I materiali impiegati nelle murature presentano un sistema più o meno continuo di pori attraverso i quali si verifica la migrazione dell’acqua, che è la fonte primaria di degrado. Il volume di spazio vuoto all’interno del materiale è costituito da pori, cavità e fratture di forma e dimensione differenti. La somma di tutti gli spazi vuoti è definita POROSITA’, caratteristica fondamentale di tutti i materiali da costruzione, che influenza le loro proprietà fisiche (durabilità, resistenza meccanica, ecc.). POROSITA’

I pori si dividono in base alla tipologia, geometria e dimensione. Pori collegati alla superficie esterna del materiale, accessibili all’acqua. Influenzano la permeabilità e la durabilità del materiale. Pori completamente isolati dalla superficie esterna. Non consentono il trasporto di liquidi e gas. Influenzano solo la densità, le proprietà meccaniche e le proprietà termiche e acustiche del materiale. TIPOLOGIA

I pori si dividono in base alla tipologia, geometria e dimensione. I pori possono essere classificati in base alla loro forma: I pori possono essere sferici, cilindrici o allungati. GEOMETRIA In base alla loro genesi: Pori di base: derivanti dai processi di formazione della roccia. Pori di dissoluzione: derivanti da processi di dissoluzione chimica dei carbonati, solfati o materiali organici. Pori di frattura: pori e microfratture dovuti a fratture meccaniche inter o intra cristalline dovute a stati tensionali. Pori di contrazione: dovute alle dilatazioni/contrazioni differenziate dei vari componenti della muratura.

I pori si dividono in base alla tipologia, geometria e dimensione. La classificazione internazionale (IUPAC) classifica i pori in base al raggio: Dimensione Raggio Micropori< micron (<10A) Mesopori[0.001micron micron] Macropori>0.025 micron

Terminologia Volume dei Pori Vp Frazione del volume totale di un solido occupata dai pori (frazione di vuoto) Volume Apparente Va Volume del solido incluso lo spazio occupato dai pori Porosità Totale P (%) Rapporto tra il Volume dei Pori (Vp) e il volume apparente (Va) %P = 100x(Vp/Va) Volume dei Pori Aperti Vpa Volume occupato dai pori aperti Porosità aperta Pa(%) E’ minore o uguale alla porosità totale. Rapporto tra il volume dei pori aperti e il volume apparente espresso in pecentuale. %Pa= 100x(Vpa/Va) Volume reale Vr E’ la differenza tra il volume apparente e il volume dei pori Vr=Va-Vp Superficie Specifica Ss E’ la superficie in m 2 delle pareti dei pori aperti ed è espressa per unità di volume del materiale (m 2 /m 3 )

Metodi di misura Le tre proprietà strutturali fondamentali per descrivere un materiale poroso sono: -Porosità, -Distribuzione porosimetrica, -Superficie specifica. Dal momento che queste proprietà sono geometriche possono essere valutate attraverso un’osservazione diretta (Metodi Diretti: analisi petrografica al microscopio ottico, osservazioni SEM). Esistono anche dei metodi indiretti che si basano sulla misurazione di proprietà quali la densità, la permeabilità al vapore, la velocità di risalita capillare, la capacità di adsorbimento, ecc. e che consentono di misurare la porosità. (Metodi Indiretti: porosimetria a mercurio, adsorbimento di gas, ).

Metodi di misura Metodi Semplici a)Test di assorbimento di acqua per immersione totale b)Test di desorbimento di acqua c)Test di assorbimento per capillarità d)Prova di permeabilità al vapore UNI EN 1936 (Metodi di prova per pietre naturali) Determinazione delle masse volumiche reale e apparente e della porosità totale aperta.

Sommario: La norma stabilisce un metodo per determinare la massa volumica reale e apparente e la porosità totale aperta delle pietre naturali. UNI EN 1936 (Metodi di prova per pietre naturali) Principio: dopo essiccazione fino a massa costante, la massa volumica apparente e la porosità aperta vengono determinate mediante assorbimento d’acqua sotto vuoto e pesata in acqua dei provini. La massa volumica reale e la porosità totale richiedono la macinazione del provino.

UNI EN 1936 (Metodi di prova per pietre naturali) Massa volumica apparente, d b Rapporto tra la massa del provino secco e il suo volume apparente Volume Apparente Va Volume del solido incluso lo spazio occupato dai pori Volume reale Vr E’ la differenza tra il volume apparente e il volume dei pori Vr=Va-Vp Massa volumica reale d r Rapporto tra la massa del provino secco e il suo volume reale Porosità aperta P a (%) E’ minore o uguale alla porosità totale. Rapporto tra il volume dei pori aperti e il volume apparente espresso in pecentuale. %Pa= 100x(Vpa/Va) Porosità Totale P (%) Rapporto tra il Volume dei Pori (Vp) e il volume apparente (Va) %P = 100x(Vp/Va)

UNI EN 1936 (Metodi di prova per pietre naturali) Strumentazione Una stufa ventilata che possa mantenere una temperatura di 70°C Un recipiente collegato ad una pompa a vuoto che possa mantenere una pressione di circa 20kPa e possa mantenere la graduale immersione dei provini in esso contenuti. Una bilancia di precisione e con la possibilità di pesare il provino in acqua. Un calibro di precisione. Un picnometro con capacità nominale di 50ml. Un setaccio con aperture di mm Un essiccatore con materiale essiccante

Porosità aperta e massa volumica apparente (1)Pesare ogni provino (m d ) dopo essiccazione e porre i provini in un recipiente a vuoto e diminuire la pressione gradualmente. (2) Mantenere questa pressione per 24h al fine di eliminare l’aria contenuta nei pori aperti del provino. (3) Introdurre lentamente acqua demineralizzata a 20°C nel recipiente. Mantenere la pressione a 2kPa durante l’introduzione dell’acqua e per le 24h successive. (4) Dopo questo tempo riportare il recipiente alla pressione atmosferica e lasciare i provini immersi in acqua per altre 24h a pressione atmosferica. (5) Poi per ogni provino: -Pesarlo in acqua e registrare la massa ina acqua, m h ; -Asciugare velocemente il provino tamponandolo con un panno umido e determinare la massa del provino saturo d’acqua, m s. Procedimento di prova

Pesata idrostatica Si sfrutta il principio di Archimede: un corpo immerso in un fluido riceve una spinta verso l'alto uguale al peso del volume di fluido spostato. Con la bilancia di Archimede (bilancia idrostatica) si determina il peso P1 del materiale in esame in aria e poi il peso P2 del materiale in esame in acqua P 1 = V x (ρ-ρ aria ) g P 2 = Vx (ρ-ρ acqua ) g e facendo il rapporto di queste due equazioni, si ricava la densità relativa all'acqua del materiale in esame.

Massa volumica reale Metodo A (Picnometro) (1) Macinare il provini finchè tutte le particelle non passano attraverso un setaccio di apertura mm (3) Essiccare il provino macinato e mettere da parte circa 25g di campione, m e (4) Introdurre nel picnometro acqua deionizzata e riempirlo a metà. Aggiungere la massa pesata ed agitare per disperdere il solido. Porre il picnometro sotto vuoto e rabboccare con acqua deionizzata fino all’orlo. Pesare il picnometro con acqua e campione, m 1 (5) Vuotare e lavare il picnometro, riempirlo con sola acqua e pesare, m 2. Procedimento di prova Pesate meme Peso del campione essiccato m1m1 Peso del picnometro + peso del materiale+ peso dell’acqua m2m2 Peso del picnometro+ peso dell’acqua

Il volume dei pori aperti (in ml) è espresso dall’equazione: Espressione dei risultati Il volume apparente (in ml) è espresso dall’equazione: Che in alternativa può essere calcolato sulla base delle dimensioni del provino. Il valore della densità dell’acqua d rh a 20°c è 998 kg/m 3

La massa volumica apparente (kg/m 3 ) è espressa dal rapporto fra la massa delprovino secco ed il suo volume apparente: Espressione dei risultati La porosità aperta è espressa dal rapporto (%) fra il volume dei pori aperti ed il volume apparente del provino:

La massa volumica reale (kg/m 3 ) è espressa dal rapporto fra la massa del provino macinato ed essiccato, m e, e il volume del liquido spostato dalla massa m e : Espressione dei risultati La porosità totale è espressa dal rapporto (%) fra il volume dei pori (aperti e chiusi) ed il volume apparente del provino: