili Le pietre dure come il granito possono essere tagliate solo con dischi diamantati ME_2 PM

17 Qualità nell uso AFFIDABILITA è la probabilità che un materiale si comporti effettivamente nel tempo secondo le previsioni. Pertanto l'affidabilità deve essere intesa in stretto rapporto con la funzione a cui il materiale è destinato: non dipende quindi solo dalle caratteristiche ma anche dalle modalità d impiego. ME_2 PM

18 Eco - sostenibilità In un approccio edilizio sostenibile i materiali devono essere valutati in maniera completa. Questo significa considerare sia le conseguenze ambientali collegate con l acquisizione, il trasporto e la manifattura di materiali da costruzione che gli effetti sulla salute degli abitanti e sul tipo di emissioni di sostanze nocive da parte dei materiali da costruzione (progetto SHE Sustainable Housing Europe,a cura dell UE)

19 Eco - sostenibilità L'importanza di una trasformazione ecologica della produzione edilizia è stata presa in considerazione da tempo anche dall Unione Europea, prima con la direttiva 89/106 sulla qualità dei materiali da costruzione, e successivamente con l emanazione del Regolamento del Parlamento e del Consiglio CE 1980/2000 (ecolabel) per la certificazione della ecocompatibilitá dei prodotti di qualsiasi genere, e quindi anche di quelli edilizi.

20 Eco - sostenibilità Gli edifici e l ambiente costruito utilizzano la metà dei materiali estratti dalla crosta terrestre e producono ogni anno 450 milioni di tonnellate di rifiuti da costruzione e da demolizione. In riferimento agli aspetti della sostenibilità ambientale si individuano i seguenti obiettivi: - Riduzione del consumo di risorse - Riduzione della nocività ed emissività - Riduzione dei rifiuti non riutilizzabili

21 Riduzione del consumo di risorse La ecocompatibilità di un materiale viene valutata attraverso Eco - sostenibilità un attenta analisi di tutte le fasi del suo ciclo di vita secondo una consolidata procedura riconosciuta e normata a livello internazionale la: Life Cycle Assessment (LCA) che definisce l ecobilancio ME_2 PM

22 Riduzione della nocività ed emissività Eco - sostenibilità Requisiti di biocompatibilità dei materiali : - Assenza di emissioni nocive - Igroscopicità e traspirabilità - Antistaticità e ridotta conducibilità elettrica - Buona resistenza al fuoco ed assenza di fumi tossici in caso d incendio - Assenza di radioattività - Produzione non nociva per i lavoratori - Stabilità nel tempo

23 Riduzione dei rifiuti non riutilizzabili Eco - sostenibilità Riciclaggio di materiali e componenti: vengono trasformati dalla loro originale funzione per l impiego in altri settori produttivi (es. frantumazione di parabrezza per la produzione di pannelli in fibra di vetro) Riuso di materiali: reimpiego con la stessa funzione (es. reimpiego di vecchie tegole o mattoni non danneggiati da demolizione) Recupero di componenti: porzioni riutilizzabili per ottenere prodotti uguali o paragonabili a quelli di partenza (es. parti di serramenti utilizzati per produrne di nuovi)

24 Riduzione dei rifiuti non riutilizzabili Eco - sostenibilità RECYHOUSE è un esperienza Pilota realizzata in Belgio a Limelette dal CSTC con fondi UE nell ambito del programma LIFE -DG Environment, utilizzando materiali riciclati provenienti da altre attività e settori industriali extra edilizi. (sito ME_2 PM

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