Le quattro categorie di materiali edili
I materiali edili possono essere divisi in quattro tipologie fondamentali: ceramici, metallici, polimerici e compositi. I materiali ceramici, come laterizi, pietra, ceramiche varie, calcestruzzo e vetro, sono prodotti a partire da materie prime inorganiche, contenenti elementi metallici e non metallici. Sono dei solidi cristallini caratterizzati da durezza, stabilità chimica, resistenza al calore e alla compressione ma sono anche poco plastici e piuttosto fragili. I materiali metallici sono altri solidi cristallini, utilizzati soprattutto in forma di leghe, come acciaio, bronzo, ottone, leghe di alluminio ed altre. I materiali polimerici sono formati da macromolecole e possono essere materie plastiche artificiali e sostanze naturali, come la gomma e la cellulosa. I materiali compositi, come il cemento armato, nascono dalla combinazione di sostanze diverse con l'obiettivo di migliorare le caratteristiche tecniche dei singoli componenti, in particolare la resistenza meccanica e termica.
Scelta ed utilizzo dei materiali edili
La scelta ed utilizzo dei materiali edili dipende da quattro fattori. Il primo è la qualità tecnologica, cioè le caratteristiche fisiche e meccaniche. Poi occorre considerare la qualità dell'uso, vale a dire la durabilità, la sostituibilità e la riparabilità. Il terzo fattore è la compatibilità costruttiva, cioè la reperibilità, la lavorabilità e la sicurezza per gli operatori. È importante considerare anche il valore estetico, cioè l'espressività del materiale data dalle caratteristiche superficiali, come il colore, la capacità di riflettere o assorbire la luce, la rugosità o la lucidatura. Inoltre è bene valutare anche l'ecosostenibilità dei materiali, che saranno, in particolare, esenti da emissioni dannose e radioattività, stabili nel tempo, igroscopici, traspiranti ed ignifughi. In base alle proprietà ed alle caratteristiche, il progettista sceglierà i materiali più adatti alla soluzione costruttiva da realizzare.
Qualità tecnologica e proprietà meccaniche dei materiali
La qualità tecnologica, come già accennato, è fondamentale nella scelta ed utilizzo dei materiali edili. La densità del materiale dipende dalla compattezza, cioè la presenza di vuoti interni. I materiali leggeri sono porosi ed hanno bassa resistenza meccanica. I materiali pesanti sono indicati per realizzare strutture portanti. Le proprietà meccaniche comprendono: la resistenza ai carichi, assai importante per la scelta ed il dimensionamento dei materiali strutturali; la durezza, cioè la resistenza all'abrasione, alla scalfittura ed all'usura; la dilatabilità termica, cioè la capacità di aumento delle dimensioni a causa del calore. L'acciaio ha un'elevata resistenza meccanica, infatti permette di costruire strutture portanti di minori dimensioni rispetto agli altri materiali. Tuttavia è sensibile al fuoco perché ha un'alta dilatabilità termica. Il grès porcellanato, grazie alla sua durezza, è molto indicato per pavimentazioni resistenti e durevoli.
Lavorabilità ed affidabilità dei materiali edili
Altre qualità tecnologiche sono la conducibilità termica e la permeabilità. La prima indica la quantità di calore che può attraversare un materiale. Quelli isolanti hanno un valore basso. Sono permeabili i materiali che si lasciano attraversare da grandi liquidi. La scelta dei materiali più idonei deve tener conto della loro lavorabilità, vale a dire l'attitudine ad essere ridotti nelle forme e misure desiderate nonché ad essere soggetto a determinati trattamenti superficiali. Tra le caratteristiche principali abbiamo la levigabilità, la forabilità e la segabilità. Il tufo è una pietra tenera che si può lavorare con facilità. Al contrario, il granito, pietra durissima, richiede dischi diamantati per essere tagliato. Il materiale deve anche essere affidabile, cioè deve comportarsi secondo le previsioni con il passare del tempo. Questa qualità dipende non soltanto dalle caratteristiche del materiale ma anche dal modo in cui è impiegato nella costruzione.
