I materiali da costruzione sono le sostanze fondamentali dell'edilizia, che determinano le caratteristiche, lo stile e gli effetti di un edificio. 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 nell'edilizia.
Materiale da costruzione tradizionale
1. Pietra
La pietra è uno dei materiali da costruzione tradizionali più antichi utilizzati nella storia dell'umanità. È caratterizzata da abbondanti riserve, ampia distribuzione, struttura fine, elevata resistenza alla compressione, buona impermeabilità, durabilità ed eccellente resistenza all'usura. L'Europa occidentale ha fatto ampio uso della pietra in architettura, con esempi notevoli come 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 grandezza, 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 l'indice di edificabilità. Ciononostante, può essere utilizzata come simbolo di lusso nell'architettura di alto livello, creando effetti artistici unici.
2. Legno
Il legno, come materiale da costruzione tradizionale, possiede caratteristiche quali leggerezza, elevata resistenza, pregio estetico, buona lavorabilità, rinnovabilità, riciclabilità e rispetto per l'ambiente, non essendo inquinante. Pertanto, gli edifici con struttura in legno presentano un'eccellente stabilità e resistenza sismica. Tuttavia, il legno utilizzato in edilizia presenta anche degli svantaggi. È soggetto a deformazioni, crepe, formazione di muffa e infestazioni di insetti. Inoltre, è suscettibile al fuoco, il che può comprometterne la qualità e la durata.
Il legno è da sempre un materiale da costruzione intramontabile grazie alle sue eccellenti proprietà meccaniche ed è stato ampiamente utilizzato nelle costruzioni fin dall'antichità. Alcuni edifici, come parti del Tempio di Nanchan e del Tempio di Foguang sul Monte Wutai in Cina, ne sono tipici esempi architettonici. Queste strutture presentano pendenze dolci e uniformi, ampi aggetti, mensole prominenti e uno stile solenne e semplice.
Nei moderni progetti di ingegneria civile, elementi come travi, colonne, supporti, porte, finestre e persino casseforme per il calcestruzzo si basano sul legno. Essendo un materiale da costruzione traspirante, il legno fornisce calore in inverno e frescura in estate, creando così l'ambiente abitativo più adatto all'uomo.
Tempio Nanchan, Cina
3. Mattoni di argilla
I mattoni di argilla sono un tipo di materiale da costruzione artificiale. Per lungo tempo, i comuni mattoni di argilla sono stati il principale materiale utilizzato per la costruzione di muri nelle abitazioni in Cina. I mattoni di argilla si caratterizzano per le dimensioni ridotte, la leggerezza, la facilità di posa, la forma regolare e ordinata, la capacità portante, le proprietà isolanti e di facile manutenzione, nonché per la loro estetica decorativa. Il loro impiego in edilizia ha svolto un ruolo significativo nella creazione di spazi abitativi. La Città Proibita è un tipico esempio architettonico che utilizza mattoni di argilla. I mattoni di argilla dalla forma regolare impiegati 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 il sacrificio di terreni coltivabili. Gradualmente, sono stati sostituiti da altri materiali. Ciononostante, il loro posto nella storia dell'architettura umana non sarà mai cancellato.
4. Calce
La calce, come 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. La sua storia millenaria testimonia la fiducia e la dipendenza dell'umanità da questo materiale. La calce rimane un materiale da costruzione importante, ampiamente utilizzato in diversi progetti e settori edili, come l'intonacatura di interni, la preparazione di malte e stucchi a base di calce e la realizzazione di mattoni di adobe e fango.
Analogamente, il gesso, un altro antico materiale da costruzione tradizionale, vanta materie prime abbondanti, un processo produttivo semplice, un basso consumo energetico, un elevato assorbimento di umidità, un prezzo accessibile e un basso impatto ambientale. È particolarmente adatto per pareti divisorie, decorazioni e finiture di interni in architettura moderna. Inoltre, viene utilizzato principalmente per la produzione di gesso e prodotti derivati.
Materiali da costruzione moderni
5. Acciaio
L'acciaio riveste un ruolo cruciale nell'architettura moderna come materiale da costruzione. Possiede eccellenti qualità quali leggerezza e al contempo elevata resistenza, buona plasticità e tenacità, sicurezza e affidabilità, alto livello di industrializzazione, rapidità di costruzione, facilità di smontaggio, buone proprietà di tenuta e alta resistenza al calore. Queste caratteristiche di pregio lo rendono essenziale nell'architettura moderna, dove viene utilizzato principalmente per strutture in acciaio di grande campata come aeroporti e stadi, strutture in acciaio per grattacieli, inclusi hotel e uffici, strutture imponenti come torri televisive e di telecomunicazione, strutture in acciaio a guscio come grandi serbatoi 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, in quanto materiale da costruzione moderno, trova ampio impiego in ambito industriale, agricolo, idrico, 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, se miscelato con acqua, forma una pasta fluida e malleabile. Nel tempo, questa pasta di cemento subisce trasformazioni fisiche e chimiche, passando da una consistenza malleabile a un solido indurito con un certo livello di resistenza. Può anche legare insieme masse solide o materiali granulari per creare una struttura unitaria. Il cemento non solo si indurisce e acquisisce resistenza se esposto all'aria, ma può anche indurirsi 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, nelle opere di muratura, nella costruzione di strade e altro ancora.
7. Calcestruzzo
Il calcestruzzo, in quanto materiale da costruzione moderno, riveste un ruolo di fondamentale 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, durabilità e resistenza all'acqua. Tuttavia, il calcestruzzo è considerato un materiale fragile, con un'elevata resistenza alla compressione ma una bassissima resistenza alla trazione, il che lo rende soggetto a fessurazioni.
Con l'introduzione del cemento e dell'acciaio, si scoprì che la combinazione di questi materiali forniva una maggiore resistenza all'adesione e permetteva loro di compensare le reciproche debolezze, sfruttando al contempo i rispettivi punti di forza. L'incorporazione di armature in acciaio nel calcestruzzo non solo protegge l'acciaio dall'esposizione agli agenti atmosferici, prevenendo la corrosione, ma aumenta anche la resistenza alla trazione dell'elemento strutturale. Ciò ha portato allo sviluppo del cemento armato, ampliando la gamma di applicazioni del calcestruzzo in edilizia.
Rispetto alle tradizionali strutture in mattoni e pietra, in legno e in acciaio, le strutture in calcestruzzo hanno conosciuto un rapido sviluppo e sono diventate il principale materiale strutturale nell'ingegneria civile. Inoltre, il calcestruzzo ad alte prestazioni e le tipologie innovative di calcestruzzo continuano a progredire ed evolversi nel settore delle costruzioni.
8. Vetro
Inoltre, il vetro e la plastica, in quanto materiali da costruzione moderni e innovativi, sono costantemente impiegati nei progetti edilizi contemporanei. Il vetro può soddisfare i requisiti di illuminazione naturale, decorazione e design 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 il vetro temperato, semitemperato, isolante, stratificato, colorato, rivestito, decorato, ignifugo, sottovuoto e molti altri.
Teatro Politecnico di Shanghai
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 principale di materiali da costruzione dopo acciaio, cemento e legno nell'edilizia moderna. La plastica ha un vasto campo di applicazione, dai tetti alle superfici del terreno, dalle strutture pubbliche esterne ai materiali per l'arredamento d'interni. Attualmente, le applicazioni più comuni della plastica in edilizia riguardano tubature per acqua e drenaggio, condotte per il trasporto del gas e porte e finestre in PVC, seguite da cavi e fili elettrici.
Uno dei vantaggi più significativi della plastica è il suo notevole potenziale di risparmio energetico: la produzione e l'utilizzo di prodotti in plastica comportano infatti un consumo energetico significativamente inferiore rispetto ad altri materiali da costruzione. Di conseguenza, la plastica è oggi ampiamente utilizzata in diversi progetti di costruzione per tetti, pareti e pavimenti. Il settore delle materie plastiche per l'edilizia è in continua evoluzione verso una maggiore funzionalità, prestazioni migliorate, versatilità e convenienza economica.
10. Sigillante siliconico
Il sigillante siliconico è una sostanza pastosa ottenuta miscelando, in condizioni di vuoto, il polidimetilsilossano come materia prima principale con agenti reticolanti, cariche, plastificanti, agenti accoppianti e catalizzatori. A temperatura ambiente, polimerizza e forma una gomma siliconica elastica reagendo 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 agli agenti atmosferici, sigillanti ignifughi, sigillanti per pietra, sigillanti per giunti metallici, sigillanti antimuffa, sigillanti decorativi per giunti e sigillanti per vetri isolanti, disponibili in diverse tipologie e specifiche.
11. Schiuma di poliuretano (schiuma PU)
Come nuovo tipo di materiale da costruzione, la schiuma poliuretanica ha riscosso un'ampia attenzione negli ultimi anni. Viene sintetizzata a partire da monomeri come isocianati e polioli attraverso una reazione di polimerizzazione, in cui l'anidride carbonica prodotta funge da agente schiumogeno. Questa reazione produce una schiuma microcellulare a struttura compatta. La schiuma poliuretanica si suddivide principalmente 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 presenta 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 la 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 bassa densità, pertanto viene spesso utilizzata come materiale isolante e barriera termica in edilizia.
Rispetto ai materiali da costruzione tradizionali, la schiuma poliuretanica presenta vantaggi eccezionali sotto diversi aspetti, tra cui eccellenti prestazioni di isolamento, elevata resistenza al fuoco, alta resistenza all'acqua e stabili proprietà meccaniche. Può essere applicata in loco mediante colata o spruzzatura per formare uno strato isolante continuo e ha trovato ampio impiego in facciate 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 moderni offrono maggiori vantaggi. Di conseguenza, hanno assunto un ruolo dominante nell'architettura contemporanea, mentre i materiali tradizionali sono impiegati in un ruolo complementare. Materiali da costruzione moderni come acciaio, cemento, calcestruzzo, vetro e compositi hanno superato i limiti di forma e dimensione imposti dai materiali tradizionali come pietra, legno, mattoni di argilla e gesso. Hanno facilitato lo sviluppo di strutture multipiano e di grande campata, soddisfacendo le esigenze dell'edilizia urbana e allineandosi alle tendenze di tutela ambientale e risparmio energetico della società moderna.
Data di pubblicazione: 31 agosto 2023
