Il Laterizio

I MATERIALI NELLA TRADIZIONE COSTRUTTIVA: LA PRODUZIONE E LE CARATTERISTICHE CHIMICHE E FISICHE DEL LATERIZIO La parte di gran lunga predominante nella vasta gamma dei prodotti ceramici è rappresentata dai laterizi. Si ricorda, innanzitutto, che si dicono ceramici i prodotti ottenuti da impasti di argille, acqua ed eventuali additivi, essiccati e cotti a temperature elevate, in modo che non possano più riprendere la loro plasticità; molti tipi sono anche sottoposti a ulteriori trattamenti superficiali di smaltatura. Aspetto e caratteristiche diverse sono assunte dai prodotti ceramici in base alla qualità delle argille, alla presenza di additivi nell'impasto, alla temperatura e modalità di cottura e ad eventuali trattamenti superficiali. I prodotti ceramici, che siano essi tradizionali (laterizi, ceramiche) o moderni (naturali: silicati, vetri, rocce; artificiali: laterizi refrattari; speciali: TiO2, Al2O3, MoS2), hanno come proprietà generali: 1) legame prevalentemente covalente; 2) durezza elevata (senza deformazione apprezzabile); 3) elevata stabilità chimica; 4) isolanti elettrici (eccezione: i carburi); 5) isolanti termici (esaltata da porosità). E' inoltre importante notare che essi non hanno temperatura di fusione bensì di rammollimento: ciò è dovuto alla loro struttura per lo più disordinata in quanto miscela di più componenti. La materia prima rimane comunque l'argilla, o meglio i materiali argillosi caratterizzati da Si e Mg; proprietà di questi è la plasticità dovuta alla presenza di acqua-minerale. Per meglio chiarire: Argille: Rocce ignee primarie + Agenti atmosferici à Materiali argillosi ad esempio: CaO + Al2O3 + 2SiO2 + CO2 (Anortite) + K2O + Al2O3 + 6SiO2 + H2O (Fosfato potassico) = Al2O3 + 2SiO2 + H2O (caolinite) Con minerali accessori come: feldspati non decomposti, quarzo, CaCO3, MgCO3, FeS2, Fe2O3. Il ciclo di fabbricazione dei prodotti ceramici consta di diverse fasi, ovvero: 1) Esame materie prime e loro preparazione a) analisi chimiche e mineralogiche per individuare le qualità e usarle correttamente; b) caratteristiche fisiche quali fluidità, plasticità, refrattarietà; c) preparazione per atmosferizzazione; d) purificazione per levigazione. 2) Frantumazione e macinazione 3) Vagliatura (per dosare i granuli di diversa grandezza) 4) Dosaggio e miscelazione (a secco o a umido) 5) Formatura o foggiatura a) la formatura avviene per pressatura se si usa miscela a secco; si utilizza lo stampo; b) la formatura avviene per estrusione se si usa miscela a umido; si utilizza la forma. Dopo l'escavazione e la preparazione dell'argilla e la successiva foggiatura, gli elementi formati devono subire un graduale essiccamento che riduca al minimo la quantità di acqua contenuta, senza che si verifichino fessurazioni e deformazioni. Per questa fase, che in passato si svolgeva lasciando i laterizi all'aria aperta, vengono oggi utilizzati vari tipi di essiccatoi, a seconda del materiale da trattare: statici (a camere), continui (a tunnel), oppure di tipo <<rapido>> (a rulli). In questa fase l'argilla perde la sua plasticità per acquistare caratteristiche meccaniche superiori attraverso profonde trasformazioni fisico-chimiche. La cottura avviene mediante forni continui di due tipi: - <<a fuoco mobile>> (con materiale fisso), come le tipiche fornaci Hoffman a pianta circolare o ellittica; - <<a fuoco fisso>> (con materiale mobile disposto su carrelli), come i forni a tunnel per grandi produzioni di laterizi. La temperatura di cottura varia, a seconda dei prodotti, da 900 a 1500°C per i laterizi e da 950 a 1400°C per tutti gli altri prodotti ceramici. I laterizi e le piastrelle non smaltate, che richiedono una sola cottura, concludono qui il loro ciclo di produzione. Per i prodotti smaltati, esistono invece due processi tecnologici diversi: - un processo tradizionale, definito bicottura, in cui la fase di cottura sopra descritta costituisce solo la prima cottura, o cottura del supporto (biscotto). Seguono la smaltatura e una ulteriore cottura per la fusione e il fissaggio dello smalto o della vetrina al supporto; - un processo introdotto di recente, definito monocottura (che dà il nome anche ai prodotti) nel quale la smaltatura viene fatta sul supporto essiccato. Segue un'unica cottura che agisce sul supporto e che produce la fusione e il fissaggio dello smalto o della vetrina. La smaltatura consente di dotare la superficie delle piastrelle del colore e dell'aspetto voluti tramite l'applicazione sul supporto già cotto (nel caso di bicottura), oppure direttamente sul supporto appena essiccato (monocottura) di una finitura, che prende il nome di smalto quando è opaca e di vetrina quando è trasparente. La cottura dello smalto viene eseguita in appositi forni che portano alla fusione dello strato di rivestimento (e anche del supporto quando si tratta di monocottura), determinando la completa adesione degli smalti o della vetrina al supporto. Il prodotto acquista così le sue definitive caratteristiche di durezza, di brillantezza, di resistenza, nonché di aspetto e di decorazione. Alla fine della lavorazione le piastrelle ceramiche e gli apparecchi sanitari vengono selezionati in varie scelte, in base alla presenza o meno di determinati difetti. I laterizi vengono, in genere, confezionati in pacchi montati su pallet e rivestiti con una protezione di fogli di materia plastica. Le piastrelle sono confezionate allo stesso modo previo inserimento in scatole di cartone. Nel campo dei laterizi l'Italia si pone al vertice della produzione europea, anche se i prodotti sono quasi interamente assorbiti dal mercato interno, con bassissime quote di esportazione. Le pietre e il legno hanno caratterizzato con la loro straordinaria vitalità le architetture tradizionali di intere città relegandosi, come materiali, nell'ambito dell'eccezionalità. Il mattone, invece, rappresenta la quotidianità del costruire, e nel suo prestarsi a essere disposto in serie affiancate e sovrapposte, senza fine, si sostanziano le operazioni e i gesti attraverso i quali prende corpo l'architettura. La grandissima varietà di tipi, forme e dimensione dei laterizi in commerci è riconducibile al seguente elenco: - laterizi per murature; - tavelle e tavelloni; - blocchi forati per solai; - laterizi per coperture; - laterizi per usi particolari (copertine, grigliati ecc.); - refrattari. Si chiarisce, inoltre, che la norma UNI 8942/1 definisce: - mattoni i prodotti di laterizio per muratura, di forma generalmente parallelepipeda, con volume vuoto per pieno minore o uguale a 5500 cm3; - blocchi i prodotti di laterizio per muratura, di forma generalmente parallelepipeda, con volume vuoto per pieno maggiore a 5500 cm3; e classificano i laterizi per murature secondo tre diversi criteri: - percentuale di foratura (F): mattoni pieni con F > 15%; mattoni e blocchi semipieni di tipo A con 15% < F < 45% e di tipo B con 45% < F < 55%; mattoni e blocchi forati con F > 55%. - classificazioni secondo la giacitura in opera: a) mattoni e blocchi a fori verticali, quando si tratta di prodotti destinati ad essere posati con la foratura ortogonale al piano orizzontale di posa; b) mattoni e blocchi a fori orizzontali, quando si tratta di prodotti destinati ad essere posati con la foratura parallela al piano orizzontale di posa. - classificazioni secondo la tecnica di graduazione: estrusi, pressati e formati a mano. I difetti più frequentemente riscontrabili sono essenzialmente rappresentati da imperfezioni di natura geometrica (incrinature, protuberanze, scagliature e incisioni, sbavature) e inconvenienti causati da reazioni chimiche (inclusioni calcaree, efflorescenze). Nei laterizi per murature le proprietà caratteristiche da considerare come maggiormente significative sono la massa volumica (è il rapporto tra la massa dell'elemento essiccato e il suo volume netto, escluso i vuoti ed incide sulla resistenza a compressione e sull'isolamento termico), la resistenza a compressione (circa 160 kg/cm2), la conduttività termica (direttamente proporzionale alla massa volumica apparente del materiale), la resistenza alla gelività e la permeabilità al vapore. Per concludere, si analizza sommariamente la norma UNI 8942/3 che fissa le prove fisiche e meccaniche - prove fisiche: - controllo dell'aspetto, delle dimensioni e della forma; - percentuale di foratura; - massa volumica apparente e massa volumica; - controllo delle inclusioni calcaree; - attitudine alle efflorescenze; - assorbimento; - imbibizione e gelività; - porosità; - prove meccaniche: - resistenza a compressione; - resistenza a trazione.