Scarica L'edilizia nell'antichità - Giuliani e più Sintesi del corso in PDF di Rilievo solo su Docsity!
GIULIANI – L’EDILIZIA NELL’ANTICHITA’
CAPITOLO 3 – COPERTURE
1 Il sistema non spingente
Comprende tutte le strutture capaci di scaricare pesi (o tensioni) secondo risultanti prossime alla verticale. Si tratta quindi dello schema architravato, con tutte le relative connessioni purché in grado di trasmettere carichi verticalmente (solai, tetti a capriata, mensole ecc.). la sollecitazione risulta a compressione per gli elementi verticali e a pressoflessione per quelli orizzontali. 1,1 il sistema trilitico, l’architrave. è la struttura elementare composta di due sostegni verticali (ritti, pilastri, piedritti ecc.) e una traversa sovrapposta (giogo, architrave). si ha una deformazione (o una tendenza alla deformazione) che pone la sezione superiore della traversa in compressione e quella inferiore in trazione; in mezzo un asse neutro. Così un’eventuale lesione avrà andamento normale all’asse geometrico e sarà aperta in basso. L’architrave sopporta il peso proprio e quello di parte della struttura soprastante e lo convoglia, con andamento pressoché verticale, sui piedritti. Esso è soggetto a flessione e taglio, ma può esserlo anche alla compressione e taglio. Nell’architettura greca e romana l’architrave è il più basso, quindi l’elemento portante dei tre che compongono la trabeazione (gli altri sono nel l’ordine fregio e cornice). La parte della membratura che grava sull’architrave non corrisponde all’intera struttura che insiste sulla sua verticale, ma è limitata all’incirca al prisma triangolare di superficie laterale pari al triangolo equilatero che ha come base la luce dell’architrave stesso. Questo fenomeno è intimamente connesso con quello dell’arco naturale il cui profilo viene delineato dalla lesione (o crollo) ad andamento parabolico che si verifica in una struttura coinvolta in una traslazione verticale di parte delle fondazioni. La volontà di superare la casualità della lesione portò ben presto ad inserire nel muro in corrispondenza dei punti deboli un arco di scarico con lo scopo preciso di convogliare l’andamento delle sollecitazioni. Nella realizzazione dello schema trilitico il materiale principe fu il legno. Data la fragilità dell'architrave lapideo -si-è sempre cercato di proteggerlo con speciali accorgimenti quali l’arco di scarico, quando realizzabile, sovrapponendo un secondo architrave distanziato dal primo di un certo spazio, se non addirittura una piattabanda di scarico. 1,2 la mensola. La mensola, o più correttamente la trave a mensola, è un solido rettilineo con giacitura orizzontale collegato alla la parete per un vincolo ad incastro. Siccome però normalmente la sollecitazione ha andamento verticale dall’alto, si ha la tendenza della mensola a deformarsi. Così la sua metà superiore sarà in trazione, quella inferiore in compressione e al centro si avrà l’asse neutro. Un eventuale lesione sarà pertanto normale all’asse geometrico ed aperta in alto. 1,3 pseudoarco o arco a mensola e pseudocupola. In qualche caso, soprattutto quando lo pseudoarco è di luce molto ridotta, si ha quasi l’impressione che si tratti semplicemente di un architrave di grossa sezione scavato ad arco nella sua parte inferiore. Esso, se monolitico, lavora piuttosto come la combinazione di un architrave centrale e due mensole laterali e per questo deve essere incastrato. Lo scarico delle forze rimane verticale. Qualche volta a causa di fratture diversamente dislocate si verifica addirittura il passaggio dallo schema non spingente (trilitico) a quello propriamente spingente (arcuato). Per tutte queste ragioni, lo pseudoarco è molto vicino all’arco reale o almeno a quello naturale. Il comportamento schematico della pseudocupola è lo stesso dello pseudoarco. Si tratta di blocchi squadrati sovrapposti per cerchi concentrici di diametro decrescente così che ognuno aggetta sull’inferiore fino a chiudere il tutto con un solo blocco.
1,4 la carpenteria lignea****. Con questo termine indichiamo ogni forma di attività costruttiva in legno. La struttura lignea fu impiegata tanto nel sistema trilitico quanto in quello arcuato. Quasi sempre essa dovette restare nell’ambito del sistema non spingente. 1,5 il solaio ligneo. Si tratta di una struttura complessa il cui elemento base è la travatura (travi e travicelli). La trave può essere a sezione rotonda (ricavata direttamente dal tronco scortecciato) o a sezione rettangolare. Il solaio individua genericamente il diaframma orizzontale tra due piani. Anche in antico si usavano gli stessi tipi di solaio che sono giunti fino a noi: quello semplice ancora visibile in molte vecchie case (contignatio) e la versione ricca, il cassettonato (laquear, lacunar). La contignatio poteva sostenere un pavimento superiore di semplici tavole, oppure una pavimentazione in muratura in tutto simile a quella sovrapposta alle volte e di spessore considerevole. Diverso è il caso dei cassettoni mobili citati per le sale delle dimore di lusso: si trattava di meccanismi coi quali si cambiava decorazione ad ogni portata o attraverso cui si scender profumi, fiori, corone sui commensali. In età classica erano diffusi entrambi i sistemi principali di vincolo della grossa orditura del solaio: quello in cui le travi erano collocate durante la costruzione in alloggiamenti appositamente previsti e quello con appoggio su mensole di pietra che sorreggevano una trave corrente. Talvolta nelle costruzioni di grosso impegno, quando le travature incastrate erano molto fitte, venivano poggiate su un corrente continuo alloggiato orizzontalmente nella muratura per meglio ripartire il carico. 1 ,6 le controsoffittature. Si hanno diversi esempi di controsoffittature in piano in intonaco e stucco su incannucciata o stuoia di canne sostenuta da leggera intelaiatura lignea. 1,7 copertura a terrazza. Sappiamo che anche nell’antichità si costruivano terrazze su travature di legno (soleae): ce lo attestano gli alloggiamenti di contignationes specifiche conservati, i resti di massi pavimentali relativi e le fonti letterarie. Esisteva anche la versione coperta della terrazza (solarium tectums). Gli elementi che ci permettono di riconoscere l'originario impiego della terrazza sono la cadenza ravvicinata dei fori da trave (assai più fitta che nelle coperture a tetto) e la disposizione su una sola fila orizzontale, la presenza di accessi a livello superiore ai fori da trave e di discendenti per lo smaltimento dell’acqua piovana. 1,8 la copertura lignea a false spioventi. E una struttura compresa nei sistemi non spingenti perché vi si adottavano tutti gli accorgimenti necessari per eliminare le spinte oblique. La regola era che nessuna trave spingesse contro i muri, ma l’insieme formasse una macchina che pesasse verticalmente. mentre nei piani inferiori si adoperava la struttura voltata, in quelli superiori si usavano i solai di legno e nella copertura tetti o terrazze. Per resistere alle sollecitazioni al tetto servivano: grossa armatura; piccola armatura (correnti longitudinali, travicelli, correntini); materiale di coperta (tegole piane e curve, tegole piane e coppi, scandole). 1,9 la capriata. Quando esigenze costruttive e/o funzionali non permettevano di impiantare una spina di pilastri, o, comunque, un sostegno intermedio, bisognava ricorrere a sistemi diversi per ridurre la luce delle travi orizzontali (mensole, saettoni ecc). Tuttavia, quando la luce diventava troppo ampia non si poteva fare a meno della capriata. La capriata è una struttura a schema triangolare: la base è la catena e i lati i puntoni. In alto i puntoni si attestano sull’ometto o monaco. Gli elementi sono collegati in modo da stabilire un sistema in equilibrio per mutuo contrasto. Si tratta in sostanza di una cellula in cui molto si conta sulla bassa deformabilità dell’insieme perché possibile solo se varia la lunghezza di almeno un lato. Il peso che agisce sui puntoni con direzione verticale si scompone in due forze, una perpendicolare all’asse dei puntoni e l’altra coassiale. La forza normale al puntone lo sollecita a flessione e taglio. Invece lo sforzo diretto secondo l’asse si scompone a sua volta in una forza coassiale alla catena, che risulta così in tensione, e in un’altra, normale. La capriata è un sistema triangolare chiuso: le componenti orizzontali si elidono attraverso la catena e sui muri finisce per scaricarsi esclusivamente il peso dell’insieme. Il monaco ha ruoli diversi: o come sostegno della
e si avvicinerà all’orizzonte nella piattabanda. L’aumento della sezione muraria al di sopra delle reni, l’impiego alla chiave di volta di materiali leggeri come spugna vulcanica e pomice e l’applicazione della muratura di rinfianco sono tutti fattori che concorrono alla maggiore stabilità della costruzione. L'arco per eccellenza, quello che viene per primo alla mente, forse per il suo contenuto monumentale, è quello a blocchi. Per comprenderne il funzionamento bisogna ricordare una delle macchine elementari della Meccanica, appunto perché esso si tenga in equilibrio è necessario che la resistenza che agisce sopra uno del suol lati stia nella forza motrice (peso) come la lunghezza del lato sta alla base. Nel grafico vediamo che le spinte degli archi contigui combinandosi, si risolvono in una risultante prossima alla verticale. Bisogna che il piedritto estremo sia un pilastro di sezione maggiore, capace di accogliere nel terzo medio la risultante obliqua delle forze. Dunque la risultante è verticale solo entro certi limiti, e pertanto nel caso di pilastri molto alti potrebbe tendere ad uscire non solo dal nucleo d'inerzia ma addirittura dal pilastro. Per evitarlo si ricorreva all'inserimento in opera (o durante un consolidamento) di archi intermedi per ricondurre le linee oblique alla verticale. Dalla diversità del comportamento dell’arco rispetto all’architrave deriva una maggiore libertà di scelta nel materiale che non poteva non riflettersi sulla stessa tecnologia della struttura. L'arco con conci lapidei può essere: estradossato , profilo estradossale parallelo all’intradosso, manca un collegamento tra arco e parete; a conci pentagoni , permette un ottimo collegamento con la parete; a conci a martello. Per quanto riguarda l’aspetto esteriore si hanno: ghiera a piccoli conci , in genere formata di blocchetti cuneiformi di tufo o calcare, la struttura del nucleo era in conglomerato di pietrame dimensioni maggiori di quello del normale calcestruzzo e disposto radialmente a formare un vero e proprio arco ghiera in laterizio , Per lo più realizzata in bipedali o sesquipedali. La struttura interna non era interessata per l’intero spessore dai mattoni, che, adoperati in fette, entravano nel nucleo per 10 - 15 cm soltanto; ghiera in laterizio e blocchetti. L’arco in muratura aveva un momento particolarmente delicato all’atto del disarmo della centina, quando tendeva a cedere, come per sovraccarico, aprendosi in chiave verso l’intradosso e alle reni verso l’estradosso. Per ridurre il fenomeno, se non eliminarlo del tutto, si ricorreva ad una robusta muratura di rinfianco che contrastava il sollevamento alle reni agevolando la serrata in chiave. L’arco di scarico, detto anche sordino è di regola una struttura cieca compresa nello spessore di una parete che, convogliando i carichi soprastanti su piedritti su piedritti adeguatamente separati, protegge una zona per ragioni diverse delicata. Questo accorgimento fu elevato a sistema nelle costruzioni complesse, come il pantheon. 2,2 la piattabanda. Immaginiamo un solido geometrico appoggiato su due piani obliqui anziché orizzontali come nel caso dell’architrave. Su di essi si eserciteranno le forze direttamente connesse al peso del solido; in realtà si tratta di un cuneo di foggia particolare. le componenti orizzontali, uguali e opposte, dimostrano che il solido è soggetto a compressione. suddividiamo il solido in una teoria di prismi collocati in modo adeguato il fenomeno si ripete. Ciascuno di essi trasmette il peso proprio a quello adiacente e la somma viene scaricata sul piedritto. Questo è lo stesso comportamento statico dell’arco. Nella piattabanda i prolungamenti dei giunti convergono in un punto posto al vertice di un triangolo equilatero. Dunque si tratta di una struttura punto di vista formale è assimilabile all’architrave mentre da quello strutturale appartiene al sistema spingente. Essa può considerarsi derivata da un arco a sesto ribassatissimo tagliato da due piani orizzontali. I piani di imposta dovrebbero formare un angolo di 60 gradi e non passare mai per I'intersezione dei piedritti. Proprio perché è un arco con freccia nulla, la piattabanda è la più debole delle strutture spingenti e non può essere usata per luci troppo ampie. Una versione altamente evoluta della piattabanda normale all’italiana attestata su pulvini di pietra posti sulla verticale dei ritti è quella provvista di aste metalliche appositamente sagomate, che la fa apparire di concezione modernissima. Ne pulvini venivano ricavati incassi paralleli adatti ad alloggiare due o tre staffe di ferro, che sostenevano la piattabanda vera e propria.
2,3 le volte. In base alla geometria della forma distinguiamo le volte in semplici e composte. Volte semplici sono tutte quelle a superficie intradossale continua, prive di angoli e spigoli, forme organiche esistenti in natura e che comunque non hanno bisogno di elaborazione teorica astratta. Volte composte sono tutte quelle che hanno la superfice intradossale formata da parti di figure geometriche diverse il cui incontro dà luogo a spigoli, aggettanti o rientranti. In genere queste composizioni per essere pensate hanno bisogno di una base geometrica complessa e di un’elaborazione teorica adeguata, oltre che, ovviamente, di una grande conoscenza tecnica costruttiva. Ritengo che sia per questa ragione che le volte composte appaiono nel panorama costruttivo più tardi di quelle semplici. Alla base della geometria delle volte composte c'è la scomposizione della volta a botte (“semicilindro”) lungo le diagonali. Questa dà luogo a due forme geometriche diverse: l’unghia (o fuso) e la falda. La volta a padiglione risulta dalla congiunzione di 4 falde. La volta a crociera risulta composta da 4 unghie e scarica le spinte lungo gli archi diagonali eliminando le tensioni alle linee di imposta. Per contrastare le spinte diagonali delle crociere si ricorreva a sistemi diversi: quando il perimetro della volta coincideva con quello delle pareti sì per provvedeva ad irrobustire gli spigoli esterni del vano con pilastri o contrafforti; quando invece i pennacchi poggiavano su mensole all’interno del filo dei muri, allora, siccome la spinta era già assorbita dagli angoli del vano, non c’era bisogno di altro. Spesso nelle volte antiche (con minore frequenza in quelle a botte) si riscontrano allettamenti di laterizio, disposti secondo i meridiani o i paralleli oppure secondo entrambe le ordinate, o a formare una vera e propria rete, che normalmente vengono definite nervature. Esse possono essere del tipo ad arco e a cassetta. 2,4 le centine. Per costruire le volte, tanto in blocchi lapidei quanto in conglomerato, occorre un sostegno temporaneo adeguato che guidi anche la forma. Tale sostegno è detto centina ed è una vera e propria machina e può essere limitato al solo tempo necessario alla costruzione o restare in opera più a lungo per consentire il tiro delle murature. Dunque possiamo definire centina in senso lato qualunque struttura arcuata temporanea, adatta a formare e sostenere l’arco durante la costruzione. Le centine nell’edilizia romana erano sostanzialmente di due tipi: di legno (di gran lunga le più frequenti) e di terra. con il termine centina in genere si indica l’intera armatura ma in realtà esso individua solo la parte curva, sorretta e irrigidita da diversi elementi (puntelli, cunei, ganasce, braghe, saettoni ecc.) e unita ad altre centine da un tavolato disposto secondo la linea generatrice della volta. il tipo di centina varia a seconda della struttura da realizzare, della collocazione dell’edificio, delle necessita di cantiere ecc. Per questo si dividono in due grandi categorie: quelle fisse a terra e quelle a sbalzo. Le prime sono le più sicure e comunque meno impegnative, sono più ingombranti e non sempre applicabili; le altre sono più comode, ma molto più impegnative da realizzare. La costruzione delle strutture voltate procede di regola in parallelo dalle imposte verso la chiave che è messa in opera per ultima. Qualunque fosse il tipo di armatura adottato un accorgimento era d'obbligo: doveva esser concepita in modo che la sua rimozione (disarmo) potesse avvenire riducendo al minimo gli squilibri e le spinte sugli elementi stessi dell’arco e sui piedritti. Le centine a sbalzo poggiavano sulla costruzione stessa per mezzo di sedi incavate oppure mensole (cagnòli) in cui o su cui venivano alloggiati i puntoni o le traverse della centina. CAPITOLO 4 – STRUTTURE IN ALZATO 1 il muro/parete La parte di costruzione compresa tra il piano di spiccato e la copertura, formata da strutture murarie assimilabili a lastre e da tutti gli elementi di connessione, scale solai ecc. rientra nella definizione di alzato dell’edificio. La parete suggerisce piuttosto la superficie che delimita lo spazio, un ostacolo all’andare orizzontale; il muro quella del solido resistente di sostegno alla copertura, secondo una
grande varietà di soluzioni dovute al carattere di progettualità molto spinta dell’architettura romana; una varietà tale da rendere inutile persino di parlare di tipologia. Alle sostruzioni forse dovremmo collegare anche le dighe e le briglie idrauliche. CAPITOLO 5 – LE FONDAZIONI La fondazione raccoglie il peso dell’intera struttura e lo trasmette al terreno nel modo più uniforme possibile ed in misura compatibile con le capacità portanti di questo, così da assicurare all’edificio la massima stabilità per un periodo di tempo indeterminato. Le sue caratteristiche dipendono da un lato da quelle del fabbricato e dall’altro dalla capacità portante del terreno, cioè dalla sua attitudine a sopportare i carichi. Le fondazioni sono limitate in basso dal piano di appoggio ed in alto dal piano di spiccato che le divide dall’alzato ed è marcato dalla risega di fondazione. 5,1 tipi di terreno. In base alle capacità di sopportare i carichi il terreno i divide in quattro tipi stabiliti sulla base della pratica dei costruttori:
- Terreni ottimi: capacità di carico oltre 30 kg X cm2. Si tratta di banchi consistenti di rocce compatte che non poggino su materiali incoerenti ed abbiano giacitura orizzontale.
- Terreni buoni: capacità di carico da 3 a 5kgxcm2. Terreni semirocciosi, banchi di sabbia, ghiaia, argilla asciutta.
- Terreni mediocri: capacità di carico da 1 a 1,5 kgxm2.
- Terreni cattivi: capacità di carico inesistente senza provvedimenti di consolidamento fondale. 5,2 lo scavo delle trincee. Si scavano poi pozzi ai 4 angoli dell’edificio fino a raggiungere il terreno che si riteneva solido e poi si lasciava cadere dall’alto un masso di almeno 10kg. Se esso rimbalzava con suono secco significava che il terreno era adatto, se invece il suono era sordo bisognava approfondire lo scavo. Un altro sistema era quello di lasciar cadere una pietra vicino ad un recipiente pieno di acqua sul fondo del pozzo. Dall’intensità delle onde prodotte si capiva il tipo di terreno. Accertata l’idoneità del terreno, si Procedeva all’apertura delle trincee. A questo punto si incontrava la prima difficolta: quanto maggiore era la profondità da raggiungere tanto aumentava il rischio di frana delle pareti durante lo scavo. Per evitarlo c’erano tre sistemi: 1. dare una certa inclinazione al taglio laterale (pareti a scarpa); 2 lavorarlo a gradoni; 3 realizzarlo in verticale ed armarlo con sbatacciature. la sbatacciatura era fatta per impedire che franassero le pareti di terra e non per contenere la muratura, consisteva in due pareti contrapposte fatte con tavolato orizzontale contro terra e travi verticali all'interno. 5,3 classificazione delle fondazioni. Si distinguono in varie categorie e seguono parametri diversi.
- In base alla profondità: fondazioni immediate, si appoggiano su piani posti a meno di 4m di profondità. F profonde, più di 4m
- In base alla planimetria F discontinue, limitate a singoli piloni allineati Lineari semplici o a nastro, ripropongono esattamente lo schema planimetrico dell’edificio Lineari con raccordi, mostrano legamenti al piano fondale senza corrispondenze nell’alzato Linari a pozzi e barulle si scavano pozzi profondi a intervalli regolari e si riempiono di muratura. A piattaforma omogenea, nucleo di calcestruzzo senza vuoti all’interno A telaio, il terreno imponeva la realizzazione di cassoni e calcestruzzo
A telaio con copertura massiccia
- In base alla struttura Fondazioni a secco di pietrame irregolare, fatte con materiale di scarto, schegge di lavorazione mescolate a terra A secco di blocchi squadrati In calcestruzzo, riempivano completamente il cavo di fondazione
- in base al modo di costruzione fondazioni con cortina a faccia a vista a cavo libero, in cui il calcestruzzo si immetteva nella trincea priva di armatura in cavo armato miste di conglomerato, con o senza cortina, il piano di cantiere differiva da quello definitivo del pavimento e abbastanza spesso quello di spiccato della costruzione era diverso dall’uno e dall’altro. Su palafitta 5,4 strutture di contraffortamento interrate. Non è detto che ogni struttura fatta per essere interrata, e quindi con i sistemi propri delle fondazioni, debba per questo essere letta necessariamente come fondazione. Certe volte, dovendo procedere a sbancamenti o scavi ampi e profondi in prossimità di grosse costruzioni bisogna realizzare, a seconda delle specie di terreno, delle vere e proprie sostruzioni interrate capaci di reggere la spinta delle terre e delle costruzioni preesistenti. CAPITOLO 7 – RICHIAMI SUI MATERIALI DA COSTRUZIONE E SULLE STRUTTURE MURARIE ANTICHE 7,1 materiali naturali. Il pietrame destinato al nucleo ( caementa ) come quello usato per le cortine, poteva essere grezzo o lavorato. Quello grezzo a pezzatura naturale era il brecciamo derivato dalla frantumazione delle rocce dovuta agli agenti atmosferici. Se era fluitato si avevano ciottoli ellissoidici con angoli smussati; in caso contrario risultavano forme poliedriche e spigoli vivi. Il pietrame grezzo a pezzatura artificiale era ricavato dalla frantumazione di pietre locali o lavorazione di blocchi di cava. I blocchi erano staccati dal banco con la puntata; essa prevedeva un fila di zeppe di legno o metallo alloggiate nel banco le quali battute provocavano il distacco del masso. In cantiere poi si effettuava l’ulteriore rifinitura da cui si avevano le schegge adoperate per la muratura. La forma schiacciata delle schegge le rendeva adatte all’allettamento a mano per piani orizzontali. Dalla frantumazione dei blocchi a perdere o dallo spianamento dei banchi rocciosi derivavano poliedri a spigoli vivi meno adatti allo scopo. Una ricerca precisa di caementa si ebbe solo per costruzioni fortemente specializzate come per esempio le cisterne. Nella normalità di una muratura in schegge di travertino o di selce, si potrà dire solo che nelle vicinanze si lavoravano quelle pietre. Una scelta attenta si faceva invece nella dislocazione dei differenti materiali all’interno dell’organismo costruttivo: quelli a peso specifico più alto erano collocati nelle zone inferiori (fondazioni, piano terreno) mentre man mano che si saliva, si assottigliavano i muri e si mettevano in opera pietre più leggere. Tra i caementa da muratura trasportati appositamente erano la pomice e la lava spugnosa. Fino alla metà del 1 secolo si continuava anche l’importazione della pozzolana dai campi flegrei. La pratica delle maestranze ha distinto le pietre da costruzione nel modo seguente: argillose (ardesie, pietre ollari, sono mediocri per le murature e sopportano malamente esposizione all’acqua); calcaree (travertini, marmi, pietre di monte, dolomiti, alabastri, tufi calcarei, pietre adattissime per ricavarne calce); gessose (inadatte per murature in quanto fragili); silicee (porfidi, graniti, lave e arenarie); tufi
aumentando fortemente di volume. Dopo lo spegnimento la calce si lasciava nella fossa a macerare. Il trasporto dalla fossa al truogolo avveniva con appositi recipienti di legno o metallo. Dalla calce spenta, con successive aggiunte di acqua si otteneva: il grassello (calx macerata, Pasta bianca, densa e untuosa, che essiccava all’aria con grosse fessurazioni. Mantenuta pura, poteva, se ribagnata, tornare allo stato di grassello); il latte di calce (Poltiglia meno consistente del grassello utilizzata per la tinteggiatura); l’acqua di calce (Soluzione limpida, con poteri disinfettanti. Le sue proprietà medicinali erano ampiamente note agli antichi). La calce si distingueva inoltre in grassa e magra. La calce grassa (o dolce) (calx pinguis), derivata dal calcare puro, assorbiva 2,5+3 volte il proprio peso in acqua gonfiandosi moltissimo. Lo spegnimento avveniva con grande rapidità sviluppando alta temperatura. Era adatta soprattutto per gli impieghi in luoghi coperti e riparati. La calce magra (calx macra): si otteneva da calcare impuro; durante lo spegnimento non si gonfiava troppo dato che assorbiva solo da 1 a 2,5 volte il proprio peso in acqua. 2 gli inerti a base calcarea e silicea. Nel caso della sabbia si tratta di materiale allo stato granulare risultante dalla decomposizione di pietre differenti; in genere contiene una notevole percentuale di silice, quarzo (silice fluviale), calcare. 3 pozzolana. Oggi con il termine generico di pozzolana (derivato da pulvis puteolanus) indichiamo un prodotto di deiezione vulcanica in forma di lapillo minuto indipendentemente dal luogo di provenienza. Originariamente, però, il termine indicava esattamente il prodotto proveniente dall’area di Pozzuoli. 4 preparazione della malta. Il termine malta indica genericamente un impasto di più elementi: terra argillosa e graniglia o paglia (malta di terra semplice) oppure terra ad alto contenuto di calcio mescolata ad inerti, o calce e sabbia o pozzolana, sia aerea sia idraulica, alla malta di gesso e/o calce, mista a polvere di marmo ed un qualche collante. La malta di calce è però quella che ci interessa di più. Il problema che sembra aver maggiormente appassionato l’archeologia è ancora una volta la definizione cronologica della sua nascita. La malta comune dunque è un impasto di pozzolana (o sabbia) e grassello in rapporto di due a uno ed acqua. Si ha malta grassa quando nell’impasto c'è poca sabbia e magra nel caso contrario. La presa o tiro è l’insieme dei fenomeni presentati dalla malta dopo la messa in opera e che determinava la saldatura con le varie pietre del conglomerato. Siccome la muratura ha bisogno di molto tempo (a seconda dello spessore anche diversi anni) per tirare completamente, risultava più vantaggiosa la calce magra a presa più rapida dell’altra. La presa avviene per fasi successive: 1 periodo essiccamento, durante il quale la malta perde l’acqua di impasto. 2 periodo Carbonatazione, fenomeno per cui la calce spenta si converte in carbonato di calcio combinandosi con l’anidride carbonica. 3 periodo cristallizzazione del CaCO, con la quale si raggiunge la saldatura ed il consolidamento del composto. 5 malta idraulica. Come certamente si è capito per i diversi accenni fatti finora, l’idraulicità è la proprietà che consente alla malta di far presa più o meno rapidamente anche sott’acqua. 6 la mescola. Di seguito si riportano le proporzioni attuali in volume per malte con pozzolana e/o cocciopesto a confronto con le prescrizioni antiche. Le malte pozzolaniche “romane”, fin dall’inizio del secolo, erano confezionate nelle misure seguenti: muratura ordinaria di mattoni (calce 3, pozzolana 7); muratura ordinaria di calcestruzzo (calce 1, pozzolana 3); muratura ordinaria di tufo (calce 1, pozzolana 4,5). I romani potendolo impiegavano malte pozzolaniche anche quando non occorreva alcuna idraulicità del composto, questo per la migliore riuscita del legante e per una maggiore resistenza al gelo durante la costruzione. Quando il materiale da murare richiedeva malta fine e fluida bisognava setacciare la sabbia o la pozzolana, mentre se serviva malta grossa occorreva mescolare alla sabbia la metà in volume di ghiaia a grani poliedrici o pietrisco, o in mancanza d'altro anche di ghiaietta fluitata. La malta fine e
fluida serviva per punti particolari come le ossature, i legamenti, le cornici e nell’uso delle pietre da taglio levigate, dove occorrevano letti di malta Più sottili mentre i riempimenti sopportavano miscele più grossolane. Nella preparazione della malta avevano grande importanza anche la qualità, la quantità e la temperatura dell’acqua destinata all’impasto. Per la qualità l’acqua più adatta era quella limpida, pura e dolce: la migliore in senso assoluto quella piovana. Per la quantità, l’esame dei conglomerati antichi suggerisce un largo impiego di acqua in modo che l’impasto, risultando liquido, riempisse tutti i vuoti aderendo bene al pietrame ed asciugasse lentamente. L’abbondanza di acqua nell'impasto è un altro elemento che differenzia il conglomerato antico da quelli successivi. Riguardo alla temperatura, è noto che l’acqua calda accelerava la presa ma poteva provocare la disaggregazione, mentre quella fredda aveva evidentemente effetto contrario. 7 malte speciali. Nella categoria dei leganti rientrano anche gli stucchi speciali usati per scopi differenti dalla semplice muratura. Nella confezione di queste malthae giocava molto la finalità d’impiego che condizionava fortemente gli stessi procedimenti. Qui si citeranno solo alcuni casi per documentarne la varietà. Elementi come lo spegnimento con aceto, vino, vischio, uovo ecc., l’accurata pestatura nel mortaio, la macerazione particolarmente lunga, o l’arricchimento con sostanze organiche come la caseina, l’olio, la cenere, erano elementi essenziali per la buona riuscita. 8 calcestruzzo (opus caementicium). Il nome deriva dai caementa i frammenti di pietra uniti alla malta a formare un impasto. La sua composizione è descritta da Vitruvio: structura ex caementis calce et harena; genus pulveris (pozzolana) mixtum cum calce et caemento. Da solo l’impasto è quasi sempre usato nelle fondazioni (sia in cavo libero che armato), più raramente negli alzati di cisterne o piccoli edifici, ma di regola è adoperato come nucleo interno dei muri in abbinamento con tutte le cortine tradizionalmente note, tanto di grande che di piccola pezzatura. Le modalità di confezione erano due: gettando l’impasto premescolato (meno frequente) o allettando a mano i caementa, e affogandoli poi nella malta molto liquida. Un composto di scheggioni più grandi di quelli del normale cementizio legati da malta terrosa, con calce scarsa e di cattiva qualità impastata con argilla o terra argillosa si trova, anche se abbastanza raramente per la sua scarsa resistenza al tempo, disseminata un po’ su tutto il territorio nazionale. Il Lugli considera questa struttura uno «pseudo caementicium o quasi concreto». 9 cocciopesto. Normalmente nella letteratura archeologica si confonde con l’opus signinum che invece è un composto del tutto diverso. Il cocciopesto è un impasto di calce, sabbia o pozzolana e frantumi di laterizio più o meno grandi, ma comunque omogenei. Ha caratteristiche idrauliche favorite sia dalla pozzolana (quando c'è) sia dal tritume di laterizio che, mescolato alla calce, conferisce alla malta proprietà idrauliche. Da questo deriva anche il suo impiego come strato impermeabilizzante delle strutture. Non sappiamo se nella miscela rientrassero anche sostanze organiche con funzione di induritori. In realtà le sue caratteristiche meccaniche lo fanno assomigliare ad una specie di conglomerato, un tipo speciale di calcestruzzo. Proprio per le sue qualità impermeabilizzanti veniva impiegato nei luoghi umidi. In strati di un certo spessore dimostrava anche una notevole capacità di resistenza a trazione come risulta da alcuni esempi di applicazioni pavimentali. 10 opus signinum. Si tratta di un conglomerato che nella letteratura archeologica è divenuto impropriamente sinonimo di cocciopesto. 7,4 Osservazioni sui tipi di muratura Negli studi di archeologia la lunga abitudine a catalogare le cose su base formalistica ha determinato una campionatura ormai consolidata di “tecniche” edilizie ordinata per specie (per esempio opera poligonale) e sottospecie (I, 11, III e IV maniera) senza alcun riferimento all’articolazione strutturale, e alle peculiarità costruttive delle singole tecniche. Per muratura ordinaria si intende la normale struttura in pietrame e legante di malta di calce in cui la cortina sia intimamente connessa con il
bipedali. Queste cinture intese come fasce di più corsi di laterizia che troviamo in connessione con le opere incerte a ciottoli a blocchetti, reticolate danno luogo di fatto a un’opera mista anche se per opus mixtum per eccellenza si intende quello di laterizi e reticolato. 5 Muratura ordinaria di pietrame naturale e artificiale a pezzatura varia. Si tratta delle cortine composte di assise di blocchetti, per lo più di tufo alternati a liste di una o più assise di laterizio. Il numero e l‘alternanza dei ricorsi dei differenti materiali variano con grande frequenza. Questa tecnica venne usata già nella prima metà del 11 secolo. 6 Muratura ordinaria di pietrame naturale e artificiale a piloni resistenti. pilastri di blocchi di pietra, collocati nei punti di maggiore sollecitazione della struttura, e da tamponature di muratura a pietrame minuto negli intervalli. 7 Muratura a secco. In questa categoria rientrano l’opera poligonale (delle diverse maniere) e quella quadrata purché adoperate in assenza di conglomerato. Per quanto riguarda la prima, anche se è stata dimostrata in più occasioni — e da vari autori — l’inconsistenza del rapporto 1 maniera (maggiore antichità) /IV maniera (minore antichità), tuttavia resta la tendenza, inconsapevole o strumentale, a resuscitare questa sensazione o almeno a suggerirla al lettore. La resistenza delle strutture realizzate con queste tecniche, soprattutto le poligonali i cui blocchi non erano né ingrappati né imperniati, come invece era frequente nell’opera quadrata, restava affidata prevalentemente alla forza di inerzia e quindi reggevano male a sollecitazioni costanti che non fossero verticali. Dei sistemi costruttivi, e quindi delle caratteristiche di questi muri sappiamo praticamente tutto perché si costruirono fino a qualche anno fa con le stesse modalità e funzioni di quelli antichi: basta pensare alla fodera delle scarpate ferroviarie. 8 muratura a secco di pietrame artificiale. È quella in mattoni crudi. Schema riassuntivo delle murature con legante. Muratura ordinaria di pietrame naturale e pezzatura irregolare cementizia, incerta, a ciottoli, pietrame scelto). Muratura ordinaria di pietrame artificiale (mattoni crudi, laterizi, tegolozza). Muratura ordinaria con cintura (ciottoli, blocchetti, incerta, reticolata). Muratura ordinaria di pietrame naturale e artificiale a pezzatura varia (vittata). Muratura ordinaria di pietrame naturale e artificiale a piloni resistenti (incerta + pile, reticolata + pile, laterizia + pile). Muratura di pietrame naturale a secco (poligonale, quadrata). Muratura di pietrame artificiale a secco (mattoni crudi). 7,5 richiami sul comportamento delle murature. 1 L'assestamento. Le murature possono essere costruite con due procedimenti: ad avanzamento di costruzione continuo oppure discontinuo, Al due sistemi corrispondono due modalità differenti di calo delle malte. Va però detto che comunque un edificio è soggetto a traslazioni verticali piccola entità composte da un elemento assoluto ed uno relativo. Il primo è dovuto alla contrazione del terreno man mano che il carico della costruzione aumenta e il secondo al calo permanente della malta sottoposta al carico della stessa muratura durante il tiro. l’assestamento delle murature dipende dalle seguenti varianti: 1. altezza dell’edificio; 2. spessore dei letti di malta; 3. numero dei giunti di malta orizzontali;
- tempi della presa; 5 velocità della costruzione; 6. quantità della malta; 7. intensità della battitura dei materiali durante la costruzione; 8. condizioni climatiche. Sono dunque queste le varianti che incidono sulla dimensione finale del solido murario. Le due sole sezioni invariate resteranno appunto quella di base, se il solido poggia su un terreno incompressibile, e quella opposta perché non sollecitata. il fenomeno è tanto più sensibile quanto più i materiali adoperati sono teneri, la malta abbondante e acquosa, la costruzione rapida, come appunto era il caso nell’antichità. Negli edifici a grande sviluppo verticale (torri; fari, piloni di ponti ecc.) si evitava di fare i rinforzi angolari con materiali più resistenti e/o di pezzatura maggiore, secondo il sistema normalmente applicato invece negli edifici ordinari. Questo perché serviva la massima omogeneità.
2 comportamento della malta. Sappiamo che la malta in genere è meno resistente del pietrame; il legante inserito nella muratura, a presa avvenuta, era assai più resistente alla compressione di quanto non lo fosse quello di un provino isolato. La resistenza diminuiva con l’aumentare dello spessore del giunto di malta: il fenomeno dipende dal fatto che uno strato sottile asciuga prima e meglio conferendo maggiore durezza al materiale. Dunque la muratura nell’insieme resisteva alla compressione meno della pietra, ma più della malta, dalle quali era composta. Data la loto scarsa elasticità le murature raggiungono il carico di rottura senza manifestare deformazioni apprezzabili: in genere la pratica stabilisce il carico di sicurezza ad 1/10 di quello di rottura. 3 resistenza delle murature. I carichi di sicurezza per la compressione in condizioni ordinatie, per muri di spessore superiore ai m 0,45 (1,5 piedi) si aggirano intorno ai valori elencati sotto. E evidente che la resistenza alla compressione delle murature legate con argilla, quelle di mattoni crudi o quelle a secco, era parecchio limitata. Da tutto questo si desume che lo schiacciamento, cioè il dissesto dovuto alla compressione, poteva cominciare anche con una sollecitazione modesta ed arrestarsi quando, allargatasi la base di aderenza, si fosse raggiunto l’equilibrio. Siccome la resistenza a trazione è notevolmente inferiore a quella a compressione che normalmente si cercasse di evitare questa sollecitazione. Ci sono casi in cui è chiaramente dimostrato che il calcestruzzo antico, per la sua altissima qualità, è in grado di lavorare anche a trazione. 7,6 legname da costruzione il legno ha ottime qualità strutturali per gli impieghi nell’edilizia. Esso, usato sia in travi sia in tavole, si divide da sempre in due grosse categorie: dolce (o tenero) e forte. Legni dolci: sono quelli a fibra tenera, più o meno allungata, di facile lavorabilità e messa in opera; sono abbastanza leggeri ma di non grande resistenza e tenacia (pino, abete, pioppo ecc.). Nella pratica si associano anche specie come il faggio, l’olmo, il frassino, siccome hanno una fibra meno densa e soprattutto corta e discontinua, finiscono per essere adoperati per gli stessi usi dei legnami dolci. Legni forti: sono quelli a fibra densa e compatta, quindi molto duri e tenaci e perciò difficili da lavorarsi, ma di grande resistenza — vari tipi di quercia (come rovere, cerro, ischio, leccio), larice, castagno selvatico. CAPITOLO 8 – IL CANTIERE L’organizzazione del cantiere è fondamentale per la buona riuscita dell’attività edilizia. Da tempo si sostiene, ed è generalmente accettato, che il calcestruzzo si diffuse per la maggiore economicità rispetto all’opera quadrata per il fatto che per prepararlo serviva mano d'opera non specializzata; a mio parere si dovrebbe sempre specificare di quale tipo di costruzione si tratta. L’arte del costruire in calcestruzzo doveva essere sostenuta da un’organizzazione assai complessa, senza la quale sarebbe entrata in collasso e ridotta a vita stentata. E non è il caso dell’architettura romana. È idea corrente, anche presso alcuni studiosi, che questa tecnica aveva minore bisogno di specializzazione rispetto all’opera quadrata. 8, 1 l’organizzazione del cantiere. Trattare dei sistemi di costruzione romani significa tuttavia avere sempre presenti le diversità di ambiente in cui essi furono applicati. Questo perché ogni volta che l’attività edilizia romana si sovrappose ad una cultura architettonica diversa si dovette adattare a differenti concezioni dello spazio ricorrendo frequentemente ad accorgimenti strutturali e tecniche differenziate. Serviva poi una complessa organizzazione per l’approvvigionamento continuo di tutti i materiali necessari. I depositi di questi ultimi dovevano collocarsi nei luoghi più convenienti per l’impiego e per la conservazione: così la calce e la pozzolana andavano presso i bagnoli, le pietre e i laterizi vicino alle andatoie dove passavano gli operai per salire sui ponti o i castelli o comunque nelle vicinanze della macchine elevatorie. Ogni complesso architettonico deve essere inteso come una
8,4 sistemi di accostamento e fissaggio dei blocchi. Concettualmente legato alle machinae elevatorize ed al sollevamento dei carichi c'è il sistema dei piccoli movimenti necessari all’esatta collocazione dei blocchi e quello di ancoraggio agli elementi contigui sia sul piano orizzontale sia su quello verticale. Una volta trasferito il blocco con le macchine era necessario aggiustarlo nella posizione definitiva attraverso una serie di piccoli movimenti fatti a mano con le leve. Tutto questo lavoro ha lasciato tracce tanto sui massi di attesa, tanto su quelli da mettere in opera. per mezzo di grappe, quello sul fissaggio sul piano orizzontale avveniva. Le grappe potevano essere di varia foggia piano verticale di perni. Gli elementi metallici erano fissati alla pietra con colature di piombo fuso che avvenivano con procedimenti differenti a seconda se si trattava del blocco di attesa o di quello da collocare. Sul blocco di attesa si trovano sempre i canaletti per la colatura del piombo. Al sistema di legamento orizzontale appartiene anche quello che potremmo definire “ad ingranaggio” costituito da un nucleo centrale piano ed una corona circolare a denti curvi nella quale andava ad incastrarsi una analoga ricavata nel pezzo da aggiungere. Questo sistema, che credo fosse applicato già nella cava, quando la vena non consentiva di estrarre un monolito della misura necessaria, era particolarmente efficace per contrastare gli elevatissimi attriti durante i piccoli movimenti necessari per la collocazione esatta dei pezzi.
