Lezioni di petrografia applicata 2008
R. Bugini - L. Folli

CRITERI DI IMPIEGO DELLE PIETRE DA COSTRUZIONE

  INDICE
 
 

Introduzione: le rocce e il loro impiego in architettura

   

I minerali

   

Le rocce

   

Rocce magmatiche o ignee

   

Rocce sedimentarie

   

Rocce metamorfiche

   

Criteri di impiego delle pietre da costruzione

   

Lavorazione delle pietre da costruzione

   

Le pietre impiegate nell'architettura milanese e lombarda

   

Caratteristiche delle pietre da costruzione

   

Alterazioni macroscopiche dei materiali lapidei

   

Tecniche analitiche

   

Materiali lapidei artificiali - Malte

   

Materiali lapidei artificiali - Ceramiche

   
Catalogo fotografico    


COPERTINA
  

   

Si riportano alcuni passi, tratti dai testi di importanti Autori classici e di Trattatisti moderni, a proposito dell’impiego delle rocce come materiali da costruzione e come materiali ornamentali.

"Resta da considerare la natura delle pietre, nelle quali la follia dei costumi umani si esplica più che altrove (..) Noi invece tagliamo a pezzi montagne che un tempo furono oggetto di meraviglia anche solo valicare. I nostri avi considerarono quasi un prodigio che le Alpi fossero state attraversate da Annibale, e più tardi dai Cimbri, ora questi stessi monti vengono fatti a pezzi per ricavarne marmi delle specie più varie."
Plinio
Storia naturale (libro XXXVI capitolo 1)

"(..) seguita che si dica per ordine delle petraie, delle quali gran copia di quadrati sassi, e di cementi si cavano per gli edificij. Queste si trovano di varie, e molto dissimiglianti maniere, perché alcune sono molli, come d’intorno a Roma, le Rosse, le Paliane, le Fidenate, le Albane; alcune temperate come le Tevertine, le Amiternine, le Sorattine, e altre di questa maniera. Alcune poi sono dure, come sono le selici."
I dieci libri dell’architettura di M. Vitruvio tradotti e commentati da Mons. Daniele Barbaro, 1567 (libro II capitolo 7)

"Il pietrame che serve per la muratura può essere di due specie: l’una si usa per la preparazione delle malte l’altra per costituire la struttura dell’edificio."
Leon Battista Alberti Dell’architettura, 1485 (libro secondo, capitolo 8)

"Non è fuor di luogo aver un’idea di quanto varie e sorprendenti siano le qualità delle pietre, in modo da potersene servire ai diversi fini cha a ciascuna competono nella maniera più appropriata."
Leon Battista Alberti Dell’architettura, 1485 (libro II, capitolo 9)

"Avendo noi ragionato così in genere di tutte le pietre, che o per ornamenti o per iscolture servono agli artefici ne’ loro bisogni, diciamo ora che quando elle si lavorano per la fabrica, tutto quello dove si adopera la squadra e le seste e che ha cantoni, sia chiama lavoro di quadro. E questo cognome deriva dalle facce e dagli spigoli che son quadri (..). Ma se l’opra non resta così pulita, ma si intagli in tai cornici, fregi , fogliami, uovoli, fusaruoli, dentelli, guscie, et altre sorti d’intagli (..) ella si chiama opra di quadro intagliata o vero lavoro d’intaglio."
Giorgio Vasari Le vite …, 1568 (Introduzione, capitolo 2)

"Delle pietre altre habbiamo dalla Natura, altre sono fatte dall’industria de gli uomini: le naturali si cavano dalle petraie, e sono o per far la calce, o per fare i muri (..). Quelle delle quali si fanno i muri, o sono marmi e pietre dure, che si dicono anco pietre vive; overo sono pietre molli e tenere."
Andrea Palladio I quattro libri dell’architettura, 1570 (libro I, capitolo 3)

"Le materie vogliono esser tali, che per qualità possino costruire tutto il corpo, e le parti principali dell’edificio, e perciò è necessario avere questa avvertenza, che altre materie si convengono a costruire, e elevare un genere di edificio, e altre ad un altro: (..) i Tempij, e i palazzi publici de’ Principi, o siano delle Republiche, e simili altri devono essere fatti de materie, che per la loro natura sono molto durabili, e anco se si può di specie nobile, e delicate. Le prime, e anco più robuste, e grandi, e gravi, e piene d’ogni bellezza serviranno per le fondamente, e mura, e per i piani, e tetti, e le altre poi si distribuiranno ad uso degli ornamenti; affine che secondo le specie e qualità loro siano distribuite ne’ luoghi più convenevoli, e possino far validamente l’ufficio loro, la qual cosa è di somma importanza all’edificare bene."
Vincenzo Scamozzi L’idea dell’architettura universale, 1615 (parte II, libro VII, capitolo 2)

"I marmi che l’architettura impiega per la decorazione de’ suoi più nobili edifizi sono di più colori: bianchi, neri, gialli, verdi, rossi variati e frammisti di macchie, di vene, di mosche, di onde, di nuvole differentemente colorite. (..) Questa diversità di tinte esige primieramente un buon senso nell’architetto per applicarle seconda la convenienza de’ soggetti. I marmi di colori vivaci converranno per le decorazioni degli archi trionfali, delle fontane, de’ teatri, degli appartamenti, de’ cammini e di altre opere gaje. Ne’ tempii e negli altari si impiegheranno marmi di colori diversi. E ne’ mausolei e nelle tombe non si useranno certo quelli di colore allegro. In secondo luogo il differente colorito dei marmi richiede nell’architetto un’intelligenza per combinarli insieme in un’opera, affinchè ne risulti un accordo pittoresco."
Francesco Milizia Principi di architettura civile, 1803 (parte I, libro IV, capitolo 12)

"Sotto due aspetti possono riguardarsi le pietre da construzione: altre si usavano ne’ fondamenti e nell’interno de’ muri, altre nell’esterno degli edificj."
Faustino Corsi Delle pietre antiche 1845 (parte I)

"Per pietre da decorazione comunemente s’intendono quelle che a cagione de’ bei colori, delle belle forme delle macchie, e della lucentezza che prendono sono buone da ornare gli edificj, ma che peraltro si trovano in grandi massi, onde formare statue, colonne, tazze, vasche ed ornati di architettura (..). Gli scarpellini dividono le pietre da decorazione in due classi, cioè in tenere e in dure. Le calcari, le argille, le serpentine, i gessi, gli spati e le ardesie che facilmente si tagliano chiamansi tenere: le basalti, i porfidi, i graniti ed i così detti serpentini (porfidi verdi dei mineralogi) chiamansi dure, perché si tagliano con difficoltà."
Faustino Corsi Delle pietre antiche, 1845 (parte II)

"I materiali naturali si estraggono dai loro giacimenti (cave) e poi, se occorre, si lavorano colle forme e dimensioni richieste. Il loro allestimento comprende quindi due argomenti principali: estrazione e lavorazione I pezzi di roccia che si cavano con dimensioni molto superiori alle richieste, si dividono in pezzi minori; questi, se devono impiegarsi con una forma che loro manchi, si sbozzano; indi si compiscono in riguardo tanto alla forma come al grado di liscezza delle loro superfici. La lavorazione delle pietre comprende quindi tre operazioni principali: divisione, sbozzo, compimento. Esse richiedono strumenti e mezzi lavorati a mano o a macchina, e si eseguiscono con metodi diversi seconda la natura delle pietra, o diversi da un paese all’altro secondo le abitudini locali."
Francesco Salmojraghi Materiali naturali da costruzione, 1892

I materiali lapidei utilizzati in campo architettonico si suddividono a seconda della lavorazione cui possono essere sottoposti.

  1. Pietra grezza (pezzi informi per spaccatura); pietra concia (forma definita con molta tolleranza mediante sbozzo di pietra grezza): per murature ordinarie
  2. Pietra da taglio( lavorata su tutte le facce fino alla martellinatura): per murature speciali.
  3. Lastre non lucidate né scolpite (due dimensioni prevalenti sulla terza); per pavimenti, rivestimenti, scale, coperture.
  4. Manufatti e lastre lucidati o scolpiti: per decorazioni.

"I materiali che ricevono una lavoratura spinta fino alla lucidatura o alla scultura, sì a basso che ad alto rilievo, e che sono riservati al rivestimento o al compimento ornamentale di opere edilizie sontuose o di costruzioni monumentali, si qualificano per decorativi. Una distinzione netta non può farsi però fra di essi e la pietra da taglio; rimane specialmente incerto il criterio dipendente dal genere di scultura. Una cornice od un architrave con modanature semplici possono ancora iscriversi alla pietra da taglio; se invece hanno modanature complicate o se portano fregi scolpiti, spettano ai materiali da decorazione (..). Non tutte le rocce lucidabili soddisfano in ugual modo tutti i casi dove occorrono decorazioni lucidate. A parità di condizioni economiche (prezzo, lucidabilità), influisce nella scelta il colore, che più o meno si adatta al carattere dell'opera od è più o meno in accordo coi colori dei materiali della stessa opera. (..) Le rocce policrome posseggono nel più alto grado l'attitudine ornamentale, sia per la vaghezza dei colori, che tanto più spiccano colla lucidatura."
Francesco Salmojraghi Materiali naturali da costruzione, 1892

ROCCE CHE FORNISCONO MATERIALI DA COSTRUZIONE

La maggioranza delle rocce che affiorano sulla superficie terrestre può fornire pietra da costruzione, scarse sono infatti le rocce che non si prestano all’uso. Perché una roccia possa fornire il materiale adatto all’architettura devono però essere soddisfatti alcuni fattori fondamentali che si possono definire come:
GEOLOGICO, PETROGRAFICO ECONOMICO ESTETICO.
Tra le rocce che non soddisfano questi fattori si annoverano le rocce sedimentarie in cui è presente una componente argillosa (marne, argilliti). Si tratta di rocce poco coerenti, sottilmente stratificate o fissili che però forniscono la materia prima per la fabbricazione del cemento Portland e, quando la componente argillosa è preponderante, i prodotti ceramici.
Altre rocce inadatte all’impiego sono le vulcaniti ricche di componente vetrosa (ossidiana, pomice), le rocce metamorfiche molto scistose (filladi).

FATTORI CHE CONSIZIONANO L'UTILIZZO DELLE PIETRE IN ARCHITETTURA

Il fattore geologico è riferito alle caratteristiche degli affioramenti geologici; il fattore petrografico è riferito alle caratteristiche costitutive (chimiche, mineralogiche, fisiche) della roccia di tali affioramenti; il fattore economico è riferito alle possibilità di sfruttamento dell’affioramento mediante la coltivazione di cave; il fattore estetico è riferito agli effetti che si possono ottenere dall’uso di un materiale.
I fattori sono strettamente connessi fra loro ed hanno subìto, soprattutto per quanto riguarda l'epoca contemporanea, qualche variazione nella loro importanza.

FATTORE GEOLOGICO

Si riflette nell'estensione e nella morfologia dell'affioramento, nelle tipologie del materiale coltivabile, nella modalità di estrazione richiesta dal materiale stesso.
L'estensione areale degli affioramenti condiziona il numero delle cave da cui ricavare lo stesso materiale e quindi la disponibilità dello stesso.
La morfologia dell'affioramento dipende dalla disposizione e dallo spessore degli strati, dalla presenza di pieghe e faglie e determina la quantità di materiale ricavabile da ciascuna cava.
Le tipologie (blocchi, conci, lastre) del materiale coltivabile sono in funzione dell'andamento delle fessurazioni (rocce magmatiche); dello spessore degli strati e della presenza di interstrati (rocce sedimentarie); della scistosità e della presenza di venature (rocce metamorfiche).
Le modalità di estrazione richiedono un consumo di energia e di tempo strettamente correlato alla durezza delle pietre (le pietre dure richiedono maggiore energia e tempo rispetto a quelle tenere). Esse vengono svolte con metodi differenziati per i diversi materiali lapidei, metodi che si sono affinati nel corso del tempo.

FATTORE PETROGRAFICO

Si riflette nelle caratteristiche costitutive dei materiali e quindi nel colore, nella durabilità, nella lavorabilità, nella lucidabilità e nella scolpibilità.
Il colore può essere uniforme (rocce sedimentarie), punteggiato (rocce magmatiche), variegato (marmi) o plurimo (brecce).
La durabilità deve essere considerata in funzione dell'impiego cui una pietra è destinata. Una roccia resistente all'usura (roccia metamorfica scistosa) è adatta alle pavimentazioni; una roccia resistente alla compressione (roccia magmatica) è adatta per colonne e pilastri; una roccia resistente al deterioramento ad opera degli agenti atmosferici e con caratteri cromatici stabili (rocce magmatiche, rocce sedimentarie compatte) è adatta per rivestimenti in esterno.
La lavorabilità, analogamente a quanto riportato a proposito delle modalità di estrazione, è migliore nelle pietre tenere (rocce sedimentarie porose, rocce prive di quarzo e silicati) che vengono spaccate, segate o perforate più facilmente, rapidamente e con minori costi rispetto a pietre dure (rocce magmatiche, rocce metamorfiche, rocce con quarzo e silicati).
La lucidabilità non è realizzabile in alcuni materiali, come le arenarie, a causa delle diverse caratteristiche dei minerali presenti e della tessitura clastica (costituita cioè da un aggregato di frammenti di durezza diversa ancora perfettamente distinguibili); al contrario è ottenibile in rocce compatte e tessituralmente omogenee (rocce magmatiche, calcari compatti, marmi).
La scolpibilità è in stretta relazione con la grana, l'omogeneità mineralogica e tessiturale, la compattezza, la presenza di venature e di minerali che possono alterarsi (pirite): nei marmi a grana fine queste condizioni sono soddisfatte al meglio; nei marmi a grana grossa, invece, i cristalli di calcite rispondono diversamente allo scalpello, sfaldandosi e rendendo scabra la superficie. Le rocce clastiche a grana grossa (conglomerati) non possono essere scolpite per ovvi motivi legati alla granulometria ed alla tessitura. Le rocce magmatiche, oltre ai motivi precendenti come la coesistenza di numerosi minerali con caratteristiche diverse, sono inadatte per il loro colore poco omogeneo.

FATTORE ECONOMICO

Si riflette nella coltivazione in cava e nelle possibilità di accesso e trasporto ai cantieri. Si riflette nella possibilità di coltivazione, mediante l’apertura di una cava, di un affioramento roccioso, nelle possibilità di accesso alla cava stessa e nelle possibilità di trasporto del materiale cavato ai cantieri di utilizzo.
La coltivazione è condizionata dai lavori che sono necessari per rendere e mantenere produttiva una cava: cave più facilmente coltivabili sono quelle in cui mancano strati superficiali di materiale inutilizzabile che devono essere asportati o che impongono un più costoso scavo in galleria; inoltre deve essere minima la quantità di acqua presente sul fronte di scavo. Blocchi già staccati dal monte, come i massi erratici rimasti dopo lo scioglimento delle lingue glaciali, possono essere immediatamente suddivisi senza ulteriori costi.

FATTORE ESTETICO

Si riflette soprattutto nel risultato ottenuto con l’uso di un determinato materiale, con le diverse lavorazioni superficiali, con l'accostamento di materiali di natura diversa. In tale fattore confluiscono molti degli elementi prima citati (colore, durabilità, lavorabilità, scolpibilità). Un corretto uso comprende anche lo studio delle condizioni ambientali di messa in opera, condizioni che possono rapidamente alterare l’effetto voluto al momento della progettazione.

CLASSIFICAZIONE PETROGRAFICA E COMMERCIALE

La classificazione petrografica è basata su un criterio genetico.

MAGMATICHE - Rocce originate da cristallizzazione di magmi
(granito, diorite, gabbro, sienite; porfido, andesite, basalto, trachite)

SEDIMENTARIE - rocce originate da deposizione di sedimenti
(conglomerato, arenaria, argilla, tufo; calcare, dolomia, travertino)

METAMORFICHE - rocce originate da aumenti di temperatura e pressione
(fillade, micascisto, quarzite, marmo, calcescisto, serpentinite, anfibolite, gneiss, granulite)

La classificazione commerciale considera invece criteri diversi quali la lucidabilità, la lavorabilità, ecc.

GRANITI - rocce resistenti di natura silicatica, lucidabili
(granito, diorite, gabbro, sienite; porfido, andesite; gneiss, granulite)

PIETRE - rocce compatte o porose, non lucidabili
(basalto, trachite; conglomerato, arenaria, argilla, tufo, calcare tenero, dolomia; fillade, micascisto, quarzite, serpentinite, anfibolite)

MARMI- rocce compatte di natura carbonatica, lucidabili
(marmo, calcescisto; calcare compatto)

TRAVERTINI - rocce ricche di cavità, compatte, lucidabili
(travertino)