Nov 052016
 
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Le pietre sono state tra i primi materiali utilizzati dall’uomo per le proprie esigenze. Esistono da milioni di anni e posseggono straordinarie caratteristiche di resistenza, compattezza e durata. Le pietre sono anche ignifughe, igieniche, atossiche.

Inizialmente l’uomo le utilizzò semplicemente trovando il modo di assemblarle, prima irregolarmente poi con maggiore precisione, ed in seguito con lo sviluppo di nuove tecnologie, riuscì a trasformarle profondamente creando nuovi materiali maggiormente resistenti, duraturi e qualitativamente migliori.

È per questo motivo che le pietre si possono classificare in naturali e artificiali.

LE PIETRE NATURALI

Le pietre naturali appartengono a tre grandi famiglie in base alla loro origine. Avremo così:

  1. rocce magmatiche o ignee;
  2. rocce sedimentarie;
  3. rocce metamorfiche.
Ciclo litogenetico

Ciclo litogenetico

1 – ROCCE MAGMATICHE o IGNEE

Sono rocce formatesi in seguito alla cristallizzazione di un magma (massa a temperatura elevata). Le rocce magmatiche possono classificarsi a loro volta in: rocce Plutoniche e rocce Vulcaniche.

  • Le rocce magmatiche Plutoniche, sono rocce formatesi all’interno della crosta terrestre e possono trovarsi in superficie per cause tettoniche e geomorfologiche;
  • Le rocce magmatiche Vulcaniche, sono rocce formatesi sulla superficie terrestre; il magma è portato in superficie attraverso il fenomeno del vulcanismo (fuoriuscita di lava).

Sono rocce ignee i graniti ed i basalti.

2 – ROCCE SEDIMENTARIE

Sono rocce costituite da materiali (chiamati sedimenti) provenienti dalla disgregazione di rocce preesistenti. La loro formazione avviene in quattro fasi, chiamate “ciclo sedimentario”:

  • I fase: alterazione delle rocce preesistenti sulla superficie terrestre con formazione di detriti solidi.
  • II fase: trasporto del materiale detritico ad opera dei fiumi, dei venti, dei ghiacciai, ecc.
  • III fase: deposizione (sedimentazione) del materiale in ambienti diversi (continentale, marino, ecc.). La sedimentazione avviene per strati successivi.
  • IV fase: formazione della roccia (litificazione dei sedimenti) dovuta alla pressione esercitata da altri sedimenti che si accumulano via via sopra di essi.

Sono rocce sedimentarie i calcari e le arenarie.

3 – ROCCE METAMORFICHE

Sono rocce che hanno subìto modificazioni nella composizione mineralogica o nella struttura e nella tessitura in seguito a mutamenti di temperatura e pressione (metamorfismo). Il metamorfismo avviene sempre in profondità nella crosta terrestre. Tutte le rocce (magmatiche, sedimentarie, metamorfiche) possono essere soggette al metamorfismo.

Sono rocce metamorfiche i marmi e gli alabastri.

LAVORAZIONI:

La lavorazione delle pietre naturali prevede una serie di operazioni che vanno dall’estrazione delle rocce dalla cava alla suddivisione in blocchi di forma e dimensioni determinate.

Il loro assemblaggio può avvenire o attraverso una sovrapposizione di elementi regolari e squadrati oppure attraverso una aggregazione di elementi grezzi utilizzando materiali esterni quali malte o cementi per garantire la loro tenuta.

Le pietre naturali venivano utilizzate per l’edificazione di strutture murarie, ma oggi grazie all’avvento delle pietre artificiali, vengono utilizzate per scopi decorativi o di rivestimento. A questo scopo le pietre subiscono ulteriori lavorazioni atte a conferire loro prestazioni ed estetica migliori. Le lavorazioni di finitura sono:

  • Levigatura;
  • Lucidatura;
  • Bocciardatura;
  • Sabbiatura;
  • Fiammatura.

Levigatura – E’ una lavorazione che conferisce al materiale una superficie liscia e piana.

Lucidatura - Dona alla superficie lucentezza, specularità esaltando al massimo la naturale colorazione della pietra.

Bocciardatura – Lavorazione che rende la superficie della pietra ruvida.

Sabbiatura – Consiste in una incisione della superficie per mezzo di getto di sabbia sotto pressione.

Fiammatura – Viene impiegata per conferire un aspetto di naturalezza alla pietra utilizzando il calore di una fiamma.

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LE PIETRE ARTIFICIALI

L’approfondita conoscenza delle pietre naturali, ha consentito all’uomo di creare nuovi materiali con caratteristiche eccezionali chiamate appunto pietre artificiali. Tra queste, quelle più utilizzate nel campo delle costruzioni o per la realizzazione di utensili e oggetti vari, sono i laterizi e le ceramiche.

Argilla

Argilla

In entrambi i casi la materia prima utilizzata per la loro creazione è una roccia di tipo sedimentario diffusa su tutto il pianeta nota con il nome di argilla. Questa, grazie all’acqua e al calore, può essere impastata e formata e mantenere la forma.

Le pietre artificiali possono essere di due tipi:

  • a pasta porosa;
  • a pasta compatta.

I prodotti a pasta porosa sono quelli che presentano una porosità più o meno accentuata in funzione del tipo di cottura o di impasto utilizzato. Sono pietre artificiali a pasta porosa i laterizi.

I prodotti a pasta compatta sono quelli che non presentano porosità e sono impermeabili per effetto della vetrificazione delle particelle avvenuta spingendo le temperature di cottura a gradi molto elevati. Sono pietre artificiali a pasta compatta le ceramiche, i grès e le porcellane.

PRODOTTI A PASTA POROSA: LATERIZI

I laterizi hanno un’origine antica, dovuta alla necessità dei popoli delle zone umide del pianeta di rendere impermeabili le coperture a terrazza. Il processo di cottura dei mattoni può essere attribuito ai Sumeri, estesosi poi all’intera Mesopotamia.

Si definiscono laterizi il mattone pieno o forato, la pignatta, la tavella, la volterrana, il coppo, la tegola, vari ornamenti architettonici ed altri elementi utilizzati in edilizia.

Laterizi04

I mattoni sono sicuramente i prodotti principali tra i laterizi ed hanno generalmente una forma parallelepipeda con misure regolari e uniformate di 25*12-5,5 cm. La loro produzione avviene in appositi forni continui di tipo a tunnel, in grado di cuocere contemporaneamente centinaia di essi.

Forno a tunnel

PROPRIETA’

I laterizi impiegati nelle costruzioni devono possedere buone qualità di resistenza, di durezza, scarsa penetrabilità all’acqua e facile aderenza alle malte. Tra le proprietà di un buon laterizio, possiamo allora elencare:

Peso di volume – Il peso del laterizio dipende dal modo in cui viene prodotto. Se fatto a mano, la massa sarà più porosa e il peso di conseguenza minore. Per quelli pressati o estrusi sotto vuoto la massa sarà molto più compatta ed il peso maggiore.

Porosità e imbibizione – Il laterizio è un materiale poroso e questo è vantaggioso per le proprietà termiche, per lo scambio igrometrico e per l’areazione dei muri. Una eccessiva porosità può però essere pericolosa in caso di gelo.

Impermeabilità – E’ la capacità di non lasciarsi attraversare dall’acqua.

Gelività – I laterizi prodotti con argille che hanno una elevata temperatura di cottura risultano poco o affatto gelivi.

Resistenza a compressione

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PRODOTTI A PASTA COMPATTA: CERAMICHE

Vaso ellenicoLa parola ceramica deriva dal greco kèramos che significa appunto “argilla“.

Le prime ceramiche dipinte risalgono al periodo neolitico, nel quale si utilizzavano pigmenti naturali per dipingere l’argilla decorativa delle pareti delle grotte.

Nell’antica Grecia si dipingeva la ceramica con immagini color terracotta e nero a disegno geometrico.

Nel ‘700 si diffuse in Europa anche la porcellana tecnica importata dalla Cina.

La ceramica è un materiale molto duttile allo stato naturale, rigido dopo la fase di cottura e il suo colore varia, a seconda degli ossidi contenuti nelle argille: da giallo a rosso scuro con ossidi di ferro, da bianco a giallo con ossidi di titanio. Può essere smaltata e decorata.

Anche le ceramiche possono essere:

  • a pasta compatta con bassissima porosità e impermeabilità ai gas e ai liquidi, molto resistenti alla scalfitura; ad esempio grès e porcellane.
  • a pasta porosa hanno pasta tenera e assorbente, più facilmente scalfibile e tra queste troviamo le terraglie, le maioliche e le terracotte.

Gresgrès si ottengono mescolando argille naturali cotte ad una tempratura compresa tra i 1200 °C e i 1350 °C. L’alta temperatura fa si che avvenga un fenomeno detto di greificazione dell’impasto, che attribuisce a questo resistenza alle abrasioni, impermeabilità e longevità.

Approfondisco: la greificazione è il fenomeno di saldatura dei granuli, nel processo di cottura dei prodotti ceramici, che determina un aumento della resistenza meccanica e dell’impermeabilità.

Porcellane1
La porcellana è stata inventata in Cina attorno al VIII secolo. Il componente principale è una particolare argilla bianca chiamata caolino che viene cotta a temperature tra i 1300 e i 1400 °C. Tra le sue caratteristiche la lucentezza e l’assoluta mancanza di porosità.

TerraglieLe Terraglie sono tipi di ceramica a corpo bianco, impasto fine, leggero e poroso, ottenute per cottura al forno di una pasta di argilla, quarzo e feldspato ricoperti da una vernice trasparente.

Maiolica1Le Maioliche o Faenze sono tipi di ceramica a pasta colorata, porosa, rivestita con uno smalto bianco, brillante, a base di ossido di piombo e di stagno.

TerracottaLe Terracotte dopo la cottura presentano una colorazione che va dal giallo al rosso mattone, grazie alla presenza di ossidi di ferro. La cottura si effettua sotto i 1000 °C.

CICLO DI LAVORAZIONE

La produzione dei laterizi e delle ceramiche, prevede una serie di fasi ben precise attraverso le quali dalla materia prima, l’argilla, si produce ogni sorta di manufatto utile per la realizzazione dei nostri edifici come per gli oggetti di uso quotidiano. Le fasi di lavorazione per arrivare al prodotto finito sono le seguenti:

  1. Estrazione;
  2. Miscelazione;
  3. Formatura;
  4. Essiccamento;
  5. Prima cottura;
  6. Decorazione;
  7. Cottura finale.

1 – Estrazione – l’argilla viene estratta dai giacimenti superficiali o poco profondi per mezzo di ruspe o escavatrici.

2 – Miscelazione – per poter essere lavorata l’argilla deve essere impastata e resa omogenea attraverso la sua miscelazione con acqua eliminando le impurità all’interno di apposite macchine miscelatrici.

3 – Formatura – prima di essere inserita nei forni, l’argilla opportunamente impastata deve assumere la forma finale. Questo può avvenire per estrusione, pressaturacolaggio.

  • nell’estrusione, l’argilla è costretta a passare attraverso un’apertura detta filiera, con profilo prestabilito. Si crea così un filone continuo del manufatto da produrre che viene poi tagliato automaticamente dalla macchina in pezzi della lunghezza voluta. Si producono con l’estrusione la maggior parte dei mattoni pieni e forati per pareti e solai.
Estrusione

Estrusione di mattoni

  • nella pressatura, l’argilla viene costipata con delle presse all’interno di appositi stampi la cui forma riprende il manufatto da produrre. Sono ottenute con pressatura, le piastrelle e alcuni tipi di tegole.
Pressa per piastrelle

Pressa per piastrelle

  • nel colaggio, l’argilla resa particolarmente fluida, viene colata in stampi di forma anche molto complessa per realizzazione prodotti ceramici di forma irregolare. Sono ottenuti con il colaggio, gli apparecchi igienico sanitari.
Colaggio

Formatura di un WC per colaggio in stampi di gesso

4 – Essiccamento – prima della cottura, i manufatti in argilla debbono essere essiccati, ossia deve essere ridotta la percentuale di acqua in essi contenuta per evitare fratturazioni o deformazioni durante la fase di cottura per la sua rapida evaporazione.

5 – Prima cottura – è la fase più importante, quella in cui l’argilla subisce profonde trasformazioni fisico-chimiche. A seconda della temperatura raggiunta è possibile produrre laterizi o prodotti ceramici, quindi paste a base porosa o compatta.

6 – Decorazione – una volta cotto, il pezzo, può essere successivamente decorato attraverso l’applicazione di sostanze coloranti opache, gli smalti, o trasparenti, la vetrina.

7 – Seconda cottura – consiste in una seconda cottura del prodotto e serve a far fondere lo strato decorativo sul supporto in modo che gli smalti o la vetrina aderiscano profondamente al materiale sottostante.

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