Lamiera d’alluminio

Autore testo: Lorenzo Soro, Valentina Susini

Le lamiere d'alluminio, sono elementi sottili prodotti attraverso il processo di laminazione che può produrre sottilissimi fogli in spessori addirittura anche di qualche micrometro, attraverso la laminazione a freddo.
L'alluminio con livelli di purezza superiori al 99,5 % detto anche primario (ALP), presenta però dei limiti prestazionali, in particolar modo per quanto riguarda la resistenza meccanica, è per questo che in molti casi esso e associato ad altri elementi (detti anche componenti di tempera) come il silicio, il rame, magnesio, il manganese o lo zinco che conferiscono al materiali caratteristiche diverse a seconda degli elementi adottati in lega e quindi in stretta relazione con utilizzo. Questo tipo di leghe, dette leghe leggere, si distinguono quindi per il tipo e le percentuali degli elementi in lega, abbiamo quindi ad esempio le leghe alluminio ' silicio, come l'Anticorodal (2-6% di alluminio e piccole percentuali di magnesio e manganese) estremamente resistente alla corrosione; o le leghe alluminio ' rame, come il Duralluminio, che contiene inoltre anche piccole percentuali di magnesio , silicio e manganese, che invece è scarsamente resistente ala corrosione, per il diverso comportamento elettrochimico di rame e alluminio, ma piuttosto resistente meccanicamente. In ogni caso il Duralluminio può essere protetto da un rivestimento superficiale.
In generale nell'ambito della realizzazione di elementi per rivestimenti, viene usato sia l'alluminio primario, sia in lega con altri elementi soprattutto silicio e magnesio.
È importante osservare come le leghe d'alluminio siano spesso contrassegnate con particolari sigle che specificano gli elementi di lega le percentuali e il tipo di lavorazione alla quale meglio si prestano.
In Italia ma anche in buona parte dell'Europa per esempio le leghe leggere vengono classificate in leghe da lavorazione plastica (P), particolarmente adatte alla estrusione e alla laminazione e leghe da fonderia (G) più adatte per i getti di fonderia.
Nei rivestimenti esterni, soprattutto per edifici industriali e commerciali, le lamiere d'alluminio sono spesso utilizzate come pannello semplice o abbinate a materiali isolanti per creare pannelli sandwich. Esse si ritrovano sul mercato in varie soluzioni che si distinguono per dimensioni, sagomatura e trattamenti di finitura superficiale, oltre che naturalmente per il materiale utilizzato. Le lamiere possono essere infatti grecate, nervate o ondulate per migliorarne principalmente le caratteristiche statiche (vedi tabella) e di adesione ad altri materiali alle quali sono eventualmente abbinate; oppure rivestite con materiali che conferiscono un aspetto più apprezzabile sotto il profilo estetico, come è il caso dell'alluminio preverniciato.
Le dimensioni dei prodotti per rivestimento esterno in lamiera d'alluminio disponibili sul mercato, non superano di solito 1 o 2 m di larghezza per 3-5 m di lunghezza, anche se a volte quest'ultima dimensione può aumentare sensibilmente fino ad arrivare ai 18 m.
 
Prestazioni e requisiti
Le principali caratteristiche dell'alluminio, rispetto agli altri materiali, sono sicuramente la leggerezza, pari a circa 2700 kg/m³, cioè vale a dire almeno 1/3 circa di quello dell'acciaio; il modulo elastico di circa 70000 N/mm², anche questo circa 1/3 di quello dell'acciaio; e il coefficiente di dilatazione termica pari a 24 ' 10-6/°C, cioè il doppio di quello del comune acciaio. Ciò significa che gli elementi in alluminio presentano maggiore deformabilità ai carichi, presentando rispetto all'acciaio un carico ammissibile in relazione al peso specifico (carico specifico) piuttosto ridotto e maggiori dilatazioni, pur essendo estremamente leggeri.
Miglioramento delle caratteristiche di resistenza meccanica, alla corrosione ed estetiche sono i principali elementi, infatti, sui quali si basano i vari processi che permettono di migliorare le prestazioni delle lamiere d'alluminio nell'ambito dei rivestimenti esterni, settore nel quale l'alluminio è particolarmente utilizzato soprattutto per le sue doti di resistenza agli agenti esterni. L'alluminio infatti a contatto con l'ossigeno si ricopre di un sottile strato di ossido che lo protegge dalla corrosione. Questo strato è però esteticamente non apprezzabile ed è in questo caso che subentrano i vari sistemi di rifinitura esterna.
Tra questi i più adottati sono:
I sistemi di protezione attiva che creano uno strato di ossido prodotto artificialmente tramite un processo di ossidazione elettrolitica, denominato appunto ossidazione anodica o anodizzazione. Tramite tale processo è possibile infatti ottenere strati ossido particolarmente spessi passando da un minimo di 25 μm, per un'anodizzazione standard fino a 35 μm per un'anodizzazione profonda. Essendo però l'ossido apportato con l'anodizzazione, trasparente, può essere adottato un particolare processo detto autocolorante che consente di ottenere diverse tonalità di colorazione dai colori più chiari fino  alle colorazioni bronzee o ancora più scure. In ogni caso l'anodizzazione anodica prevede 4 classi di spessore (5-10-15-20 μm) che sono in stretta relazione con l'utilizzo. Già da qualche tempo però le classi accettate sono quelle con spessori non inferiori ai 15 μm, negli esterni, per esempio, è previsto uno spessore di minimo 20 μm.
 
I sistemi di protezione passiva come la verniciatura ottenuta tramite il sistema dell'elettroforesi consente un'ottima uniformità di superficie ed elevata resistenza e adesione al supporto d'alluminio anche in successive fasi di lavorazione della lamiera come taglio e foratura senza che la vernice si distacchi o si scheggi. Inoltre tale sistema permette una certa garanzia di durata nel tempo, eliminando difetti quali l'alterazione dei colori o la fessurazione.
L'alluminio presenta i vantaggi di essere particolarmente deformabile , duro e plastico ma l'inconveniente di avere allo stato puro scarsa resistenza meccanica, difetto che può esser corretto attraverso l'utilizzo in lega di altri elementi quale il rame, il silicio, il magnesio, il manganese o lo zinco, e attraverso ulteriori processi metallurgici. Ma nel caso delle lamiere la grecatura e la nervatura ne permettono l'utilizzo anche laddove si richiede un buon comportamento a sollecitazioni di flessione come succede nei rivestimenti esterni.
 
Tabella ' Caratteristiche delle lamiere grecate in alluminio
 

 

 

 
POSA IN OPERA
La posa in opera degli elementi in lamiera d'alluminio, grecata o nervata, può essere effettuato tramite fissaggio con viti autofilettanti, chiodi, bulloni o rivetti e l'ausilio di ganci o staffe, direttamente sullo strato resistente di supporto, o su un supporto secondario in legno alluminio o acciaio.
La sovrapposizione delle lamiere avviene solitamente in corrispondenza degli elementi verticali dell'orditura.
Si inizia solitamente posando le prime lamiere a partire contemporaneamente dal piede e dal lato della parete, operazione che permette il perfetto sormonto laterale delle lamiere successive. Se si prevede la posa di una successiva lamiera sormontata, si fissa ogni lamiera posata a eccezione del lato in alto. Si fissano quindi le scossaline del davanzale, del gocciolatoio, dei risvolti ai lati delle aperture e le eventuali scossaline di raccordo tra la parete e la copertura, oltre ai profili sugli angoli e sui giunti: alcuni sistemi sono provvisti di pezzi speciali di raccordo dalla forma curva che permettono la realizzazione di particolari soluzioni architettoniche' (1).
Le caratteristiche dei fissaggi dipendono inoltre dal tipo di supporto che, nel caso sia costituito da un'orditura d'acciaio, avviene tramite ganci, quando sono accessibili entrambe le facce della parete, oppure con viti automaschianti o chiodi sparati se lo spessore dell'orditura d'acciaio supera i 4 mm, e con viti autofilettanti per spessori inferiori ai 4 mm.
Se l'orditura è di legno si usano viti mordenti per legno o ganci.
Tali fissaggi possono rimanere visibili, e di solito sono realizzati con viti in acciaio inossidabile, oppure essere nascosti dietro dei pezzi speciali che si applicano a scatto, aventi funzione sia protettiva che estetica.
I sistemi di posa in opera che prevedono la presenza di un'orditura secondaria sono di solito utilizzati per la realizzazione di pareti ventilate che permettono di dissipare il calore che le lamiere d'alluminio accumulano e trasmettono per conduzione alla parete di supporto.
 
Bibliografia:
Manuale di progettazione edilizia, tipologie e criteri dimensionali vol. 1, Ulrico Hoepli editore, Milano, 1995.
Manuale di progettazione edilizia, materiali e prodotti vol. 5, Ulrico Hoepli editore, Milano, 1995.
E. Gregorini, I rivestimenti esterni- materiali e sistemi, Maggioli Editore, Rimini, 1996.
C. Amerio e G. Canavesio, Materiali per l'edilizia, vol. 2, SEI (società editrice internazionale), Torino, 1996.
G. K. Koenig, B. Furiozzi, F. Brunetti, G. Ceccarelli, Tecnologia delle costruzioni, vol 1, Le Monnier, Firenze, 1994.