I materiali da costruzione sono le sostanze fondamentali della costruzione, determinandone le caratteristiche, lo stile e l'effetto estetico. I materiali da costruzione tradizionali includono principalmente pietra, legno, mattoni di argilla, calce e gesso, mentre i materiali da costruzione moderni comprendono acciaio, cemento, calcestruzzo, vetro e plastica. Ognuno di essi possiede caratteristiche distintive e svolge un ruolo significativo nella costruzione.
Materiale da costruzione tradizionale
1. Pietra
La pietra è uno dei primi materiali da costruzione tradizionali utilizzati nella storia dell'umanità. Presenta abbondanti riserve, ampia distribuzione, struttura fine, elevata resistenza alla compressione, buona resistenza all'acqua, durevolezza ed eccellente resistenza all'usura. L'Europa occidentale un tempo impiegava ampiamente la pietra in architettura, con esempi notevoli tra cui la magnifica Reggia di Versailles in Francia e il Parlamento britannico. Inoltre, le piramidi egizie furono costruite utilizzando grandi blocchi di pietra tagliati con precisione. L'architettura in pietra trasmette un'aura di grandiosità, solennità e nobiltà. Tuttavia, a causa della sua elevata densità e del suo peso, le strutture in pietra tendono ad avere pareti più spesse, il che riduce il rapporto tra superficie utile e superficie utile dell'edificio. Ciononostante, può essere utilizzata come simbolo di lusso nell'architettura di lusso, creando effetti artistici unici.
2. Legno
Il legno, come materiale da costruzione tradizionale, possiede caratteristiche quali leggerezza, elevata resistenza, gradevolezza estetica, buona lavorabilità, rinnovabilità, riciclabilità ed ecosostenibilità, senza inquinamento. Pertanto, gli edifici strutturali in legno presentano un'eccellente stabilità e resistenza sismica. Tuttavia, il legno utilizzato in edilizia presenta anche degli svantaggi. È soggetto a deformazioni, crepe, muffe e infestazioni di insetti. Inoltre, è soggetto a incendi, il che può comprometterne la qualità e la durata.
Il legno è un materiale da costruzione senza tempo grazie alle sue eccellenti proprietà meccaniche ed è stato ampiamente utilizzato nelle attività di costruzione fin dall'antichità. Alcuni edifici, come parti del Tempio di Nanchan e del Tempio di Foguang sul Monte Wutai in Cina, sono tipici esempi architettonici. Queste strutture presentano pendenze dolci e uniformi, ampie gronde, mensole prominenti e uno stile solenne e semplice.
Nei moderni progetti di ingegneria civile, elementi come travi, colonne, supporti, porte, finestre e persino casseri in calcestruzzo si affidano al legno. Essendo un materiale da costruzione traspirante, il legno fornisce calore in inverno e fresco in estate, creando così l'ambiente di vita più adatto per gli esseri umani.
Tempio Nanchan, Cina
3. Mattoni di argilla
I mattoni di argilla sono un tipo di materiale da costruzione artificiale. Per lungo tempo, i mattoni di argilla comuni sono stati il principale materiale da costruzione per le abitazioni in Cina. I mattoni di argilla sono caratterizzati da dimensioni ridotte, leggerezza, facilità di costruzione, forma ordinata e regolare, capacità portante, capacità di isolamento e manutenzione, nonché dalla loro funzione decorativa. Il loro utilizzo nell'edilizia ha svolto un ruolo significativo nella creazione di spazi residenziali. La Città Proibita è una tipica rappresentazione architettonica che utilizza mattoni di argilla. I mattoni di argilla di forma regolare utilizzati per la facciata esterna contribuiscono all'imponente effetto artistico della Città Proibita. Tuttavia, la materia prima per i mattoni di argilla è l'argilla naturale e la loro produzione comporta la rinuncia a terreni coltivabili. Gradualmente, sono stati sostituiti da altri materiali. Ciononostante, il loro ruolo nella storia dell'architettura umana non verrà mai cancellato.
4. Lime
La calce, materiale da costruzione tradizionale, è nota per la sua elevata plasticità, il lento processo di indurimento, la bassa resistenza dopo l'indurimento e il significativo ritiro volumetrico durante l'indurimento. I suoi millenni di storia testimoniano la fiducia e l'affidamento dell'umanità a questo materiale. La calce rimane un importante materiale da costruzione, ampiamente utilizzato in vari progetti e settori dell'edilizia, come l'intonacatura di interni, la miscelazione di malta di calce e malta per iniezione e la preparazione di mattoni di adobe e fango.
Allo stesso modo, il gesso, un altro antico materiale da costruzione tradizionale, vanta un'abbondanza di materie prime, un processo di produzione semplice, un basso consumo energetico, un elevato assorbimento di umidità, un prezzo accessibile e un basso impatto ambientale. È particolarmente adatto per partizioni interne, decorazioni e progetti di finitura architettonici moderni. Inoltre, viene utilizzato principalmente per la produzione di intonaci e prodotti in gesso.
Materiale da costruzione moderno
5. Acciaio
L'acciaio svolge un ruolo cruciale nell'architettura moderna come materiale da costruzione. L'acciaio possiede eccellenti qualità come leggerezza ma elevata resistenza, buona plasticità e tenacità, sicurezza e affidabilità, elevato livello di industrializzazione, elevata velocità di costruzione, facile smantellamento, buone proprietà di tenuta ed elevata resistenza al calore. Queste caratteristiche di pregio lo rendono essenziale nell'architettura moderna, utilizzato principalmente in strutture in acciaio di grandi dimensioni come aeroporti e stadi, strutture in acciaio per grattacieli, tra cui hotel ed edifici per uffici, strutture torreggianti come torri televisive e di comunicazione, strutture in acciaio con gusci in lamiera come grandi serbatoi di stoccaggio di petrolio e gas, strutture in acciaio per stabilimenti industriali, strutture in acciaio leggere come piccoli magazzini, strutture in acciaio per ponti e strutture in acciaio per componenti mobili come ascensori e gru.
6. Cemento
Il cemento, come materiale da costruzione moderno, trova ampie applicazioni nei settori industriale, agricolo, delle risorse idriche, dei trasporti, dello sviluppo urbano, portuale e della difesa. Nell'era moderna, è diventato un materiale da costruzione indispensabile per qualsiasi progetto edilizio. Il cemento è un materiale inorganico in polvere che, mescolato con acqua, forma una pasta fluida e malleabile. Nel tempo, questa pasta cementizia subisce cambiamenti fisici e chimici, trasformandosi da pasta malleabile a solido indurito con un certo livello di resistenza. Può anche legare masse solide o materiali granulari per creare una struttura omogenea. Il cemento non solo indurisce e acquisisce resistenza quando esposto all'aria, ma può anche indurire in acqua, mantenendo e persino migliorando la sua resistenza. Il cemento è ampiamente utilizzato nei progetti di costruzione, con una vasta gamma di applicazioni nell'ingegneria civile, nelle infrastrutture petrolifere e del gas, nella costruzione di dighe, nella costruzione di opere in muratura, nella costruzione di strade e altro ancora.
7. Calcestruzzo
Il calcestruzzo, in quanto materiale da costruzione moderno, svolge un ruolo di grande importanza nei progetti edilizi contemporanei. Il calcestruzzo è un materiale da costruzione ottenuto mescolando leganti come argilla, calce, gesso, cenere vulcanica o asfalto naturale con aggregati come sabbia, scorie e pietrisco. Vanta eccellenti proprietà, tra cui elevata coesione, durevolezza e resistenza all'acqua. Tuttavia, il calcestruzzo è considerato un materiale fragile con un'elevata resistenza alla compressione ma una resistenza alla trazione molto bassa, il che lo rende soggetto a fessurazioni.
Con l'introduzione di cemento e acciaio, si scoprì che la combinazione di questi materiali forniva una migliore forza di adesione e consentiva loro di compensare reciprocamente i punti deboli, sfruttandone al contempo i punti di forza. Incorporando l'armatura in acciaio nel calcestruzzo, non solo si protegge l'acciaio dall'esposizione agli agenti atmosferici, prevenendone la corrosione, ma si migliora anche la resistenza a trazione del componente strutturale. Ciò portò allo sviluppo del calcestruzzo armato, ampliando la gamma di applicazioni del calcestruzzo nell'edilizia.
Rispetto alle tradizionali strutture in mattoni e pietra, in legno e in acciaio, le strutture in calcestruzzo hanno conosciuto un rapido sviluppo, diventando il materiale strutturale principale nell'ingegneria civile. Inoltre, il calcestruzzo ad alte prestazioni e le tipologie di calcestruzzo innovative continuano a progredire ed evolversi nel campo delle costruzioni.
8. Vetro
Inoltre, vetro e plastica, materiali da costruzione innovativi e moderni, vengono costantemente impiegati nei progetti edilizi contemporanei. Il vetro può soddisfare i requisiti di illuminazione naturale, decorazione e progettazione delle facciate, allineandosi alle esigenze di efficienza energetica dell'architettura moderna. Il vetro trova applicazione in quasi tutti gli ambiti dell'edilizia grazie alle sue diverse tipologie, come vetro temperato, vetro semi-temperato, vetro isolante, vetro stratificato, vetro colorato, vetro rivestito, vetro stampato, vetro ignifugo, vetro sottovuoto e altro ancora.
Shanghai-Poly-Grand-Theatre
9. Plastica
La plastica è una classe emergente di materiali da costruzione che, grazie alle sue eccellenti prestazioni, all'ampia gamma di applicazioni e alle promettenti prospettive, è considerata la quarta categoria di materiali da costruzione nell'edilizia moderna, dopo acciaio, cemento e legno. La plastica ha un ampio spettro di applicazioni, dai tetti alle superfici a terra, dalle strutture pubbliche esterne ai materiali di decorazione d'interni. Attualmente, le applicazioni più comuni della plastica nell'edilizia riguardano le condotte idriche e di scarico, le condotte del gas e le porte e finestre in PVC, seguite da fili e cavi elettrici.
Uno dei vantaggi più significativi delle materie plastiche è il loro notevole potenziale di risparmio energetico: la produzione e l'utilizzo di prodotti in plastica comportano un consumo energetico significativamente inferiore rispetto ad altri materiali da costruzione. Di conseguenza, le materie plastiche sono oggi ampiamente utilizzate in vari progetti di costruzione di coperture, pareti e pavimenti. Il settore delle materie plastiche per l'architettura è in continua evoluzione verso una maggiore funzionalità, prestazioni migliorate, versatilità ed economicità.
10. Sigillante siliconico
Il sigillante siliconico è una sostanza pastosa ottenuta miscelando il polidimetilsilossano, come materia prima principale, con agenti reticolanti, cariche, plastificanti, agenti accoppianti e catalizzatori sotto vuoto. A temperatura ambiente, polimerizza e forma una gomma siliconica elastica attraverso una reazione con l'umidità presente nell'aria. Viene utilizzato per incollare e sigillare vari tipi di vetro e altri substrati. Attualmente, Eolya offre sigillanti multifunzionali, tra cui sigillanti per vetro, sigillanti resistenti alle intemperie, sigillanti ignifughi, sigillanti per pietra, sigillanti per giunti metallici, sigillanti antimuffa, sigillanti per giunti decorativi e sigillanti per vetro isolante, tra gli altri, disponibili in diverse tipologie e specifiche.
11. Schiuma di poliuretano (schiuma PU)
Come nuovo tipo di materiale da costruzione, la schiuma poliuretanica ha ricevuto ampia attenzione negli ultimi anni. Viene sintetizzata da monomeri come isocianati e polioli attraverso una reazione di polimerizzazione, con l'anidride carbonica gassosa generata che funge da agente schiumogeno. Questa reazione produce una schiuma microcellulare strettamente strutturata. La schiuma poliuretanica è principalmente classificata in schiuma poliuretanica rigida, schiuma poliuretanica flessibile e schiuma poliuretanica semirigida. A differenza della struttura a celle chiuse della schiuma poliuretanica rigida, la schiuma poliuretanica flessibile ha una struttura a celle aperte, caratterizzata da leggerezza, traspirabilità e buona resilienza. La schiuma poliuretanica semirigida è un tipo di schiuma a celle aperte con una durezza intermedia tra quella della schiuma morbida e quella rigida e presenta valori di carico di compressione più elevati. La schiuma poliuretanica rigida, un nuovo materiale sintetico con funzioni isolanti e impermeabilizzanti, ha una bassa conduttività termica e una densità ridotta, per cui viene spesso utilizzata come materiale isolante e barriera termica in edilizia.
Rispetto ai materiali da costruzione tradizionali, la schiuma poliuretanica offre vantaggi eccezionali sotto vari aspetti, tra cui eccellenti prestazioni isolanti, elevata resistenza al fuoco, elevata resistenza all'acqua e proprietà meccaniche stabili. Può essere applicata in loco tramite colata o spruzzatura per formare uno strato isolante continuo e ha trovato ampie applicazioni in esterni di edifici, tetti, pavimenti, porte, finestre e reti di tubazioni di riscaldamento.
Rispetto ai materiali da costruzione tradizionali e moderni, grazie ai progressi tecnologici e all'evoluzione delle esigenze architettoniche, i materiali da costruzione moderni offrono maggiori vantaggi rispetto a quelli tradizionali. Di conseguenza, hanno assunto una posizione dominante nell'architettura contemporanea, mentre i materiali da costruzione tradizionali vengono utilizzati in un ruolo complementare. Materiali da costruzione moderni come acciaio, cemento, calcestruzzo, vetro e compositi hanno infranto i vincoli di forma e dimensione imposti da materiali tradizionali come pietra, legno, mattoni di argilla e gesso. Hanno facilitato lo sviluppo di strutture alte e a campata profonda e hanno soddisfatto le esigenze dell'edilizia urbana, allineandosi alle tendenze di tutela ambientale e risparmio energetico della società moderna.
Data di pubblicazione: 31-08-2023
