ELEMENTI DI TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA A.A Prof. Luca Venturi. I LATERIZI II^parte

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1 ELEMENTI DI TECNOLOGIA DELL ARCHITETTURA A.A Prof. Luca Venturi I LATERIZI II^parte

2 CARATTERISTICHE FISICHE E PROVE I laterizi di qualsiasi tipo e forma, debbono nella massa essere scevri da sassolini e da altre impurità; avere facce lisce e spigoli regolari; presentare alla frattura (non vetrosa) grana fine ed uniforme; dare al colpo di martello suono chiaro; assorbire acqua per immersione; asciugarsi all aria con sufficiente rapidità; non sfaldarsi e non sfiorire sotto l influenza degli agenti atmosferici e di soluzioni saline; non screpolarsi al fuoco ed inoltre avere resistenza adeguata agli sforzi ai quali dovranno essere assoggettati in relazione all uso. (art. 3 R.D. 16 Novembre 1939 n 2233)

3 MISURAZIONE DEGLI ELEMENTI LATERIZI A. UNITA DI MISURA: mm; kg/m 3 ; N/mm 2 ; g B. CRITERI DI MISURAZIONE (UNI EN ) 1. LUNGHEZZA, LARGHEZZA, ALTEZZA Si determina applicando i seguenti procedimenti: a)rilevare due misure vicino ai bordi di ciascun provino nelle posizioni indicate nella figura 1a; b)rilevare una misura in un punto che corrisponde all incirca al centro di ciascun provino nelle posizioni indicate nella figura 1b. Se si tratta di provini con superficie irregolare (linguette e scanalatura, cavità, ecc.) usare il procedimento a) senza tenere conto dell irregolarità, salvo specificazioni precisa nella parte appropriata della UNI EN 771: Le dimensioni di un elemento di muratura di laterizio devono essere dichiarate dal fabbricante in millimetri per lunghezza, larghezza e altezza, in questo ordine. Devono essere indicati in termini di dimensioni di fabbricazione.

4 Precisione di misurazione. Tolleranza sulle dimensioni misurate conformemente alle prescrizioni della parte appropriata della UNI EN 771 (mm)!1 Errore di misurazione (massimo) mm 0,2 >1 0,5 Si calcola la lunghezza, la larghezza e l altezza l del campione come media dei valori di un minimo di sei provini. 2. La MASSA VOLUMICA a secco lorda Deve essere dichiarata dal fabbricante e deve essere uguale a o minore di 1000 kg/m3. Si distinguono: elemento LD: : elemento per muratura di laterizio con una bassa massa volumica a secco lorda per l utilizzo l di muratura protetta; elemento HD: : elemento per muratura di laterizio per muratura non protetta nonché elemento per muratura di laterizio con alta massa volumica a secco lorda, per l utilizzo in muratura protetta.

5 TIPI, STRUMENTI E MODALITA DI CONTROLLO IN FASE DI APPROVIGIONAMENTO PESO DI VOLUME (UNI-EN ) Il peso del laterizio dipende dal modo di produzione e dalla qualità dell argilla; per lo stesso tipo di argilla, se il laterizio è confezionato a mano, si avrà una massa più porosa e di conseguenza un peso minore. Per i laterizi pressati o estrusi sotto vuoto la massa e molto più compatta ed il peso maggiore. In genere il peso di volume del comune laterizio varia da 1600 a 1800 Kg/mc. Il peso di volume del laterizio alveolato, varia da 1400 a 1500 kg/mc. CONDUCIBILITA! TERMICA Il laterizio comune è un materiale che offre una buona coibenza termica; il valore del coefficiente di conducibilità termica (che in genere è indicato con!,, calore che nell arco di 1 ora passa attraverso 1 metro quadrato di parete di 1 metro di spessore, per una differenza di temperatura di 1 C fra le sue superfici; si esprime in Kcal/h x m x C, oppure in W/m x C) può variare per il laterizio fra 0,55 e 0,65. Il laterizio alveolato, studiato per aumentare il potere coibente delle pareti, ha un coefficeinte! pari a circa 0,24 Kcal/h x m x C.

6 POROSITA! E IMBIBIZIONE (UNI-EN 772-7) Il laterizio è un materiale assai poroso; questa proprietà costituisce un vantaggio per le proprietà termiche, per lo scambio igrometrico e l aerazione l dei muri ( il muro permette il passaggio di aria e quindi di vapore acqueo). Una porosità eccessiva può essere invece pericolosa in caso di gelo, se il laterizio è saturo di acqua. La porosità viene misurata essiccando i laterizi in stufa fin a che il peso non divenga costante, per la perdita totale di umidità, immergendoli poi in acqua pura per 48 ore, asciugandoli con carta assorbente e pesandoli. La quantità di acqua assorbita viene espressa in percentuale di peso, che deve essere compresa fra l 8% l ed il 28%. L imbibizione del laterizio è in relazione con la sua porosità ed è anch essa elevata; infatti la prova di imbibizione viene effettuata per saturazione dei pori dei campioni immersi in acqua.

7 Il laterizio è anche in grado di assorbire l acqua l per capillarità, quando viene a contatto con una superificie liquida o umida (che può provenire dal terreno, dall aria aria o dalla malta). La prova di capillarità viene eseguita con il campione posto in un recipiente con uno strato di acqua di 1 cm; l acqua l salirà lentamente. Le misure di peso, fatte ad intervalli costanti, dimostrano che: p= k!" Dove: p è la differenza di peso, k è il coefficiente di capillarità, t è il tempo. Il coefficiente k è tanto più piccolo quanto minore è l assorbimento.

8 IMPERMEABILITA! È la capacità di non lasciarsi attraversare dall acqua. acqua. La prova viene eseguita fissando un telaio di lamiera o di altro materiale adatto intorno al pezzo da provare, in modo da formare un recipiente che abbia per fondo il laterizio stesso. Si versa poi uno strato d acqua d in modo che sopra il campione di laterizio si formi uno strato di 5 cm. Si deve verificare che nelle successive 24 ore il laterizio non lasci passare l acqua. l Prova di impermeabilità di un coppo GELIVITA! (UNI-EN ) Il comune tipo di laterizio può presentare fenomeni di gelività, avendo una porosità alquanto elevata. Se il materiale è pressochè saturo di acqua, nel caso di temperature prolungate al di sotto di zero gradi, l acqua contenuta nei pori, gelando, ne provoca la rottura, che si manifesta sotto forma di scagliature (distacco di ampie porzioni di laterizio) oppure di sfarimamento degli spigoli e delle pareti esterne. I laterizi prodotti con argille che hanno una elevata temperatura di cottura (intorno ai 1000 C) in genere risultano poco gelivi. È tuttavia opportuno procedere alla prova di gelività, specialmente per i laterizi che vengono posti in opera all aperto.

9 La prova viene eseguita mediante cicli ripetuti (almeno cinquanta); il campione viene imbevuto di acqua e posto in frigorifero alla temperatura di - 10 C per almeno 3 ore. Successivamente il campione è portato in acqua tiepida a C per almeno un ora. Alla fine di ogni ciclo ed alla fine della prova il campione deve risultare integro, senza presentare incrinature o distacchi di particelle. La resistenza al gelo non fornisce, comunque, un metodo sicuro nella totalità dei casi, poiché le condizioni cui il materiale è sottoposto in opera sono molto diverse da quelle della prova in laboratorio. Rapporto tra porosità e saturazione. Maggiore porosità maggior rischio di gelività

10 DIFETTI INCLUSIONE DI CALCE Le inclusioni per il laterizio sono quelle dovute a piccoli noduli di ossido di calce, che si formano durante la cottura (calcinaroli( calcinaroli) e che, a seguito di assorbimento di acqua da parte del laterizio, rigonfiano, determinando i caratteristici crateri. Per i laterizi che devono rimanere a faccia a vista questo difetto è molto grave; è bene effettuare la prova di inclusione, molto semplice bollendo il campione di laterizio in acqua per 3 ore. La presenza di noduli si manifesta dai crateri provocati dall espansione della calce. Se i crateri hanno diametro maggiore di 15mm, il laterizio non è accettabile; per il laterizio da rivestimento il diametro non può essere superiore a 5mm.

11 EFFLORESCENZE Sulla superficie dei laterizi possono formarsi delle macchie biancastre (efflorescenze), dovute ai sali solubili che si manifestano a causa dell umidità. Si tratta dei solfati provenienti dal laterizio stesso, che reagiscono con gli alcalini del cemento e della malta. Le efflorescenze possono anche essere causate dall acqua acqua del suolo, che risale per capillarità. Possono essere eliminate mediante lavaggio a getto d acqua d e spazzolatura o con acqua leggermente acidula. Prova di efflorescenza Estratto della norma UNI 8942 riguardante la prova per accertare l attitudine alle efflorescenze dei mattoni

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19 CARATTERISTICHE MECCANICHE E PROVE RESISTENZA A COMPRESSIONE (UNI-EN 772-1) È la caratteristica fondamentale dei laterizi impiegati in strutture portanti. Per il laterizio pieno (mattone pieno e semipieno) si prepara il campione tagliando a metà il mattone e sovrapponendo le due parti, che devono poi essere fissate con pasta di cemento. Dopo sette giorni di stagionatura in un ambiente naturale, si procede allo spianamento del campione, in modo da avere facce perfettamente parallele. Quindi si sottopone il campione allo schiacciamento, aumentando il carico di 20 kg/cmq per secondo. La prova si effettua su 4 provini secchi e 4 provini imbibiti di acqua. Il valore di rottura è la media dei 3 risultati più omogenei. Rottura a compressione del mattone pieno

20 Un buon mattone pieno deve dare un carico di rottura intorno a 25 N/mm2 (250 kg/cm2). Ma questo valore può variare entro limiti molto ampi, in relazione al materiale usato per la confezione, al grado di cottura, al contenuto di umidità. Per i mattoni forati la prova viene eseguita su un pezzo intero, con l avvertenza l di spianare le due facce del mattone con malta di cemento. La compressione deve essere esercitata in direzione normale ai fori. Anche per i forati devono essere fatte 4 prove su provini asciutti e 4 su provini imbevuti d acqua. I valori della tabella V sono riferiti alla sezione lorda del laterizio, per questo motivo i valori dei forati sono molto piccoli rispetto al corrispondente mattone pieno; inoltre tali dati sono validi per i laterizi asciutti. Per quelli imbevuti d acqua d il carico di rottura a compressione risulta inferiore; tuttavia esso non deve essere minore del 75% per le prime tre classi e dell 80% per le ultime due. Resistenza a compressione in N/mm 2 ( kg/cm 2 ) classe I II III IV V Mattoni forati 1.5 (15) 2.4 (24) 4 (40) 6 (60) 8 (80) Mattoni pieni o semipieni 10 (100) 15 (150) 25 (250) 35 (350) 45 (450)

21 Le prove sul laterizio da solaio (volterrana o pignatta) vengono eseguite sul blocco intero, previa spianatura delle facce normali ai fori, in modo da avere due piani paralleli con una tolleranza di 0,05 cm. Quindi si sottopone a compressione il campione, aumentando il carico di 20 Kg/cmq al secondo. Rottura a compressione del mattone forato Rottura a compressione di pignatta da solaio

22 RESISTENZA A FLESSIONE Consiste nel sottoporre a flessione i campioni appoggiati agli estremi su due coltelli arrotondati. Il carico viene trasmesso da un terzo coltello arrotondato posto nella mezzeria. Occorre una preparazione adeguata affinché il contatto dei coltelli e la superficie del laterizio sia uniforme secondo tre rette parallele. Si assume come resistenza a flessione la sigma derivante dalla formula: s= = M/W Dove: - W è il modulo di resistenza e risulta pari a cm3 e il momento flettente massimo - M = (5/2) P in kg cm.

23 Prova di flessione su campione di laterizio e su tegola marsigliese Prova di flessione su campione di laterizio per solaio

24 PROVA D!URTOD I laterizi in genere hanno un comportamento di tipo fragile; sono cioè soggetti a rottura per urto o sollecitazioni concentrate. Tale caratteristica è sfruttata dal muratore per tagliare i mattoni nel punto voluto con precisi colpi di martello. Per questo motivo la prova di resistenza agli urti viene effettuata solo sui laterizi che saranno soggetti a tale sollecitazione. Per le tegole, la prova d urto d si effettua sul campione appoggiato agli estremi (su due sostegni a spigolo arrotondato) lasciando cadere una sfera di ghisa del peso di 1 kg da una altezza di 10 cm e via via aumentando tale altezza di 5 cm alla volta, fino ad ottenere la rottura del campione. Prova d urto per tegole curve

25 Per i laterizi da pavimentazione, la prova si effettua invece lasciando cadere una sfera di acciaio del peso di 1 Kg su un campione disposto nella sabbia. Le cadute iniziano da una altezza di 5 cm, aumentando di 5 cm alla volta. Il prodotto altezza per il peso della sfera si assume quale coefficiente di rottura per urto. Prova d urto per campioni di laterizio da pavimento PROVA DI USURA Per tale prova esistono due sistemi. Per i materiali omogenei si usa il tribometro,, una macchina a disco rotante con abrasivo su cui vengono premuti i campioni con una pressione di 0,03 N/mmq (0,3 Kg/cmq cmq). Lo spessore di materiale che è eliminato dall abrasione, abrasione, per un numero di giri pari ad un percorso di 1000 mt, si indica come il coefficiente di abrasione.. Per i laterizi tale coefficiente è pari a 1,5mm.

26 Per i materiali non omogenei invece, viene utilizzata la prova a getto di sabbia, consistente nel proiettare sui campioni un getto di sabbia mediante un iniettore ad aria compressa; la zona da colpire è limitata da un diaframma con foro di 6 cm di diametro. La prova dura due minuti. L aspetto L della superficie colpita, della quale vengono messe in evidenza le irregolarità del materiale e la sua perdita di peso, sono elementi di giudizio per l accettabilità del tipo di materiale. PROVA DI DUREZZA La prova di durezza è effettuata con il metodo Brinell,, utilizzando un penetratore di acciaio a sfera, del diametro di 5 mm. Il carico applicato gradualmente raggiunge i 32,5 Kg, e la prova dura 30 secondi. La durezza viene calcolata in base alla profondità dell impronta, misurata con l approssimazione l di 2 millesimi di mm. Il valore medio di 20 prove, in diversi punti del campione, è assunto come risultato finale. Prova di durezza Brinell, con penetratore a sfera

27 RESISTENZA ALL!INCENDIO (UNI-ENV ) Le strutture in muratura devono essere progettate e costruite in modo tale da conservare la loro funzione di capacità portante e di separazione durante l esposizione l all incendio considerato, vale a dire: - assenza di difetti dell integrità (tenuta) dovuti a fessurazioni, forature o altre aperture di dimensioni tali da causare la penetrazione di gas caldi o fiamme; - assenza di difetti dell isolamento dovuti alla temperatura sulla superficie non esposta, superante i limiti concessi. L aumento accettabile della temperatura media non esposta è limitato a 140 C e l incremento massimo 180 C. Le membrature devono ottemperare ai criteri sotto riportati R, E, I e M come segue: solo portanti: : R; portanti e di separazione: : R, E e I; solo di separazione: : E e I; portanti, di separazione e soggette a urto meccanico: : R, E, I e M; di separazione e soggette ad urto meccanico: : E, I e M.

28 Dove: Criterio resistenza R Consente di valutare la capacità di una struttura o di un elemento di sopportare azioni specifiche nel corso della durata dell incendio considerato. Criterio tenuta E criterio per mezzo del quale viene valutata la capacità di una membratura di separazione (parete) di prevenire il passaggio di fiamme o gas caldi. Criterio di isolamento termico I Consente di valutare la capacità di una membratura di separazione di prevenire una eccessiva trasmissione del calore. Criterio resistenza meccanica M Consente di valutare la resistenza a carichi orizzontali, in modo tale che in casi di incendio e di collasso della struttura da un lato della parete sia evitata la propagazione dell incendio al di là della parete stessa, detta parete taglia fuoco (parete di separazione di due ambienti, generalmente due edifici).