Pietra

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Le pietre tendono a riscaldarsi ed a raffreddarsi lentamente perché hanno un calore specifico abbastanza elevato (in media di 950 J/Kg K). Questo comporta una dilatazione ed un conseguente accorciamento molto ridotti (il valore medio è di soli 0.0000062 K<sup>-1</sup>: per un elemento di un metro riscaldato di 20°C si osserva un allungamento di 0.12 mm).<br/>
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La capacità di trasmettere il calore è media, con valori di [[conducibilità termica]] che vanno da un minimo di 0.63 W/mK del tufo ad un massimo di 4.1 W/mK del granito, con una media di 2.3.<br/>
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In generale, le pietre sono restano stabili se esposte al calore, anche se non possono essere generalmente classificate come [[materiale refrattario|refrattarie]].<br/>
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| Marmi || 825÷845 || 700 || 0,0000053 || 3.0
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| Porfidi || 1530÷1650 || 700 || 0,0000068 || 2.9
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| Travertini || 845 || 909 || 0,0000052 || ''2.36''
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''In corsivo sono riportati i dati dedotti, e non ricavati direttamente dalla letteratura tecnica.''
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Versione delle 10:04, 21 lug 2013

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Descrizione

Denominazione utilizzata in edilizia per indicare la roccia lapidea, altrimenti detta roccia litificata, sia essa di origine naturale o artificiale.
Da questa categoria vengono di solito esclusi tutti i conglomerati artificiali lavorati in cantiere, come i calcestruzzi e le malte.
Le pietre sono caratterizzate dall'essere un miscuglio di uno o più minerali tra loro coerenti e compatti, aventi proprietà e caratteristiche simili, quali:

  • densità e punto di fusione abbastanza elevati;
  • buona resistenza a compressione;
  • ridotta resistenza a trazione e flessione;
  • buona conducibilità termica e calore specifico abbastanza elevato;
  • dilatazione termica contenuta;
  • grande resistenza alla conduzione di elettricità;
  • permeabilità all'acqua ed al vapore molto variabile.

Le pietre naturli più utilizzate in edilizia sono:

  • Ardesie;
  • Arenarie;
  • Argilliti;
  • Basalti;
  • Calcari;
  • Dolomie;
  • Graniti;
  • Marmi;
  • Porfidi;
  • Travertini;
  • Tufi.

I prodotti di natura artificiale sono vari, e le loro proprietà dipendono dai materiali impiegati e dai processi di realizzazione: per il loro utilizzo è quindi necessario accedere ai dati tecnici, solitamente forniti dai produttori.
A seconda delle rispettive caratteristiche, le pietre trovano applicazioni molto varie: dagli impieghi strutturali alle finiture.

Caratteristiche

Le caratteristiche delle pietre naturali hanno dei campi di variabilità anche notevoli; a volte sarà quindi necessario indicare il range dei valori di una particolare proprietà, indicando talvolta tra due parentesi tonde la prestazione che ci si attende da una pietra di prima qualità.
In funzione dei meccanismi che vengono coinvolti, è possibile distinguere le caratteristiche chimiche da quelle fisiche.

Caratteristiche generali

Le pietre si presentano tutte allo stato solido. Sono composte da uno o più minerali allo stato cristallino resi tra loro coerenti a seguito di processi chimici, ma talvolta anche fisici (come nelle argilliti), per cui vengono classificati anche in funzione della loro struttura.
La loro densità varia sensibilmente in quanto ed in media è pari a 2400 kg/m3, quindi mediamente alta.
Anche la durezza varia notevolmente: dalle pietre più tenere (2.5 della scala di Mohs delle argilliti), fino a quelle più dure (7 per alcuni graniti).
Sono materiali quasi sempre insolubili all'acqua e variamente permeabili, ma sono attaccabili dagli acidi, che li disciolgono rapidamente.
Di seguito sono riportate alcune proprietà generali delle pietre.

Nome Genesi Composizione Struttura Densità
[kg/m3]
Fusione
[°C]
Durezza
[Mohs]
Ardesie Metamorfica
  • Minerali argillosi
  • Quarzo
  • Sericite
Scistosa 2700
  • 1500
  • 1650
  • 1600
3
Arenarie Sedimentaria
  • Sabbie silicee
  • Minerali argillosi
  • Quarzo
Clastica 1800÷2700
  • 1600
  • 1500
  • 1650
n.d.
  • Sabbie calcaree
  • Minerali argillosi
  • Quarzo
  • 845
  • 1500
  • 1650
Argilliti Sedimentaria
  • Quarzo
  • Feldspati
  • Minerali argillosi
Compatta 2000
  • 1650
  • 1530
  • 1500
2.5
Basalti Magmatica
effusiva
  • Quarzo
  • Feldspati (plagioclasio)
  • Calcite
  • Olivina
Porfirica
compatta
2800
  • 1650
  • 1530
  • 845
  • 1500
8
Calcari Sedimentaria
  • Calcite
Compatta 1900÷2800
  • 845
3
Dolomie Sedimentaria
  • Dolomite
Compatta 2700
  • 825
3
Graniti Magmatica
intrusiva
  • Quarzo
  • Feldspati
  • Plagioclasio
Olocristallina -
granitoide
2500÷3000
  • 1650
  • 1530
  • 1530
6÷7
Marmi Metamorfica
  • Calcite
  • Aragonite
  • Dolomite
Saccaroide 2700
  • 845
  • 825
  • 825
3÷4
Porfidi Magmatica
effusiva
  • Quarzo
  • Feldspati
Porfirica 2200
  • 1650
  • 1530
4.5
Travertini Sedimentaria
  • Calcite
Concrezionaria 2450
  • 845
3
Tufi Magmatica
effusiva
  • Sanidino
  • Clinopirosseno
Piroclastica 1500÷2300
  • 1530
  • 1000
<3

Esposizione al calore

Le pietre tendono a riscaldarsi ed a raffreddarsi lentamente perché hanno un calore specifico abbastanza elevato (in media di 950 J/Kg K). Questo comporta una dilatazione ed un conseguente accorciamento molto ridotti (il valore medio è di soli 0.0000062 K-1: per un elemento di un metro riscaldato di 20°C si osserva un allungamento di 0.12 mm).
La capacità di trasmettere il calore è media, con valori di conducibilità termica che vanno da un minimo di 0.63 W/mK del tufo ad un massimo di 4.1 W/mK del granito, con una media di 2.3.
In generale, le pietre sono restano stabili se esposte al calore, anche se non possono essere generalmente classificate come refrattarie.
La seguente tabella riporta alcune proprietà relative all'esposizione al calore.

Nome Fusione
[°C]
Calore specifico
[J/kg K]
Dilatazione termica
lineare [K-1
Conduttività termica
[W/mK]
Ardesie 1500÷1650 1260 0.0000066 2.0
Arenarie 1500÷1650 n.d. 0.0000077 1.5
Argilliti 1500÷1650 937 n.d. 0.8
Basalti 845÷1650 1300 0,000009 3.5
Calcari 845 909 0,0000046
  • per 1900 kg/m3, 1.5
  • per 2100 kg/m3, 1.6
  • per 2700 kg/m3, 2.9
  • per 2800 kg/m3, 3.5
Dolomie 825 n.d. n.d. 1.8
Graniti 1530÷1650 880 n.d.
  • per 2500 kg/m3, 3.2
  • per 3000 kg/m3, 4.1
Marmi 825÷845 700 0,0000053 3.0
Porfidi 1530÷1650 700 0,0000068 2.9
Travertini 845 909 0,0000052 2.36
Tufi gialli 1000÷1530 700 0,0000043 0.63
Tufi grigi 1000÷1530 700 0,0000043 1.7

In corsivo sono riportati i dati dedotti, e non ricavati direttamente dalla letteratura tecnica.

(da completare)


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