I materiali nei giunti di dilatazione

Autore testo: Marvit Basile

Si può definire giunto un dispositivo interposto tra due parti autonome, che posseggono quindi una loro identità, ma che necessitano di essere unite in modo stabile per permettere lo svolgimento di determinate funzioni o di essere messe in relazione per il soddisfacimento di specifiche prestazioni.

In generale per i giunti è possibile operare una classificazione in cui si distinguono:
- giunti di accoppiamento
- giunti di collegamento, impiegati per unire rigidamente due parti di una struttura (es. travi reticolari), o di un impianto (es. tubazioni)
- giunti di dilatazione, impiegati al posto dei precedenti quando sono previste deformazioni

Ferma restando la classificazione generale, per le costruzioni si possono distinguere vari tipi di giunto, tra i quali risultano di particolare importanza:
- giunti di costruzione, i collegamenti tra materiali di diverse natura, caratterizzati da differenti coefficienti di dilatazione, risultano problematici in quanto facilmente soggetti alla formazione di crepe e fessure;
- giunti di dilatazione, normalmente presenti nelle opere edilizie, dove talvolta è necessario prevedere giunti che consentano di assorbire i movimenti che si creano per effetto delle dilatazioni termiche e di eventuali assestamenti o deformazioni
nel vuoto di giunto vanno da subito inseriti adeguati prodotti di giunzione con la doppia funzione di trasferire i carichi e di evitare l'accumulo di detriti che impediscano il movimento;
- giunti di ripresa, utilizzati nelle riprese di getto su calcestruzzo, operazioni particolarmente problematiche in quanto il calcestruzzo fresco non fa presa sul calcestruzzo indurito.

Le differenti tecniche di giunzione vengono determinate dalla natura dei materiali adottati e, in particolare, tra materiali della stessa specie.

Legno

Il metodo di connessione tipico del legno massiccio è quello dell'incastro, ma l'assemblaggio può avvenire con chiodi, viti, elementi dentati, colla, cavicchi e biette. La scelta del mezzo di collegamento più idoneo deve essere effettuata al momento del progetto, in base alle sollecitazioni che gli elementi dovranno subire quando la costruzione sarà in esercizio. Perchè l'incastro abbia una buona riuscita è necessario che il materiali sia sano, privo di nodi nei punti da intagliare e che siano eseguiti tracciature e tagli precisi.
Un'altra tecnica di assemblaggio del legno massiccio prevede l'uso di cavicchi, cioè di elementi a sezione rotonda, quadrata o rettangolare di legno duro che vengono fissati entro fori con la stessa sezione che attraversano i pezzi da collegare
Il collegamento con chiodi rappresenta la tecnica più facile e veloce, anche se la meno pregiata dal punto di vista estetico e la meno resistente dal punto di vista meccanico.
Le viti presentano una particolare conformazione che facilita la penetrazione nel legno e la tenuta. Anche in questo caso è necessario che le viti siano inserite in senso trasversale rispetto alla direzione delle fibre.
Altri elementi metallici utili per il collegamento sono piastre e anelli dentati, che penetrano a pressione il legno e possono provocare deformazioni locali.
Le colle sono impiegate con il legno massiccio come coadiuvanti nell'azione di tenuta, per rendere quindi più efficaci e resistenti i collegamenti effettuati con le tecniche citate.
Gli adesivi svolgono poi una fondamentale funzione nella produzione del legno lamellare, in cui sottili assi con le fibre orientate tutte nella stessa direzione e giuntate, nel senso della lunghezza, con incastri a pettine, vengono incollate tra loro con particolari colle resistenti ed elastiche.
Per quanto riguarda, invece, l'assemblaggio tra due elementi in lamellare si fa normalmente ricorso a pezzi meccanici appositamente studiati.

Metalli
L'aggraffatura è una tecnica molto elementare ed antica che si utilizza per realizzare giunti in lamiera sottile. Impiegata soprattutto con materiali duttili come il rame, il piombo e lo zinco consiste nell'affiancare e ripiegare i lembi delle parti da congiungere.
La saldatura che avviene preparando adeguatamente le superfici da unire e utilizzando generalmente una lega saldante, che deve ovviamente presentare un punto di fusione inferiore a quello dei metalli da unire.
I tipi di saldatura unificati sono: per pressione, i pezzi da collegare vengono riscaldati in corrispondenza delle estremità e portati localmente allo stato pastoso e l'unione è ottenuta per semplice pressione statica o per martellamento; per fusione, il collegamento avviene riscaldando e portando a fusione le estremità dei pezzi da saldare e, contemporaneamente facendo colare, allo stato fuso materiale da apporto identico al metallo base; saldobrasatura, il collegamento dei pezzi, della stessa o diversa natura, è ottenuto apportando fra essi allo stato fuso un metallo o una lega opportuna diversi dal metallo di base; brasatura, il collegamento avviene per infiltrazione, tra le superfici a contatto dei pezzi da unire, di metallo portato a fusione.
Volendo realizzare un'unione non definitiva si possono utilizzare le viti.

Materiali ceramici
Il fondamentale prodotto di giunzione è rappresentato dalle malte; la modularità degli elementi viene scandita dal giunto di malta, che, oltre al suo compito primario, assume anche potenzialità estetiche.
I giunti di malta sono quelli classici che ritroviamo ancora oggi; alla tradizionale malta di calce si sono andate sostituendo nel tempo le malte composte da malta e cemento e poi quelle prevalentemente in cemento, fino ad arrivare alle malte premiscelate e pronte, in cui i componenti sono dosati con precisione e adeguatamente additivati in funzione delle caratteristiche che si vogliono perseguire.

Materiali plastici
I diversi manufatti plastici si ottengono per stampaggio, ottenendo così l'oggetto voluto comprimendo a notevole pressione il materiale reso plastico, attraverso la calandratura, si ottengono le lastre e per estrusione profilati di varia sezione.
La loro unione avviene in due modi principali:
per la maggior parte delle resine si possono utilizzare dei solventi capaci di provocare il loro incollamento, mentre nel caso particolare di materiali trasparenti si utilizzano adesivi che hanno lo stesso grado di rifrazione alla luce del materiale da congiungere e quindi simulano la continuità delle superfici; per le materie plastiche chimicamente inerti viene utilizzata la tecnica della saldatura, effettuata con un cannello speciale, con l'apporto di materiale in barre avente la stessa densità e lo stesso indice di fluidità dei materiali da unire.

I giunti di dilatazione hanno il compito di permettere il massimo spostamento causato da variazioni termiche, assestamento di alcune parti dell'edificio o tra corpi di fabbrica costruiti in epoche diverse

Se indichiamo con:

A = larghezza del giunto in cm
L = lunghezza della campata in cm
D = differenza della temperatura fra inverno ed estate (30°)
N = coefficiente di dilatazione del materiale

Allora deve essere: A > L x D x N

Riportiamo qui di seguito i coefficienti di dilatazione lineare di alcuni materiali:

Metalli e leghe
Acciaio = 0.000012
Alluminio = 0.000024
Bronzo = 0.000018
Ferro omogeneo = 0.000012
Ghisa = 0.000011
Ottone = 0.000018
Rame = 0.000017

Pietre e murature
Ardesia = 0.000010
Arenaria = 0.000010
Conglomerato di cemento = 0.000012
Granito = 0.000009
Intonaco = 0.000016
Marmo = 0.000007
Muratura di pietrame = 0.000006
Muratura di mattoni = 0.000006
Pietra calcarea = 0.000007

Legnami (parallelamente alla fibra)
Abete = 0.000003
Acero = 0.000006
Pino = 0.000005
Quercia = 0.000004

Legnami (trasversalmente alla fibra):
Abete = 0.000057
Acero = 0.000048
Pino = 0.000037
Quercia = 0.000054

Vetri = 0.000009

Nelle strutture in c.a. i giunti di dilatazione sono di fondamentale importanza a causa del fenomeno di "ritiro" durante la presa. Bisogna, quindi, in sede di progettazione frazionare la struttura in elevazione, in zone non eccessivamente estese, dalle fondazioni alla copertura, in modo da consentire la massima libertà di movimenti alle due parti concomitanti.
Orizzontalmente la distanza fra i giunti non deve superare i 40 ÷ 50 metri.
Qualunque sia la soluzione adottata, bisogna che la fessura prodotta verso l'esterno sia diligentemente protetta per impedire che l'aria e l'acqua penetrino nella costruzione.
Esistono in commercio diversi tipi di giunti di dilatazione classificati secondo la loro utilizzazione nelle strutture verticali o orizzontali e da tipo di materiale.

Bibliografia:
AA. VV., Manuale dell'architetto, CNRA
Petrignani, Tecnologie dell'architettura, I.G.D.A., Novara, 1990

Giunti di dilatazione

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