Quali sono i metalli non ferrosi?
I materiali non ferrosi sono dei materiali metallici che non contengono ferro ma sono costituitida altri metalli o loro leghe, come rame, alluminio, zinco e piombo. Essi si differenziano dall'altra grande categoria dei materiali ferrosi cioè materiali metallici ricavati dai minerali di ferro. Vediamo quindi nel dettaglio quali sono questi metalli non ferrosi e che caratteristiche e impieghi hanno in edilizia.
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Architettura contemporanea rivestimento in rame (foto di sakulich - Fonte: pixabay.com) |
Indice
Metalli non ferrosi
I metalli non ferrosi, e le loro leghe, danno origine a prodotti di grande importanza per le applicazioni in edilizia. Quelli di più comune impiego sono:
- rame alluminio
- zinco
- piombo.
Mentre lo zinco e il piombo vengono usati praticamente allo stato puro, l'alluminio costituisce il metallo base delle cosiddette leghe leggere. Il rame invece può essere applicato allo stato puro, come anche in lega con lo stagno per produrre il bronzo, o in lega con lo zinco per produrre l'ottone.
Per evitare fenomeni di corrosione galvanica è assolutamente da evitare il
contatto tra rame e ferro, rame e alluminio, rame e zinco. A lato pratico
quindi anche la sola presenza di pezzi di ferro su
coperture in rame può quindi dare luogo a gravi fenomeni di corrosione
o quanto meno a macchie e colorature antiestetiche.
Caratteristiche dei materiali non ferrosi
I materiali non ferrosi, opportunamente scelti in base alle loro caratterstiche specifiche, consentono di soddisfare particolari esigenze costruttive. A seconda dei tipi, essi possiedono infatti:
- ottima resistenza agli egento atmosferici, anche in assenza di trattamenti superficiali;
- facile lavorabilità e saldabilità, specialmente durante le operazioni di messa in opera (piombo e zinco);
- possibilità di trafilatura di sezioni molto complesse, dotabili di finiture superficiali e colori diversi (leghe di alluminio);
- possibilità di utilizzazione, tipica dello zinco, per trattamenti di protezione superficiale di prodotti di acciaio.
Il rame
Il rame è il metallo che meglio di ogni altro resiste al degrado prodotto dagli agenti atmosferici senza necessità di trattamenti protettivi, in virtù di una patina aderente che si forma spontaneamente sulla sua superficie. Esposto all'aria, nel giro di qualche settimana infatti tende a perdere la sua lucentezza iniziale per assumere una colorazione bruna, per poi diventare nel corso degli anni di colore verde-azzurra.
Il rame viene impiegato in edilizia per realizzare:
- laminati di vario spessore (da 0,5 a 1,2 mm) utilizzati per opere di lattoniere (canali di gronda, pluviali, converse, rivestimenti di tetti e facciate, etc.);
- tubi per impianti termici, idrosanitari e per gas, grazie alle ottime possibilità di trafilatura;
- fili per la produzione di conduttori e dispositivi per impianti elettrici, in virtù della sualelevata conduttività elettrica;
- leghe di rame per rubinetteria e valvolame.
Caratteristiche in base alle lavorazioni
Le lastre di rame presentano diverse caratteristiche meccaniche a seconda del trattamento termico che hanno subito. La laminazione a freddo provoca un indurimento, con aumento della rigidezza e della resistenza meccanica. Per restituire al materiale duttilità e malleabilità, occorre procedere alla ricottura.
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Rame ricotto ( R ) |
Coperture a volta o a cupola, grondaie appoggiate. |
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Rame ¼ duro (H10) |
Coperture sagomabili in officina, lattoneria e pezzi speciali. |
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Rame semiduro (H20) |
Grondaie sospese, cornicioni, etc. sagomabili in officina. |
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Rame incrudito (H30) |
Profilati per supporti, staffe di sostegno per grondaie, etc. |
L'alluminio e le sue leghe
L'alluminio è un metallo di comunissimo impiego in edilizia, in virtù della sua leggerezza, della facile lavorabilità e della resistenza agli agentiatmosferici. Quando viene esposto all'aria, esso subisce un processo di ossidazione superficiale che lo protegge da ulteriori degradi causati da aggressioni provenienti dall'ambiente esterno.
L'alluminio e le sue leghe sono sottoposti alle seguenti lavorazioni:
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Laminazione: sono lastre di vario spessore (da mm a qualche cm di
spessore) utilizzati per pannelli di rivestimento,
lamiere grecate, controsoffitti, etc.;
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Estruzione: in genere questo tipo di lavorazione è utilizzata per
realizzare profili per serramenti, facciate continue, pareti interne,
etc.;
- Fusione: attraverso la fusione in stampi è possibile ottenere oggetti di ogni forma come ad esempio maniglie, oggetti di arredamento, radiatori, etc.
Leghe di alluminio: caratteristiche
Le leghe di alluminio si caratterizzano, rispetto agli altri materiali metallici, per alcune caratteristiche:
- massa volumica molto ridotta, pari circa a 2700 kg/mc, cioè a un terzo di quella dell'acciaio;
- modulo elastico piuttosto limitato, variabile intorno a 70000 N/mmq, anch'esso pari a un terzo di quello dell'acciaio;
- coefficiente di dilatazione doppio rispetto a quello dell'acciaio.
Leghe di alluminio: trattamenti protettivi
I trattamenti superficiali per conferire alle leghe di alluminio il grado di
protezione e di finitura richiesto sono essenzialmente l'ossidazione anodica e
la verniciatura.
L'ossidazione anodica viene eseguita sottoponendo la superficie del materiale da proteggere a due trattamenti preliminari: spazzolatura e lucidatura e satinatura. Successivamente viene depositato uno strato superficiale di ossido superficiale per via elettrochimica: si ha così l'anodizzazione normale (o standard) o l'anodizzazione partcolare (o profonda).
La verniciatura invece si effettua con un ciclo di trattament
preparatori e si conclude con una verniciatura della superficie mediante
polveri di poliestere.
Lo zinco
Lo zinco ha l'importantissima proprietà di offrire elevata resistenza agli agenti atmosferici. Esso è usato, in lega con piccole percentuali di altri elementi, per realizzare lamiere per coperture, ma la sua utilizzazione di gran lunga più frequente è il rivestimento protettivo dei materiali acciaiosi.
Il processo di protezione dell'acciaio con lo zinco prende il nome di zincatura. Essa può essere effettuata con varie tecniche, le più comuni delle quali sono:
- zincatura a caldo;
- zincatura elettrolittica;
- zincatura a spruzzo;
- zincatura a freddo.
Il piombo
Metallo tenero e pesante, il piombo è caratterizzato da elevata inerzia
chimica e basso punto di fusione, il piombo era comunemente impiegato per
realizzare tubi di scarico per impianti idraulici, lastre e rivestimenti per
coperture e faldalerie in ambienti fortemente aggressivi e mediante colatura
per ancoraggio di elementi lapidei con zanche o ganci metallici. Oggi il suo
impiego è assai più limitato.
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