MATERIALI TECNOLOGIA

MATERIALIDA COSTRUZIONE

Tecnologia - Lezione 1

I materiali e le tecniche costruttive

INDEX

ROCCE NATURALI

LEGANTI

LATERIZIO

CEMENTO ARMATO

BIOMATERIALI

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ARCHITETTURA GREEN

L’ uso dei materiali da costruzione risale alla Preistoria, nel Neolitico (periodo storico compreso tra il 10.000 e 5000 a.C.) I materiali da costruzione appartengono alla categoria dei MATERIALI INERTI. Le pietre naturali sono fra i primi materiali da costruzine usati dall'uomo.

Introduction

PIETRA NATURALE

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1. Rocce magmatiche

si formano dal raffreddamento e dalla solidificazione del magma. Possono formarsi sia in superficie, attraverso eruzioni vulcaniche, sia in profondità, dove il magma si raffredda lentamente.

2. Rocce sedimentarie

Si formano dall’accumulo, dalla compattazione e dalla trasformazione in roccia di sedimenti (sabbia, fango o resti di organismi animali e vegetali) spesso in ambienti come mari, fondali oceanici e laghi .

3. Rocce metamorfiche

sono rocce magmatiche o sedimentarie che hanno subito profonde trasformazionia a casua del calore e della presisone sotto terra.

ROCCE NATURALI

ROCCE NATURALI

COSTRUZIONI IN PIETRA

grandi blocchi di pietra naturale usati per costruire strutture come dolmen e menhir, risalenti alle epoche preistoriche molto antiche, come il Neolitico. Queste strutture venivano realizzate per cerimonie rituali o sepolture.

MEGALITI

Probabilmente il megalito più famoso al mondo. Si tratta di un cerchio di grandi pietre eretto nel Neolitico, usato probabilmente per scopi cerimoniali o astronomici.

STONEHENGE, Regno Unito

COSTRUZIONI IN PIETRA

NURAGHE: sono antiche torri di pietra (risalenti alla Preistoria, tra il 1800 e il 1500 a.C.), tipiche architetture della Sardegna della civiltà nuragica, che servivano come fortezze per diferndersi dai nemici. Furono costruite mettendo un blocco di pietra sopra l’altro, senza l’utilizzo di malta.

COSTRUZIONI IN PIETRA

PIRAMIDI: costruite per essere tombe monumentali dei faraoni.I blocchi di pietra utilizzati sono enormi e posizionati con grande precisione, dimostrando la maestria costruttiva dell’antico Egitto.

TEMPLI GRECI: esempi di architettura costruita interamente in marmo senza uso di malta. I blocchi di marmo, provenienti dal Monte Pentelico, sono stati tagliati con grande precisione e assemblati con una tecnica di incastro.

OPUS CEMENTICIUM

PANTHEON: è stato utilizzato un tipo di calcestruzzo chiamato opus caementicium, una miscela di calce, sabbia, acqua e pietrisco. Questa tecnica era innovativa per l’epoca romana e permise di realizzare strutture imponenti come la cupola del Pantheon, con il suo diametro di 43,3 metri, la più grande cupola in calcestruzzo non armato mai costruita.

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Laterizio

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Fa parte dei materiali ceramici. Si ottiene mescolando polvere di argilla con acqua. L'impasto viene messo in una forma (stampaggio) e fatto essicare all'aria. Poi viene cotto in un forno a tunnel e una volta raffreddato è pronto per l'uso.

Leganti

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I leganti da costruzione sono materiali che tengono insieme altri materiali, come le pietre o i mattoni, per costruire strutture solide. Si ricavano preparando un impasto e mescolando polveri particolari di rocce , sabbia e acqua.

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Cemento Armato

La rivoluzione di Le Corbusier

1850

La tecnica del cemento armato risale a metà del XIX secolo e venne sviluppata in Francia da ingegneri che iniziarono a combinare il cemento con barre di acciaio per aumentarne la resistenza.

Le Corbusier fu uno dei più celebri architetti a utilizzare il cemento armato in modo innovativo, specialmente negli anni ’20 e ’30, rivoluzionando il modo in cui gli edifici venivano progettati e costruiti.

1920

1950

Negli anni ’50 e ’60, l'uso del cemento armato continuò a crescere in tutto il mondo, con progetti di grattacieli, infrastrutture pubbliche e grandi complessi residenziali.

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Architettura anni '50

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Biomateriali

sono materiali di origine naturale, come legno, paglia, canapa, e sughero, utilizzati in edilizia per ridurre l'impatto ambientale. Questi materiali sono rinnovabili, biodegradabili e spesso richiedono meno energia per la produzione rispetto ai materiali tradizionali come cemento e acciaio.

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Legno

Balle di Paglia

Intonaco naturale

Bioedilizia

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Architetturagreen

Integra la natura con l’architettura per creare edifici sostenibili, per ridurre l'impatto ambientale e migliorare la qualità della vita. Nasce dagli anni ’70 per rispondere ai problemi di inquinamento e consumo energetico.

Tipologie di laterizio

Alcune tipologie di muratura

Un esempio classico di roccia sedimentaria che si forma in un bacino oceanico è il calcare. Questa roccia si crea quando sedimenti organici, come conchiglie e resti di organismi marini, si accumulano e si compattano sul fondo dell'oceano. Nel tempo, questi sedimenti si trasformano in calcare, una roccia sedimentaria comune nelle piattaforme continentali e nei bacini oceanici poco profondi.

Arenaria

Formazione delle rocce sedimentarie

Calcare

I blocchi di canapa sono usati principalmente come materiali isolanti e non come strutture portanti. Questi blocchi sono eccellenti per l'isolamento termico e acustico delle pareti, ma non hanno la resistenza necessaria per sostenere pesi significativi come farebbe una parete portante. In edilizia, quindi, i blocchi di canapa vengono utilizzati in combinazione con una struttura portante separata (come una cornice in legno o acciaio), mentre i blocchi riempiono e isolano le pareti, migliorando l’efficienza energetica dell’edificio senza essere responsabili della stabilità strutturale.

Blocchi di canapa

Le Corbusier rivoluzionò l’uso del cemento armato con l’introduzione del pilotis (pilastri), delle facciate libere e delle piante aperte. Questo approccio permetteva di eliminare muri portanti interni, lasciando spazi più ampi e flessibili, nonché facciate leggere e libere, ideali per l’illuminazione naturale. Inoltre, utilizzò il tetto-terrazza come giardino, integrando elementi naturali nell’architettura. Le Corbusier applicò questi principi per la prima volta negli anni ’20, in edifici come la Villa Savoye.

Villa Savoye

La Grande Piramide di Giza, costruita intorno al 2600 a.C., è uno degli esempi più famosi e ancora oggi è una delle strutture più grandi costruite senza malta.E' costruita con circa 2,3 milioni di blocchi di pietra calcarea, ciascuno del peso di diverse tonnellate, assemblati senza malta. Per allineare i blocchi, si usava una precisione straordinaria, e le superfici originali erano rivestite da uno strato di pietra calcarea bianca levigata, che rifletteva la luce solare e rendeva la piramide visibile da lontano.

PIRAMIDE DI GIZA

BOSCO VERTICALE, Milano

Il Bosco Verticale di Milano è considerato uno degli esempi più innovativi e rappresentativi di edilizia sostenibile a livello internazionale. Questa soluzione di "foresta verticale" svolge un ruolo chiave nella sostenibilità ambientale urbana: le piante migliorano la qualità dell'aria assorbendo CO₂, mitigano le temperature estive e contribuiscono alla biodiversità creando un habitat per insetti e uccelli. L'edificio è stato progettato per ridurre l’impatto ambientale, con un sistema di irrigazione che ricicla l’acqua piovana e un sistema di isolamento naturale che riduce il fabbisogno energetico per il riscaldamento e il raffrescamento interno.

Ci sono due tipi di leganti:1) leganti aerei, che induriscono solo all'aria, come il gesso e la calce aerea, utilizzati prevalentemente per i lavori di intornaco e rivestimento.2) leganti idraulici, che diventano solidi anche in presenza di acqua, come il cemento e la calce idraulica.

TIPOLOGIE DI LEGANTI

Sampietrini di basalto

Basalto (roccia vulcanica)

CICLO DELLE ROCCE

Esempio di Bioediliza: struttura in legno con tamponamenti in blocchi di paglia.Vengono utilizzate balle di paglia compresse come elemento isolante all'interno di una struttura portante in legno. La paglia, essendo un sottoprodotto agricolo facilmente reperibile e rinnovabile, offre un eccellente isolamento termico e acustico, contribuendo alla riduzione del consumo energetico dell'edificio..

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Lo spazio si presenta come una sfera perfetta simboleggiante la volta celeste. L’altezza della cupola è identica al diametro, creando un equilibrio perfetto ed un’armonia unica.Il calcestruzzo venne alleggerito miscelandovi pietre sempre meno pesanti in prossimità del punto più alto. Mischiando inizialmente il calcestruzzo con il travertino, che è molto pesante, e salendo verso l’alto usando materiali sempre più leggeri, come il tufo. L’ultimo strato è realizzato con la pomice, una pietra leggerissima.

PANTHEON, Roma

Nel cemento armato, il cemento viene combinato con barre di acciaio, che vengono “annegate” nell'impasto di cemento prima che questo si indurisca. Una volta che il cemento si asciuga e diventa solido, l’acciaio e il cemento lavorano insieme: il cemento resiste alla compressione (come il peso dell'edificio), mentre l'acciaio resiste alla trazione (ossia i movimenti e le sollecitazioni orizzontali).Questo metodo rende il cemento armato estremamente resistente e durevole, quindi ideale per le strutture fondamentali di case, ponti, scuole e grattacieli.

Struttura portante in cemento armato.

Il Partenone, situato sull'Acropoli di Atene, fu costruito tra il 447 e il 432 a.C. in onore della dea Atena, la protettrice della città. È un esempio eccellente di architettura greca classica, realizzato principalmente con blocchi di marmo provenienti dal Monte Pentelico, assemblati senza malta, con una tecnica di incastro e precisione notevole.

PARTENONE

Utilizzate per realizzare pannelli e blocchi di costruzione, le fibre di lino sono leggere e hanno buone capacità isolanti, rendendole un materiale interessante per costruzioni ecologiche. Le fibre vengono legate insieme mediante un adesivo naturale (l'amido) per poi divenire dei pannelli.La fibra di lino si ottiene dalla coltivazione biologica della pianta del lino, lavorata senza alcun inquinante e con poco consumo energetico.

Fibre di lino

Pannello in fibra di lino

Coltivazioni di lino