IL SISTEMA DELL’ORGANISMO EDILIZIO
Materiale di base
Elemento costruttivo base
Elemento costruttivo funzionale
Elemento di fabbrica
“argilla”
“Laterizio
mattone/blocco”
“Struttura verticale
in laterizio (muro)”
“muratura” (portante/di
tamponamento)
I LATERIZI:
CARATTERISTICHE FUNZIONALI
I laterizi sono materiali artificiali da costruzione (UNI EN 771-1 “Termini e definizioni”
definizioni”), di
prestabilite dimensioni, ricavati dalla cottura di argille con qualità variabili di sabbia,
ossido di ferro, carbonato di calcio.
Composizione chimica dell’argilla per laterizi
Fe2 O3
4-7%
Ca O
10%
Al2 O3
15-20%
Si O2
45-60%
Comprendono una vasta gamma di prodotti, che può essere suddivisa in tre categorie:
1)
Materiali laterizi pieni:
pieni: principalmente il mattone ordinario, i mattoni pressati, le
pianelle da pavimentazione etc.
2)
Materiali laterizi forati:
forati: mattoni forati, tavelle, tavelloni, forme speciali per solai etc.
3)
Materiali laterizi da copertura:
copertura: tegoli piani, coppi e pezzi speciali di varia forma etc.
L’industria considera per l’l’argilla, due caratteristiche: la plasticità e la refrattarietà.
refrattarietà.
La plasticità dipende dal modo in cui sono ripartiti i costituenti dell’
dell’argilla. Può essere
modificata cambiando le proporzioni della composizione che si vuol ottenere.
La refrattarietà si determina tramite prove di laboratorio per stabilire la capacità delle argille
di supportare varie temperature, senza rammollire, fenomeno che deve avvenire al di sotto
dei 1200 °C. Le argille fusibili, con temperature di cottura sui 900-1000°C, sono le più
comuni, le più colorate, e servono per la produzione dei laterizi, Il colore dei mattoni risulta
più o meno rossastro tendente all’
all’ocra in funzione della quantità di ossidi di ferro presenti
nell’
nell’impasto. Tuttavia non influisce sulla resistenza meccanica dell’
dell’elemento.
I laterizi, così pratici per la
loro leggerezza, resistenza,
facilità di lavorazione, ed
anche costo modesto, sono
ancora oggi alla base di
molti sistemi costruttivi.
IL CICLO PRODUTTIVO
FORMATURA DIRETTA:
DIRETTA: costruzione del modulo di base mediante plasmatura a mano
ed essiccazione al sole (mattone
(mattone crudo)
crudo)
FORMATURA INDIRETTA:
INDIRETTA: costruzione del modulo utilizzando casseri e stampi
La produzione dei laterizi è stata facilitata dall’
dall’abbondanza di materia prima, l’l’argilla,
argilla, e dalla facilità della
sua lavorazione, essendo perfettamente plasmabile anche a mano. Per la formatura degli elementi si è
quindi passati dagli stampi di legno riempiti a mano, alle presse meccaniche e poi alle filiere, con
estrusione della pasta.
Tutt’
Tutt’ora sono prodotti elementi di laterizio in pasta e in polvere (mattoni, tegole, etc.) manualmente, con le
argille più pregiate (laterizi pressati) e laterizi estrusi, con pasta normale e/o massa alveolata.
Sotto il profilo della produzione, la difficoltà maggiore è la fase di cottura, che deve avvenire a temperatura
oscillante tra gli 850°C ed i 1100°C (in relazione ai vari tipi di argilla), temperature non certo facili da
ottenere nei primitivi forni a legna e soprattutto non facili da mantenere costanti per tutta la durata del
processo. Il problema della cottura è stato risolto solo con l’l’invenzione del forno Hoffmann (1856), dove,
oltre al controllo della temperatura in fase di cottura del prodotto, è stato possibile anche recuperare il
calore disperso, con grande risparmio di combustibile (carbone).
Solo però con l’l’introduzione dei recenti forni a tunnel e a nastro, con l’l’impiego di combustibile gassoso o
ad oli minerali, e grazie al controllo elettronico delle temperature, con cicli di cottura computerizzati, si
sono finalmente risolti in maniera definitiva i problemi legati alla cottura dei mattoni e degli altri materiali
argillosi, permettendo di ottenere una produzione pressochè costante per qualità e quantità.
IL COLORE
Il colore dipende dalla percentuale di ferro presente nell’
nell’argilla e dalla variazione della percentuale di
ossigeno presente nel forno durante il processo di cottura. Nella stessa fornace, con lo stesso impasto
di argilla, si possono ottenere mattoni di colore giallo, rosa, rosso, porpora, bluastro e nero. In genere in
condizioni normali nella camera di cottura, e cioè con temperature intorno ai 1000°C ed una giusta
ossigenazione, il cotto assume la colorazione tipica di “rosso mattone”
mattone”.
Al di sotto della temperatura ottimale di cottura, i mattoni assumono una colorazione giallo chiaro o
marrone pallido, ma risultano essere poco resistenti e durevoli . Al di sopra dei 1000°C il colore può
variare dal rosso cupo a bruno o grigio, oltre i 1200°C non si può andare perché l’l’argilla vetrifica e fonde.
Il colore chiaro dei mattoni però non è sempre indice di
cattiva cottura, quando nella camera di cottura l’l’afflusso di
ossigeno è ridotto o impedito (atmosfera “riducente”
riducente”
anziché “ossidante”
ossidante”) il ferro presente nell’
nell’argilla non può
trasformarsi in ossido ferrico che dà la classica
colorazione rossa, ma diventa ossido ferroso, che è quasi
incolore. Inoltre, se nell’
nell’argilla vi è una notevole presenza
di carbonato di calcio finemente suddiviso, nella cottura si
ottengono silicati di calcio e ferro quasi incolori, per cui il
cotto assume una colorazione giallina e rosa chiaro.
Poiché l’l’argilla da zona a zona ha una composizione
diversa, possiamo quindi affermare che la colorazione
tipica dei mattoni è una caratteristica tipica del luogo.
TIPI E DIMENSIONI
IL MATTONE
Con questo termine si indica un elemento a forma di parallelepipedo di larghezza circa il
doppio dello spessore e di lunghezza circa il doppio della larghezza.
Le norme unificate (UNI 5628/65) assegnano allo spessore 5,5cm, alla larghezza 12 cm,
ed alla lunghezza 25 cm.
Le misure del mattone dall’
dall’epoca romana ad oggi, hanno subito variazioni limitate. Possibili
diversità si possono riscontrare confrontando le varie zone d’
d’Italia, anche se la larghezza
del mattone (testa) non e mai stata superiore a cm 14. Infatti, il mattone, va murato con
una mano sola, e fino a tale limite la mano dell’
dell’uomo può agevolmente afferrarlo e posarlo
in posizione corretta (per il medesimo motivo il peso del mattone non deve essere
superiore ai 3 Kg.).
Si può affermare che il mattone è l’l’elemento perfetto nella tecnica del costruire, per le
infinite possibilità di applicazione, per le misure ideali e per il giusto peso.
Il mattone rappresenta il primo elemento modulare creato dall’
dall’uomo.
I mattoni di laterizio, impiegati all’
all’interno dei cantieri edili quali elementi per muretti di
fondazione, muri portanti, ecc., presentano diverse caratteristiche positive:
• grande versatilità che permette di risolvere i problemi strutturali;
• buona resistenza alla compressione;
• buona coibenza termica e acustica;
• qualità estetica;
• costi contenuti, sia per la facilità del trasporto dal luogo di produzione sia per la rapidità
di esecuzione;
• buona resistenza agli agenti atmosferici;
• buona resistenza agli acidi.
FUNZIONI DELLE MURATURE DI MATTONI
Le murature di mattoni possono assolvere essenzialmente a tre funzioni:
funzione portante (mattoni o blocchi), che dipende dalla resistenza del mattone, dalla
resistenza della malta e dall’
dall’accuratezza di esecuzione ;
funzione estetica (mattoni a faccia vista),
vista), che viene ben assolta curando la disposizione
dei mattoni e l’l’esecuzione dei giunti;
funzione di suddivisione degli spazi interni (per
(per tamponamenti e divisori), generalmente
intonacati, per i quali si richiede buona coibenza termica e/o acustica.
Per la costruzione di faccia a vista si trova in commercio un’ampia gamma di diversissimi
elementi in laterizio, utili nella realizzazione di rifiniture o di elementi costruttivi di dettaglio
(colonne, cordonature, cimase, archi, capitelli, decorazioni, ecc.).
Possiamo distinguere:
Mattone Comune:
Comune: per le struttura murarie da
intonacare o rivestire, realizzato con materiali
meno selezionati (il mattone comune si
presenta non perfettamente piano, spesso
con spigoli rotti);
Mattone da paramento: eseguito con
materiali scelti, con spigoli perfetti e
buona uniformità di misure;
Dal punto di vista cromatico invece abbiamo:
- albasi: cioè quelli poco cotti e di colore giallo chiaro, in genere poco resistenti e porosi;
- mezzani o forti: cioè quelli di cottura normale e di colore “rosso mattone”
mattone”, molto resistenti
e sonori;
- ferraioli: cioè quelli troppo cotti, di colore scuro, pesanti, parzialmente vetrificati,
deformati e poco porosi, con cattiva aderenza alla malta.
DIMENSIONI E TOLLERANZE
Le operazioni di formatura a mano usate nel passato hanno permesso di creare una vasta
gamma di prodotti tanto che in molte zone la produzione locale di laterizi, caratteristica per
misure e forme, veniva regolata da appositi bandi.
I moduli campione dei tipi ricorrenti erano riportati sugli abachi dei materiali cotti infissi nei
palazzi pubblici oppure, presso le autorità locali, e venivano conservati i modelli in metallo
delle forme usate nella zona per la produzione dei mattoni.
Abaco di Cervia utilizzato per le misure degli elementi da costruzione
Pur variando le dimensioni variano da zona a zona e da regione a regione, si è sempre
riscontrato un rapporto tendenzialmente multiplo fra la larghezza (testa”), lo spessore e la
lunghezza dell’elemento.
Nell’ottobre del 1941 l’Ente Nazionale per l’Unificazione dell’Industria (UNI) vara la
norma UNI 1606 dal titolo “Mattone pieno nazionale” pubblicandone la relativa
Tabella dove vengono fissate univocamente le dimensioni dei mattoni pieni in 5.5
x 12 x 25 cm.
I mattoni interi possono ulteriormente suddividersi in sottomultipli, prodotti
appositamente dalle industrie od ottenuti per spacco (o segatura) direttamente in
cantiere: il trequarti, il mezzo o due quarti, il quarto o Bernardino, il mezzo-lungo o
tozzetto. Questo perché lo sfalsamento dei giunti verticali si realizza ricorrendo a
sottomultipli ottenuti per spacco o per taglio del mattone di formato base.
CLASSIFICAZIONE
NORME UNI
La norma UNI 8942 del 1986 (“
(“Prodotti di laterizio per murature”
murature”) considera la generalità
dei prodotti per murature (portanti, di tamponamento, di rivestimento, di tramezzatura,
tramezzatura, ecc.)
sia di laterizio normale che alleggerito in pasta. La norma è strutturata in tre parti distinte:
”terminologia e sistemi di classificazione”
classificazione” (UNI 8942/prima parte); ”limiti di accettazione”
accettazione”
(UNI 8942/seconda parte), “metodi di prova”
prova” (UNI8942/terza parte).
Relativamente alla terminologia, la normativa classifica i prodotti in base alla percentuale di
foratura,
foratura, alla giacitura di posa in opera ed alla tecnologia di produzione.
produzione.
Un primo criterio individua le diverse famiglie di tipi morfologici fra cui:
mattoni (prodotti di laterizio con volume minore o uguale a 5500 cm3);
cm3);
blocchi (prodotti di laterizio con volume maggiore di 5500 cm3);
cm3);
mattoni e blocchi da rivestimento (prodotti con le caratteristiche volumetriche già
specificate ma tali da poter essere posti a vista);
pezzi complementari speciali o di arredo (prodotti di laterizio impiegati per la
realizzazione di particolari costruttivi nelle murature o nell’
nell’arredo urbano).
Un secondo criterio di classificazione dei prodotti di laterizio per muratura è operato dalla
norma in base alla percentuale di foratura (“
(“si definisce percentuale di foratura ! il
rapporto 100 F/A, dove A è l’
l’area della superficie dell’
dell’elemento ortogonale alla
direzione dei fori e delimitata dal suo perimetro; F è la somma delle aree dei fori
compresi nell’
nell’area A passanti e non passanti”
passanti”). Si hanno:
mattoni pieni (! < 15%)
15%)
mattoni e blocchi semipieni (15%
(15% < ! < 55%)
55%)
mattoni e blocchi forati (! > 55%).
55%).
!D.M.LL.PP. del 20/11/1987
Il D.M.LL.PP. del 20/11/1987:
20/11/1987: “Norme tecniche per la progettazione, esecuzione e collaudo
degli edifici in muratura e per il loro consolidamento”
consolidamento” distingue, tra gli elementi resistenti in
laterizio, le categorie in base alla percentuale di foratura ed all'area media della sezione
normale di un foro f:
CATEGORIE LATERIZI
PERCENTUALE
AREA DEI FORI
FORATURA
Elementi pieni
# ! 15%
f ! 9 cm"
Elementi semipieni
15% ! # ! 45%
f ! 12 cm"
Elementi forati
45% ! # ! 55%
f ! 15 cm"
La norma evidenzia inoltre che la distanza
minima tra un foro ed il perimetro esterno
non potrà essere inferiore a cm 1,0 al netto
dell’
dell’eventuale rigatura, mentre la distanza
fra due fori non potrà essere inferiore a cm
0,8 con una tolleranza del 10%.
Per elementi da paramento la distanza fra
un foro ed il perimetro esterno deve essere
di almeno cm 1,5 per elementi lisci, e di cm
1,3 per elementi rigati, al netto della rigatura.
Inoltre prescrive che i fori debbano essere
distribuiti pressoché uniformemente sulla
faccia dell'elemento.
ELEMENTI PIENI
ELEMENTI SEMI-PIENI
ELEMENTI FORATI
IL MATTONE FORATO
Altrettanto utile e richiesto per la sua leggerezza è il mattone forato, impiegato in quelle strutture non portanti che
hanno funzione di divisorio, di tamponamento etc…
Le norme Uni stabiliscono le seguenti dimensioni espresse in cm .
Mattone forato
Dim. Cm 30 x 15x 8, 6 fori
Mattone forato 4 fori
Dim. Cm 30 x 15x 8
Esistono tuttavia in commercio e sono molto diffusi i tipi a tre e sei fori.
i mattoni forati hanno fori in senso longitudinale di forma rettangolare, con spigoli arrotondati; le facce esterne
sono rigate per aumentare l’aderenza alla malta.
Tavella a tre fori
Dim. Cm 30 x 15 x 4,5 fori
Doppio forato
Dim. Cm 25 x 25 x 8
BLOCCHI FORATI
Sono simili ai mattoni forati salvo avere dimensioni maggiori. L’area di ciascun foro
non deve essere maggiore del 10% della superficie della faccia forata.
Questa categoria di laterizi ha avuto, negli ultimi anni un notevole sviluppo per far
fronte alle nuove tecniche costruttive ed alle problematiche di isolamento termico ed
acustico.
Al blocco in laterizio si richiede maggior leggerezza, coibenza, inerzia termica,
permeabilità al vapore, facilità di montaggio ed una resistenza adeguata.
I blocchi in laterizio si possono distinguere:
-In base alla disposizione dei fori:
-Blocchi a foratura orizzontale
-Blocchi a foratura verticale
Blocco Dim. Cm 24 x 24 x 12
Blocco Dim. Cm 30 x 25 x 22.5
In base alla loro funzione:
-Blocchi resistenti per murature ordinarie;
-Blocchi leggeri per pareti non portanti;
In base alla composizione della pasta:
-Blocchi a pasta normale;
-Blocchi a pasta alveolata.
REQUISITI DEI BLOCCHI
I blocchi rientrano fra gli elementi resistenti in laterizio e vengono classificati come i
mattoni in:
-Blocchi pieni: foratura ! 15%;
-Blocchi semipieni, foratura 15 ÷ 45%;
-Blocchi forati, foratura >45% ÷ 55%.
Se la superficie del blocco è superiore a 300 cmq, è ammesso un foro di presa di area
non superiore a 35 cmq.
cmq. Per blocchi di area maggiore di 580 cmq, i fori di presa possono
essere due, ciascuno con area non superiore a 35 cmq.
cmq.
Blocco alveolato tipo “POROTON”
Incavi per facilitare la presa
TAVELLE
Si indicano con questo nome i tipi di laterizio forati che hanno la lunghezza molto grande
rispetto allo spessore.
Le tavelle hanno uno spessore di 3 o 4 cm, la base costante di 25 cm e la lunghezza
variabile, secondo la tabella che segue.
TAVELLONI
I tavelloni sono tavelle con dimensioni maggiorate
Esistono anche per le tavelle una produzione di tipi diversi per far fronte alle diverse
richieste del mercato.
LATERIZI SPECIALI DA SOLAIO
I tipi più usati di laterizi per solai, sono la pignatta e la volterrana, blocchi in laterizio di
particolare forma e dimensione.
Le facce dei blocchi devono essere leggermente rigate per migliorare l’l’aderenza con il
calcestruzzo.
I tipi di laterizio per solai prodotti dalle fornaci sono numerosissimi ed ognuno risponde a
delle esigenze precise.
Elementi in laterizio per solai
ELEMENTI DI LATERIZIO PER PAVIMENTI
Il cotto può essere usato sia all’
all’interno che all’
all’esterno, come testimoniano tante interessanti
e stupende pavimentazioni di antichi centri storici e palazzi monumentali.
La maggior parte della produzione di “cotto da pavimentazione”
pavimentazione” è fatta a macchina,
mediante estrusione della pasta; si ottiene in questo modo un cotto forte,
forte, con notevole peso
specifico e bassissima porosità e quindi grande resistenza e durata.
Non mancano però produzioni ancora realizzate a mano per impieghi particolari come il
restauro.
ELEMENTI DI LATERIZIO PER RIVESTIMENTI
Sono particolarmente adatti per pareti esterne, per la loro resistenza agli agenti
atmosferici, per il colore, per la semplicità ed economia di messa in opera. Esistono tipi di
varia dimensione: listelli, quadri, angolari etc.
LATERIZI DA COPERTURA
Comunemente chiamati TEGOLE; la loro forma varia da regione a regione, a seconda delle caratteristiche
climatiche. Si possono avere:
- coppi;
- marsigliesi;
a
b
c
- olandesi;
- portoghesi;
- embrici.
Elementi in laterizio per coperture
a) embrice, b)portoghese, c)
marsigliese, d) coppo, e) olandese, f)
abbinamento embrice-coppo
d
e
f
I laterizi per coperture devono avere particolari qualità: devono essere resistenti al gelo ed impermeabili all’
all’acqua.
Le condizioni climatiche del luogo, possono influenzare il tipo di laterizio da utilizzare il quale a sua volta stabilisce
la pendenza delle falde.
Dimensioni tegola marsigliese
Dimensioni coppo
ELEMENTI SPECIALI IN LATERIZIO
Esistono inoltre pezzi speciali a supporto dei vari elementi della copertura.
Pezzi speciali per tegole marsigliesi
IL MATTONE REFRATTARIO
Si chiamano MATTONI REFRATTARI quelli
capaci di sopportare temperature elevate
senza fondere, conservando adeguate
caratteristiche
di
resistenza
alle
sollecitazioni meccaniche.
I mattoni refrattari sono prodotti con
particolari tipi di argille (caoliniche
), che non
(caoliniche),
fondono né rammolliscono sotto i 1500°C.
Si possono avere mattoni refrattari di vario
tipo:
- refrattari argillosi e silico-argillosi, per
temperature intorno ai 1500°C;
- refrattari alluminosi, per temperature sui
1700°C;
- refrattari silicei,
- refrattari basici, formati da ossido di
magnesio, i quali resistono oltre i 2000°C.
I mattoni refrattari vengono generalmente
usati in edilizia per il rivestimento di caldaie,
per isolamento di forni, caminetti etc.