La classificazione geologica

1.1.2. Proprietà tecniche, prestazioni e caratteristiche delle pietre naturali 1.1.2.1. Colore

1.1.2.2. Durabilità 1.1.2.3. Lavorabilità

1.1.2.4. Proprietà meccaniche

1.1.2.5. Peso specifico e peso di volume delle pietre 1.1.2.6. Porosità e permeabilità

1.1.2.7. Proprietà termiche

1.1.2.8. Resistenza all’usura o logorabilità

1.2. MATERIALI ARTIFICIALI DERIVATI DALLA PIETRA

1.2.1. Calcestruzzi ottenuti da scarti di estrazione o lavorazione della pietra 1.2.2. I lapidei agglomerati

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1. ANALISI DELLE DIVERSE TIPOLOGIE DI MATERIALI LAPIDEI

1.1. LE PIETRE NATURALI 1.1.1. Classificazioni

Le pietre naturali impiegate nelle costruzioni vengono ottenute dai vari tipi di rocce esistenti attraverso processi di estrazione e trasformazione. Le diverse specie lapidee sono caratterizzate da “analogie genetiche e prestazionali” (Boeri, 1996, p. 3). Storicamente, sulla base di queste analogie, sono state elaborate diverse classificazioni delle pietre naturali.

Nell’antichità le pietre da costruzione venivano distinte in base alla loro attitudine ad essere lucidate. Le pietre non lucidabili, impiegabili nella fabbricazione del corpo degli edifici, erano indicate con il termine lapides mentre quelle lucidabili e levigabili, da impiegare principalmente nelle decorazioni edilizie e nelle opere scultoree e ornamentali, erano definite marmora (Menicali, 1992, p. 11). Nel Medioevo, invece, i marmi venivano suddivisi in marmi antichi e moderni: la prima denominazione comprendeva i materiali provenienti da cave esaurite o da località di ubicazione ignota, mentre la seconda indicava quelli provenienti da cave attive o conosciute (Menicali, 1992, p. 11).

Attualmente le pietre naturali sono classificate in base alla classificazione geologica e alla classificazione merceologica.

1.1.1.1. La classificazione geologica

La classificazione scientifica delle rocce universalmente adottata si basa sull’origine geologica dei materiali lapidei e fornisce indicazioni essenziali per comprenderne le caratteristiche principali (Boeri, 1996, p. 12). In base a questa classificazione, si distinguono rocce magmatiche o endogene, rocce sedimentarie o esogene e rocce metamorfiche.

Le rocce magmatiche si sono formate a seguito del raffreddamento e del consolidamento di materiali fusi o magmi originatesi in profondità. Dal punto di vista chimico e mineralogico, sono caratterizzate dalla presenza di silice (SiO2), da ossidi e componenti mineralogici (Blanco, 1999, p. 195). In base al contenuto di silice questo tipo di rocce sono definite ipersiliciche o acide, metasiliciche o neutre, iposiliciche o basiche o ultrabasiche.

Le rocce magmatiche si distinguono in rocce intrusive ed effusive.

Le prime si sono originate in profondità, mediante il lento raffreddamento del magma e presentano, per la lunga durata del processo di solidificazione, una struttura granulare estremamente compatta con cristalli di grandi dimensioni di natura diversa (Blanco, 1999, p. 195; Boeri, 1996, p. 12). La struttura cristallina granulare conferisce ai materiali elevati valori di durezza e di resistenza meccanica (Menicali, 1992, p. 12). Nella categoria delle rocce intrusive rientrano i graniti (Fig. 20), le sieniti, i serpentini, le dioriti e i gabbri.

Le rocce magmatiche effusive o vulcaniche sono prodotte dalla solidificazione del magma pervenuto sulla superficie terrestre o negli oceani. La velocità elevata del processo di raffreddamento ha come conseguenza la formazione di rocce a struttura prevalentemente amorfa di tipo vetroso (Boeri, 1996, p. 13). Le rocce che appartengono a questa categoria e che hanno maggiore rilievo in relazione all’impiego nelle costruzioni, sono i porfidi, i basalti, le trachiti e le lipariti. I porfidi sono l’unico tipo

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di roccia effusiva lucidabile e sono caratterizzati da elevati valori di resistenza a compressione (Menicali, 1992, p. 13).

Fig. 20 Granito bianco sardo, granito bianco Montorfano e granito rosa Nule [Di Sivo, 2004, p. 76]

Le rocce sedimentarie derivano dal processo di sedimentazione e di ricomposizione dei prodotti della disgregazione meccanica e dell’alterazione chimica di rocce preesistenti e da depositi di origine organica (Blanco, 1999, p. 195). Le cause principali delle disgregazione e dell’alterazione delle rocce preesistenti sono costituite da fenomeni esogeni ovvero da processi chimico-fisici che avvengono sulla superficie terrestre: diversi agenti quali le acque, i venti e i ghiacciai, sono responsabili di questi fenomeni e del successivo accumulo dei detriti rocciosi in bacini marini o lacustri e nelle pianure alluvionali. Alla deposizione segue il processo di ricomposizione dei materiali sciolti che è detto diagenesi e che può essere di natura fisica, chimica o mista (Boeri, 1996, p. 13). Tutti i tipi di roccia sedimentaria, comunque, sono caratterizzati da una struttura stratificata (Winkler, 1994, p. 9). In base alla loro origine le rocce sedimentarie sono distinte in rocce di deposito chimico, rocce organogene, rocce clastiche e rocce piroclastiche. Le prime sono costituite da minerali derivanti dalla degradazione di rocce preesistenti, che vengono depositati in soluzione acquosa in particolari ambienti sedimentari e si separano per precipitazione o per evaporazione (Menicali, 1992, p. 14). Comprendono i gessi, i travertini (Fig. 21), gli alabastri calcarei e i tufi calcarei. Le rocce organogene, invece, si formano a seguito dell’accumulo di resti organici minerali, principalmente scheletri esterni o interni di organismi animali o vegetali (Menicali, 1992, p. 15). Comprendono i calcari compatti e le dolomie. Le rocce clastiche derivano dalla ricomposizione di frammenti di rocce preesistenti trasportati in ambienti di deposito marini o continentali: il peso dei sedimenti progressivamente accumulati determina la compattazione dei materiali mentre i sali minerali disciolti nell’acqua ne consentono la cementazione (Menicali, 1992, p. 13). Le rocce clastiche comprendono i conglomerati, le brecce, le puddinghe, le arenarie che si differenziano per le dimensioni degli elementi costituenti (Boeri, 1996, p. 14; Winkler, 1994, pp. 11, 17-18). Le rocce piroclastiche, infine, sono costituite da componenti generalmente di natura silicea derivanti dall’attività vulcanica di tipo esplosivo e successivamente cementati (Menicali, 1992, p. 13). Comprendono i tufi e i peperini (Fig. 21).

Fig. 21 Travertino classico, travertino romano noce, peperino rosa [Di Sivo, 2004, p. 77]

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Le rocce metamorfiche derivano dalla trasformazione di rocce eruttive o sedimentarie in condizioni di elevata temperatura e pressione: solitamente, il processo di trasformazione è indotto da agenti concomitanti di natura fisica, chimica e meccanica che modificano la composizione chimica delle rocce originarie e determinano processi mineralogici e di riordinamento strutturale (Boeri, 1996, p. 15). L’entità delle modificazioni subite rende spesso impossibile distinguere la natura della roccia originaria detta edotto (Blanco, 1999, p. 196). Le rocce soggette a metamorfismo, infatti, possono essere interessate dalla formazione di nuovi minerali e dall’aumento del grado di cristallinità e possono assumere nuovi tipi di tessitura più o meno scistosa. Il grado di metamorfismo più o meno elevato influenza la dimensione dei singoli grani minerali formati a seguito del processo di ricristallizzazione (Winkler, 1994, p. 25). La tessitura scistosa, invece, viene assunta dalle rocce che hanno subito una pressione di carico orientata in una direzione e consiste nella disposizione dei minerali secondo giaciture pressoché parallele (Menicali, 1992, p. 16). Tra le molte rocce metamorfiche caratterizzate da una struttura scistosa si annoverano gli gneiss, le ardesie e le lavagne che risultano facilmente lavorabili lungo i piani di sfaldatura. Nella categoria delle rocce metamorfiche rientrano anche i serpentini, i cipollini, le filladi e i marmi. Questi ultimi che derivano dal metamorfismo di rocce calcaree e presentano una struttura cristallina, sono tra i materiali lapidei più pregiati e vengono impiegati in architettura soprattutto con funzione di rivestimento (Fig. 22).

Fig. 22 Marmo arabescato Cervaiole, marmo calacatta macchia oro, marmo fior di pesco carnico [Di Sivo, 2004, p. 75]