Pietra
Da TecnoLogica.
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.
La porosità è estremamente varia, non soltanto in funzione della varietà della pietra, ma anche per la medesima categoria. Alcune pietre poi, come le argille, hanno un'elevatissima porosità assoluta, ma una inesistente porosità aperta.
Di seguito sono riportate alcune proprietà generali delle pietre.
Nome | Genesi | Composizione | Struttura | Densità [kg/m3] | Fusione [°C] | Durezza [Mohs] | Porosità assoluta | Porosità aperta |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ardesie | Metamorfica |
| Scistosa | 2700 |
| 3 | n.d. | 0÷3% |
Arenarie | Sedimentaria |
| Clastica | 1800÷2700 |
| n.d. | 0.4÷2.0% | 0.4÷1.3% |
|
| |||||||
Argilliti | Sedimentaria |
| Compatta | 2000 |
| 2.5 | 41÷45% | 0% |
Basalti | Magmatica effusiva |
| Porfirica compatta | 2800 |
| 8 | 0.2÷0.9% | 0.1÷0.3% |
Calcari | Sedimentaria |
| Compatta | 1900÷2800 |
| 3 | 0.5÷2.0% | 0.2÷0.6% |
Dolomie | Sedimentaria |
| Compatta | 2700 |
| 3 | 0.5÷2.0% | 0.2÷0.6% |
Graniti | Magmatica intrusiva |
| Olocristallina - granitoide | 2500÷3000 |
| 6÷7 | 0.4÷1.5% | 0.2÷0.5% |
Marmi | Metamorfica |
| Saccaroide | 2700 |
| 3÷4 | n.d. | 0.2÷5.0% |
Porfidi | Magmatica effusiva |
| Porfirica | 2200 |
| 4.5 | 0.4÷1.8% | 0.2÷0.7% |
Travertini | Sedimentaria |
| Concrezionaria | 2450 |
| 3 | n.d. | 10÷20% |
Tufi | Magmatica effusiva |
| Piroclastica | 1500÷2300 |
| <3 | n.d. | 10÷25% |
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 gelività delle pietre usate in edilizia è di solito molto contenuta, ed è più elevata nei calcari, che hanno a volte un comportamento incerto, che è funzione della loro porosità aperta (più elevato è tale valore, maggiore sarà il rischio di gelività del materiale).
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] | Gelività |
---|---|---|---|---|---|
Ardesie | 1500÷1650 | 1260 | 0.0000066 | 2.0 | Non gelivo |
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 |
| Incerto - Non gelivo |
Dolomie | 825 | n.d. | n.d. | 1.8 | Non gelivo |
Graniti | 1530÷1650 | 880 | n.d. |
| |
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)
Voci correlate
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