lavorazione delle pietre da costruzione

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Lezioni di petrografia applicata 2 005
R. Bugini - L. Folli
LAVORAZIONE DELLE PIETRE DA COSTRUZIONE
I NDI CE
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Inlroduzlone: Ie roeee e II loro
irnpteoo In arcrutettura
I minerali
Le rocce
Rocce magmatiche 0 iglLee
Roece sedimentarie
Rocce metamorfiche
Criteri di irnpieqo delle pietre da
co:;tru zione
Lavorazione delle pietre da
costruzione
Le oietre imoiegate nell'architettura
milanese e lombarda
Caratteristiche delle pietre da
costruzione
Alterazioni macroscopiche dei
materiali lapidei
Tecniche analitiche
Materiali lapidei artificiali - Malte
Materiali lapideLar::tificiali ­
Ceramiche
Fino alia meta dell'Ottocento esisteva sola mente
la lavorazione manuale. Progressivamente sono
stati int rodotti macchinari adatti aile diverse
operazioni che garantiscono maggior sicurezza nel
lavoro e permettono la riduzione dei tempi di
esecuzione. Attualmente solo Ie attivita di
scultura sana effettuate a mano , mentre Ie altre
attlvita sono effettuate con maechine a controllo
numerico.
LAVO RAZIONE MANUALE
II materia Ie lapideo veniva cavato in blocchi con
sistemi diversi a seconda della nat ura e della
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giacitura della roccia. Trascurando Ie tecniche per
la ricerca del materiaIe adatto e per I'apertura di
•
una cava, si ricordano i due metodi pr incipali di
coltivazione : a cielo aperto, in galleria. Nel primo
caso la cava si estende e si approfondisce,
asportando tutto iI materiale e sconvolgendo la
morfologia del territorio interessato; nel secondo
•
caso la cava segue un determinate livello 0 strato
nel suo sviluppo e lascia quasi integra la
•
morfologia
del territorio. Lo scavo a cielo aperto,
•
appli
cabile
soprattutto aile rocce magmatiche, si
•
appronta quando il materia Ie da asporta re, in
di spessore ridotto. Lo
quanta inutilizzabile,
scavo in galleria, spesso adoperato per rocce
COPERTINA
sedimentarie e marmi, si appronta quando iI
materiale da asportare in quantita tanto elev ata
pill
da non rendere conveni ente la coltivazione a clelo aperto. La coltivazione in galler ia
im pegnat iva e laboriosa per i diversi problemi che si devono affrontare quali il sostegno del
"tetto" del le gallerie, 10 sm alt iment o delle acque dal fronte di cava, la moviment azione dei
ad altezza diversa rispetto all 'imbocco
blocchi (pill difficoltosa ancora se il fronte di cava
della galleria), I'illuminazione.
La separazione del blocchi "dal monte" dipende dalle condizioni di giacitura della roccta, Nel
caso pill semplice si sfruttano i giunti naturali (fessure per Ie rocce magmatiche,
stratificazion i per Ie rocce sedimentarie, sclstoslta per Ie rocce metamorfiche) aprendoli con
cunei battuti da una mazza; nel caso pill complesso si scavano solchl intorno al bloeco da
cavare, con piccone oppure con mazza e punta ed infine 10 si distacca dalla roccia inserendo
cunei in apposite fessure praticate lunge I'ultima superficie da staccare. Casi intermedi
prevedono I'utilizzo di giunti naturali e di solchi appositamente scavati al "contro" (vedi
infra).
L'est razione di grand i blocch i richiede tecniche diverse secondo la natura della roccia. In
presenza di rocce tenere si scava una larga trincea fino a raggiungere Ie dimension i
desiderate del blocco ; in presenza di rocce dure, I'estrazione di un grande blocco
preceduta dall'estrazione di blocch i pill piccoli ai lati, in tal modo si riducono iI lavoro e 10
scarto.
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II blocco deve essere diviso in pezzi delle dimensioni desiderate med iante spaccatura 0
segagione a seconda della natura geo logica della roccia.
Nella divisione dei blocchi importante riconoscere il verso, il secondo, iI contro (figura 15).
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Nelle rocce magmatiche (es. granito) sono evidenti: una direzione (verso) lungo la quale la roccia si divide plu
facilmente rispetto aile altre direzioni; un'altra (secondo) normale al verso, lunge la quale la divisione e piu
difficile; una terza (contro) normale aile altre lunge la quale la divisione nettamente ptu difficile.
Nelle rocce sedimentarie il verso
identificato dalle superfici di stratificazione. II secondo e il contro sono
individuati di conseguenza.
Nelle rocce metamorfiche il verso identificabile con i piani di sclstosita.
Gli strumenti necessari per dividere i blocchi sono : cunei, battuti da una mazza in file di fori paralleli
appositamente scavati (utilizzati per rocce dure - Figura 16 a,b,c) e seghe, a denti oppure senza denti in cui
I'azione di taglio dovuta al trascinamento di granuli di sabbia (utilizzate per rocce tenere) .
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Figura 16a - Fori d'tnserzione dei cunei per fa separazione dei
bfocchi (granito rosso di Assuan, Egitto)
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Figura 16b - Fori d'inserzione dei cunei (Uadi Hammamat,
Egitto)
Figura 16c - Sistemi di divisione dei blocchi (Fantiscritti)
I pezzi otten uti mediante divisione vengono in seguito sbozzati e portati a compimento sta per la forma che per
I'aspetto superficiale.
Gli strumenti per 10 sbozzo di pietre dure sona: la subbia (a punta), su grandi estensiani; 10 scalpella, su
plccole superfici piane; la garbia, per piccale superfici curve. Per lo sbozzo delle pietre tenere si utilizzana:
asce; scalpelli a taglia largo a pialle.
Per dare campimenta si utilizzana: la subbia fine; la gradina; la martellina, la bocciarda e la scalpella. In caso
di lavon di scultura vengona anche impiegati ugnetti, raschietti, lime e trapani. Subbia, gradina, scalpello,
ugnetta e garbia, detn ferri, necessitano dell'uso di un mazzuola; gli altri sana strumenti a manica. Nelle figure
17 a,b,c,d sona illustrati alcuni degli strumenti appena citati.
Figura 17a - Mazzuolo in legno
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Figura 17b - Sea/p ello a taglio
largo e subbia 0 punta
Figura 17e - Gradina e due diversi
sea/pel/i
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Figura 17d - Ugnetto e sgorbia
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La lavorazione delle facce dei conci per muratura deve essere perfetta sulle superfici di
appoggio; Ie superfici laterali sono invece rifinite solo per una ristretta fascia lunge i bordi, il
resto viene lasciato grezzo . Un sottile strato di malta favorisce 10 scivolamento dei conci
facilitandone la messa in opera definitiva.
Come ultima operazlone, i graniti, i marmi 0 alcuni calcari ricevono II cosiddetto pulimento
ottenuto attraverso l'azlone abrasive di determinate sostanze che riducono Ie asperlta
superficiali. A seconda del grado di pulimento si distinguono : I'arrot at ura (con pezzi di
arenaria), la levigatura (con la pornlce), la lucidatura (con limatura di plornbo) . La superficie
lavorata st definisce pelle (pelle grossolana, mezzana, liscia, levigata, lucidata). Le
caratteristiche che contraddistinguono una roccia lucidabile sono: la coesione, t'ornoqenetta
mineralogica, l'un lforrnlta nella durezza dei com ponenti e la bassa porostta.
Tutte queste lavorazioni necessitano dl un continuo controllo e di misurazion i; si utilizzano la
riga graduata, la squadra, iI compasso, II filo a piombo e I'archipendolo.
LAVORAZIONE MECCANICA
Attualmente, il distacco dei blocchi dal monte viene effettuato con il filo diamantato oppu re
con tagliatrici a nastro. L'allineamento dei tagli assicurato da laser segnataglio.
Per la trasformazione dei blocchi si procede con seghe a disco diamantato 0 con telai
multilama ottenendo pezzi 0 lastre grezze dl diverse spessore, lastre che possono essere
qui ndi lucidate a nastro continuo.
Finit ure speciali, come ad esempio la lucidatura di superfici toriche, si effettuano con utensili
appositamente sagoma t i. Macchine particolari vengono impiegate per incidere lettere 0
motivi decorativi sulle lastre.
Per opere di decorazione 0 di scultura si precede allo sbozzo mediante carotatura e fresatura
per eliminare il materiale in eccesso. Per lavon delicati, tutte Ie operazioni successive
vengono effettuate con gli utensili tradizionali (subbia, scalpello, gradina, ecc.) mossi da
martelli pneumat ici.
Per i lavori di commess o (reallzzati giustapponendo pietre di colori diversi secondo motivi
ornamentali) si utilizzano tagliatrici ad acqua con pressioni di circa 4000 bar e con orifizio di
0,1 mm di diametro.
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PRODOTTI DELLA LAVORAZIONE
I n relazio ne alia natura geologica e petrograflca dei materiali lapidei si possono ottenere
diversi tipi di manufatti : blocchi, lastre, ecc.
Siocchi di grandi dimensioni sl ricavano da graniti 0 rocce magmatiche in genere, da rocce
sedimentarie in stratificazione rnasstccia (alcuni calcari - sotttcmo), da rocce metamorfiche
prive di sctstoslta e venature (quasi tutti i marmi) . Sono adatti per fusti di colonne,
architravl, statuaria.
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Blocchi di piccole dimensioni si ricavano da rocce sedimentarie (calcari, dolomie, arenarie,
tu fi) in stratificazione media . Sono adatti alia preparazione di conci per muratura .
Blocchi di pieceIe dimensioni adatti alia preparazione di elementi decorativi ricchi di
ornamen tazione, si ottengono da rocce sedimentarie tenere (calcar! teneri, pietra di Leece).
Lastre di vario spessore si ricavano, mediante rottura, da rocce sedimentarie a
stratificazione sottile (calcari, calcari marnosi) . Sono adatte aile murature e aile coperture.
Lastre di grande estensione molto resistenti all'us ura e alia flessione si ricavano, mediante
fenditura, da rocce metamorfiche di natura silicea con elevata scistostta (gneiss,
serpentiniti). Sono adatte aile pavimentazioni esterne ed aile coperture.
Lastre di grandi dimension i si ricavano, per segagione, da rocce compatte di diversa natura
(graniti, calcari, marmi) . Sono adatte al rivestimento di pareti ed aile pavimentazioni
interne.
ANTICHI METODI DI TRAS PORTO E DI MESSA I N OPERA
La discesa dei blocchi dal fronte di cava ai laboratori era effettuata 0 con caduta libera 0 con
"Iizzatura" 0 con carri a trazione animale . Nel pri mo caso, molto primitivo, si sfruttava
semplice mente la fo rza di qravlta facendo rotolare i blocchi sui pendio; nel secondo caso i
blocchi, caricati su slitte di legno, scendevano lungo piani inclinati scivolando su traverse di
legno trattenuti da squadre di uomini mediante robuste funi; nel terzo caso i carri avevano
un assetto particolare (ruote posteriori pill plccole delle anteriori) per mantenere il cartco
orizzontale e non gravare troppo sugli animali . L'uso dei diversi metodi era dettato dalle
particolari condizioni sla del materia Ie cavato che della morfologia della cava e del territorio
circostante.
La preparazione di semilavorati nei laboratori presso Ie cave permetteva di ridurre il peso dei
pezzi da t rasportare ai diversi cantieri di messa in opera . II trasporto dal laboratorio al
cantiere seguiva meto di diversi a seconda dell'ubicazione della cava e delle dimension i dei
semilavorati. Venivano usati carri a trazione animale oppure si utilizzavano vie d'acqua sia
naturali che costruite all'uopo (come il Navlqllo dal Ticino a Milano). II caricamento avveniva
mediante apposite macchine (ved i infra ).
In casi particolari (Vitruvio X,2), soprattutto fusti giganteschi di colonne, questi venivano
trainati sfruttando la lora posstbflita di rotolamento (con opportune ruote fissate aile
estrernlta) oppure, soprattutto per grandi blocchi prismatici, sl utilizzava 10 spostamento su
rulli di legno.
La messa in opera dei conci per la costruzione di un edificio richiedeva I'imp iego di macchine
pill 0 meno complesse a seconda del peso dei conci stessi. La macchina pill semplice, detta
capra, adatta al solo sollevamento verticale, era costituita (Vitruvio, X, 2) da tre travi in
legno, riunite in alto a sostenere il paranco ; II sollevamento dei pesi era reso possibile da
verricelli rnossl a braccia, per pezzi piccoli 0 da gigantesche ruote (tamburt) mosse da
uomini che camminavano al lora inte rno, per pezzi grandi.
L'ancoraggio della pietra era effettuato in divers i modi:
- can corde che imbracavano il concio
sfruttando alcune protuberanze lasciate
sulle superfici ed eliminate a messa in
opera aw enuta ;
- can olivelle, costituite da tre elementi
metallici a "coda di rond ine", che,
agganciate alia fune di sollevamento, si
inserivano in apposit e cavita, pill larghe
sui fonda che in superficie, praticate nel
cond o stesso (Figura 18, in alto);
- con tenaglie che si inserivano in due fori
praticati su una superficie del concio 0 su
due superfici opposte, il peso stesso della
pietra faceva sl che Ie tenagl ie, t irate
dalla corda, si chiudessero consente ndo II
sollevamento (Figura 18, al cent ro e in
basso).
Macchine pill complesse permettevano
non solo il sollevamento verticale, ma
anche 10 spostamento laterale dei conci.
Un tlpo primitivo consisteva in una trave
Figura 18 ­
Sistemi di
sollevamento
dei blocchi
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o in una coppia di travi di legno divaricate (capra), sostenute da corde fissate al terreno e
inclinat e nella direzione voluta (Vitruvio X, 2) alia testata delle travi era fissato il paranco; in
seguito furono sviluppate vere e proprie gru costruite can travi di legno che potevano
ruotare su una base fissa. Anche in questi cast il sollevamento dei pesi era reso possibile da
fun i coma ndata da verricelli a da ruote.
La costruzione di edifici can conci di piet ra poteva richiedere I'applicazione di chiavelle
metalliche fissate can piornbo per rendere piu salda la giustapposizione dei conci stessi; la
forma delle chiavelle poteva essere a doppia coda di rondine a a "U" rovesciata .
L'alloggiamento delle chiavelle era scavato parte in uno dei conci da accostare e parte
nell'altro, iI piombo liquefatto veniva versa to nello spazio rimasto . Anche Ie basi ed i fusti
delle colonne erano collegati con chiavelle disposte verticalmente, il plornbo poteva fluire
attraverso appositi canalicoli incisi nella base.
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