Mattone
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Un mattone è un materiale da costruzione solitamente a forma di parallelepipedo fatto di argilla cotta o fango essicato.
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[modifica] Formatura
Il materiale di partenza è costituito principalmente da argilla, più un 20-30% di carbonato di calcio e un 4-6% di acqua. I mattoni sono oggi prodotti industrialmente e la formatura avviene soprattutto per estrusione. I pezzi più complessi sono invece prodotti solitamente per colaggio ed in questo caso si aggiunge carbonato di sodio che funge da fluidificante.
[modifica] Tipi di mattoni
[modifica] Mattone forato
Il mattone forato è un materiale di costruzione utilizzato per la realizzazione di tramezzi per interni edili. Leggero e facile da tracciare per passaggio di tubazioni, esiste di diversi spessori: da 5, 8 e 10 cm. Si ottiene per estrusione.
[modifica] Mattone semipieno
È un mattone che ha una resistenza media rispetto al mattone forato e al mattone pieno. Anch'esso viene prodotto per estrusione. La percentuale di foratura varia tra 15% e 45%.
[modifica] Mattone pieno
È utilizzato per la costruzione di pareti più resistenti, come le pareti portanti o facciavista di edifici. È prodotto per estrusione. Mattoni pieni: elementi privi di foro o comunque con foratura limitata, inferiore al 15% dell’area complessiva.
[modifica] Tavellone
È un mattone forato , caratterizzato da una partiolare forma lunga e sottile, le sue dimensioni sono all'incirca 160x25x8cm.
[modifica] Tegola
Sono utilizzate per la costrusione di tetti e hanno una caratteristica forma ricurva. Vengono prodotte inizialmente per estrusione ma subiscono un'ulteriore processo detto pressatura. Durante questo processo vengono constipati in forme e per mezzo di alte pressioni si ottiene una buona compattazione, l'eliminazione di aria dalla massa e la parziale deformazione dei grani.
[modifica] Essicazione
L'essicazione avviene solitamente all'aria, dunque a temperatura ambiente, in quanto temperature maggiori potrebbero provocare la perdita di una parte dell'acqua di impasto. Dopo la formatura quindi, i mattoni vengono posti sotto a delle tettoie e protetti da teli. Durante questo processo non si ha però perdita di plasticità. Nei processi di produzione industrializzata l'essicazione avviene in apposite celle, dette essiccatoi, in cui viene immessa una corrente d'aria inizialmente umidia che progressivamente viene riscaldata e ridotta di umidità. In alternativa esistono essiccatoi a tunnel in cui il materiale da essiccare si muove in una corrente d'aria con umidità decrescente e temperatura crescente. Il processo di essicazinone non può essere troppo rapido per non creare tensioni intrene nel materiale che comporterebbero rotture in fase di cottura.
[modifica] Cottura
Prima della cottura c'è una fase di preriscaldamento, che si opera facendo entrare i mattoni nel forno in controcorrente rispetto ai fumi di cottura del forno stesso, che avranno ovviamente temperatura maggiore della temperatura ambiente. La cottura avviene all'incirca tra i 900-1200°C. Un tempo i forni utilizzati erano a fuoco mobile, mentre oggi si utilizzano soprattutto forni a fuoco fisso entro i quali i mattoni passano e subiscono appunto la cottura, che provoca la perdita di plasticità e lo sviluppo delle resistenze meccaniche. Fino ai 250°C si perde l'acqua d'impasto, mentre, tra i 400°C e i 600°C si perde l'acqua di cristallizzazione. Tra gli 800°C e in 900°C il carbonato di calcio si decompone in ossido di calcio e anidride carbonica, mentre l'argilla si decompone in silice, allumina e acqua. La silice si combina così con l'allumina per formare la mullite (3Al2O32Si2O2). L'eccesso si silice si combina in parte con l'ossido di calcio ed in parte rimane così. Tra i 1000-1100°C si ha invece un ritiro di cottura, una riduzione della porosità e il conseguente sviluppo delle resistenze meccaniche. I mattoni escono poi dal forno in controcorrente rispetto all'aria che entra dall'esterno nel forno per il suo funzionamento. In questo modo sono parzialmente raffreddati.
[modifica] Difetti di cottura
Oltre ai mattoni correttamente cotti, si possono avere anche mattoni cotti male e dunque inutilizzabili. I mattoni troppo cotti sono detti ferrioli, sono scuri e hanno scarsa porosità. La carenza di porosità fa si che essi abbiano maggiori resistenze meccaniche, ma che aderiscano difficilmente alla malta cementizia una volta che sono messi in opera. I mattoni poco cotti sono invece chiamati albasi, sono di colore chiaro, molto porosi e dunque scarsamente resistenti dal punto di vista meccanico.
[modifica] Prove
Come per tutti i materiali anche per i mattoni si eseguono delle prove atte a verificarne la qualità. Le norme della serie EN 772 (in seguito recepite in Italia come UNI EN) definiscono le metodolgie di prova sugli elementi da muratura:
UNI EN 772-1:2002 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione della resistenza a compressione.
UNI EN 772-2:2001 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione dell'area percentuale dei vuoti in elementi di muratura in calcestruzzo (metodo dell'impronta su carta).
UNI EN 772-3:2000 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione del volume netto e della percentuale dei vuoti degli elementi di muratura di laterizio mediante pesatura idrostatica.
UNI EN 772-4:2001 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione della massa volumica reale ed apparente e della porosità aperta e totale degli elementi di muratura in pietra naturale.
UNI EN 772-5:2003 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione del tenore di sali solubili attivi degli elementi di muratura di laterizio.
UNI EN 772-6:2002 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione della resistenza a trazione per flessione degli elementi di muratura di calcestruzzo.
UNI EN 772-7:2000 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione dell'assorbimento d'acqua di strati impermeabili all'umidità di elementi di muratura di laterizio mediante bollitura in acqua.
UNI EN 772-9:2001 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione del volume e della percentuale dei vuoti e del volume netto degli elementi di muratura in silicato di calcio mediante riempimento con sabbia.
UNI EN 772-10:2001 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione del contenuto di umidità in elementi di muratura in silicato di calcio e in calcestruzzo aerato autoclavato.
UNI EN 772-11:2001 - Metodi di prova per elementi di muratura - Determinazione dell'assorbimento d'acqua degli elementi di muratura di calcestruzzo, di materiale lapideo agglomerato e naturale dovuta alla capillarità ed al tasso iniziale di assorbimento d'acqua degli elementi di muratura di laterizio.
[modifica] Prova di resistenza a compressione
La prova di resistenza a compressione viene fatta applicando un carico sempre maggiore fino a raggiungere il carico di rottura e stabilire così la resistenza a compressione.
[modifica] Prova di resistenza
È una prova caratteristica dei mattoni forati. È del tutto simile alla prova di resistenza a compressione, ma per questo tipo di mattoni deve essere ripetuta per tutte e tre le direzioni dello spazio.
[modifica] Prova di flessione
È caratteristica per i tavelloni, di cui si misura la resisteza alla flessione per mezzo di provini prismatici di 12cm.
[modifica] Prova di imbibizione
Serve a misurare il grado di assorbimento d'acqua da parte dei mattoni. I mattoni vengono posti in una stufa a 100°C, al fine di ottenere un peso costante. Si immergono poi in acqua per 24 ore, una volta asciugati con carta assorbente vengono pesati. La differenza tra il peso a secco ed il peso dopo l'immersione in acqua fornisce il grado di imbibizione. Perché la prova sia positiva la quantità d'acqua assorbita non deve essere superiore all'8-20%.
[modifica] Saggio di gelività
Serve a determinare la resistenza dei mattoni a seguito di cicli di gelo e disgelo. Si prendono 4 mattoni, che vengono posti in acqua per 3 ore a 35°C. Successivamente vengono messi in frigorifero per 3 ore a -10°C. Si ripete infine la prova di resistenza a compressione. Perché il saggio sia positivo, la resistenza a compressione deve essere maggiore dell'80%, rispetto alla resistenza ottenuta dalla normale prova di resistenza a compressione.
[modifica] Saggio di efflorescenza
L'efflorescenza è un fenomeno che si verifica quando i sali solubili eventualmente presenti nel mattone, vengono in superficie per effetto dell'umidità e cristallizzano sul manufatto. Per il saggio, si prendono 3 campioni che vengono immersi per un quarto in recipienti contenenti acqua distillata. Dopo 4 giorni si tolgono dall'acqua e sono posti in una stufa per 6 ore a 100°C. Viene poi effettuato, alla distanza di 3 metri, un confronto con un mattone non immerso. Si può così riscontrare:
[modifica] Efflorescenza nulla
Non si registra la presenza di alcun deposito
[modifica] Efflorescenza leggera
Sul mattone si distingue una patina molto sottile e disuniforme.
[modifica] Efflorescenza media
Sul mattone si riscontra una patina bianca, uniforme e relativamente spessa.
[modifica] Efflorescenza forte
Il deposito sul mattone è così evidente che è addirittura possibile distinguerne i cristalli.
[modifica] Prova di permeabilità
È caratteristica delle tegole. Si prende un pezzo di tegola e lo si cementa sopra un cilindro vuoto in lamiera. Si riempie il cilindro con 5 cm d'acqua e affinché la prova sia positiva, dopo 24 ore non deve esservi sgocciolamento.
