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Giochiamo con il disegno tecnico
Produzione del cemento.
Il cemento è il materiale principe dell’industria delle costruzioni. Esso è usato quasi esclusivamente insieme alla sabbia per formare la malta oppure con altri inerti, come il pietrisco, per ottenere il calcestruzzo, utilizzato soprattutto per le opere in cemento armato. In ogni caso, il cemento ha bisogno dell’acqua per essere adeguatamente impastato e per poter reagire chimicamente e fare presa.
Ogni muratore, ogni impresa, ogni progettista, chiunque abbia avuto a che fare con l’edilizia ha anche avuto modo di conoscere il cemento. Spesso lo si scambia per il composto chiamato tecnicamente malta, in quanto ne è il componente principale, ma in ogni cantiere non può mancare un materiale simile.
L’uso è indispensabile sia come come legante per la costruzione di muri di ogni tipo, ma soprattutto per la produzione del calcestruzzo e del cosiddetto cemento armato (più precisamente da chiamare calcestruzzo di cemento, armato).
Tipi di cemento
Esistono diversi tipi di cemento, differenti per la composizione, per le proprietà di resistenza e durevolezza e quindi per la destinazione d’uso.
Dal punto di vista chimico si tratta in generale di una miscela di silicati e alluminati di calcio, ottenuti dalla cottura di calcare, argilla e sabbia. Il materiale ottenuto, finemente macinato, una volta miscelato con acqua si idrata e solidifica progressivamente nel tempo.
Il cemento Portland
Il cemento Portland, probabilmente il tipo più utilizzato, come abbiamo già visto, fu scoperto nel 1824 in Inghilterra dal muratore Joseph Aspdin.
La fabbricazione del cemento Portland avviene nelle seguenti tre fasi:
– preparazione della miscela grezza dalle materie prime;
– produzione del clinker;
– preparazione del cemento.
Le materie prime per la produzione del Portland sono:
– calcare (contenente carbonato di calcio)
–marna/argilla (contenente ossidi di silicio, ferro e alluminio).
L’estrazione avviene in apposite cave con minerali che in generale sono composte da rocce dove sono presenti tutte le materie prime necessarie. Quando non si riesce a trovare minerali con queste caratteristiche è necessario aggiungere argilla o calcare, oppure minerale di ferro o altri materiali residui di fonderia.
La miscela è riscaldata in un forno speciale costituito da un enorme cilindro (chiamato Kiln) disposto orizzontalmente con leggera inclinazione e ruotante lentamente. La temperatura è fatta crescere lungo il cilindro fino a circa 1480° centigradi in modo che i minerali si aggreghino, ma non fondano e vetrifichino.
Nella sezione a temperatura minore il carbonato di calcio (il calcare, le pietre) si scinde in ossido di calcio e anidride carbonica (CO2). Nella zona ad alta temperatura l’ossido di calcio reagisce con i silicati a formare silicati di calcio.
Il materiale risultante è complessivamente denominato clinker. Il clinker può essere conservato per anni prima di produrre il cemento, a condizione di evitare il contatto con l’acqua.
L’energia teorica necessaria per produrre il clinker è molto elevata. Questo comporta una grande richiesta di energia per la produzione del cemento e si ha anche un notevole rilascio di anidride carbonica in atmosfera, che è un gas che causa l’effetto serra.
Per la produzione del cemento il Clinker viene macinato in un mulino fino ad ottenere un polvere. Il gesso è aggiunto al clinker per migliorare le caratteristiche, successivamente la miscela viene macinata. La polvere ottenuta è il cemento pronto per l’uso.
Quando il cemento Portland è miscelato con l’acqua, il prodotto solidifica in alcune ore e indurisce progressivamente nell’arco di diverse settimane. Anche se la presa continua nel tempo si considera ottenuta completamente a 28 giorni quando raggiunge il 90% dello sviluppo delle sue proprietà meccaniche. L’indurimento iniziale è provocato dalla reazione tra acqua, gesso e altri componenti.
Con l’aggiunta di particolari materiali al cemento (calcare e calce) si ottiene il cemento plastico, di più rapida presa e maggiore lavorabilità. La malta preparata usando una miscela di cemento Portland e calce è nota come malta bastarda.
Il cemento è venduto principalmente in due modi diversi:
- in sacchi da 25 Kg dove è evidenziata la resistenza meccanica ed il produttore;
- sfuso in grandi silos.
Proiezioni ortogonali di un cubo.
Proiezioni ortogonali di un cubo appoggiato al piano orizzontale con facce parallele a PV e PL. Nel video viene mostrato ciò che avviene nello spazio e come si arriva alle proiezioni.
Protetto: Assonometria monometrica
Proiezione ortogonale di un segmento generico
Per determinare le proiezioni ortogonali del segmento ricordate di determinare per prima cosa le proiezioni ortogonali dei singoli punti (gli estremi). Successivamente unire (nella figura le linee rosse) le singole proiezioni dei punti A e B. Vi consiglio di leggere anche questo articolo. Il seguente video illustra i singoli passaggi che si dovranno eseguire per completare il disegno.
Cruciverba sui leganti
Proiezioni ortogonali di un segmento.
Oggi vedremo come determinare le proiezioni ortogonali di un segmento. Nel caso specifico, il segmento sarà perpendicolare al piano laterale. Nella foto in alto è mostrato quello che avviene nello spazio.
Ricordate la definizione di segmento: il segmento è una porzione di retta delimitata da due punti.
Nelle lezioni precedenti abbiamo visto come determinare le proiezioni ortogonali dei punti. Sapendo fare le proiezioni ortogonali dei punti, determinare le proiezioni ortogonali di un segmento è estremamente semplice.
Ipotizziamo che gli estremi del segmento (i due punti che lo definiscono) abbiano coordinate rispettivamente così definite: A ( 8;5;6) e B ( 3;5;6). Per determinare le proiezioni ortogonali del segmento AB dovrò per prima cosa determinare le proiezioni ortogonali prima di A e poi di B (vi ricordo l’articolo dove viene piegato come fare per coloro che hanno ancora dubbi). Ho determinato A’, A” ed A”’ ed anche B’, B” e B”’. Per trovare le proiezioni ortogonali di AB dovrò collegare le prime proiezioni di un estremo con le prime proiezioni del secondo estremo, collegare le seconde proiezioni di un estremo con le seconde proiezioni del secondo estremo ed infine collegare le terze proiezioni di un estremo con le terze proiezioni del secondo estremo. In altre parole A’ con A”, B’ con B” e A”’ con B”’.
Fate caso cosa accade nel caso specifico su PL. A”’ sarà coincidente con B”’, questo accade perché il segmento è perpendicolare al piano PL (quando un segmento è perpendicolare ad un piano?). Infatti, immaginando di disporre il punto di vista perpendicolarmente a PL non si vedrebbe più il segmento, ma solo un punto.
L’albero.
Nei video presentati nei precedenti articoli abbiamo visto che il uno dei primi materiali utilizzati dall’uomo fin dalla preistoria è stato il legno. Ma da dove si ricava questo importante materiale?
Il legno è un materiale consistente che si trova sotto al corteccia dei tronchi e dei rami degli alberi. Quindi gli alberi rappresentano la risorsa naturale da cui ricaviamo la materia prima ovvero il legno. Questo materiale è costituito da un tessuto composto da cellule che contengono prevalentemente due sostanze: lignina e cellulosa. Più alto è il contenuto di lignina, più il legno sarà duro e compatto.
Il legno, anche dopo il taglio, non è un materiale “morto”, ma vive e percepisce le variazioni climatiche: si gonfia con l’umidità e si ritira (diminuisce il suo volume) con il calore.
Struttura dell’albero
In un albero riusciamo a distinguere tre parti fondamentali: le radici che in genere si trovano sotto terra; il fusto detto anche tronco e la chioma che è formata da rami, rametti e foglie.
Le radici servono principalmente ad assorbire acqua e sali minerali (linfa grezza) che sarà trasportata alle foglie. Un’altra fondamentale funzione delle radici è quella di ancorare l’albero al terreno.
Il fusto collega le radici alla chioma e sostiene quest’ultima. All’interno del tronco vedremo che scorre la linfa grezza, ma anche la linfa elaborata (il nutrimento della pianta). Considerando la sua grande importanza dal punto di vista tecnologico, lo studieremo nel dettaglio tra un po’.
La chioma come abbiamo detto è formata da rami, rametti e foglie. Mentre rami e rametti hanno la semplice funzione di reggere le foglie, queste ultime sono di importanza vitale sia per la pianta sia per noi essere umani. Infatti, l’acqua ed i sali minerali vengono trasformate nelle foglie in vero e proprio nutrimento per la pianta grazie ad un importantissimo processo che si chiama fotosintesi clorofilliana. Ricordiamoci che i vegetali sono gli unici essere viventi che riescono a fabbricarsi il cibo da soli (autotrofi), mentre tutti gli altri essere viventi si nutrono di cibo fatto da altri (eterotrofi).
Come accennato precedentemente, il tronco rappresenta la parte che per noi che studiamo tecnologia rappresenta la parte più importante. Perché? Perché proprio dal tronco noi ricaviamo la materia prima che stiamo studiano ossia il legno. Tagliando il tronco trasversalmente possiamo notare che la sezione non è tutta dello stesso colore ed in essa possiamo distinguere sei diverse zone che formano una sorta di anelli concentrici (tante circonferenze con lo stesso centro).
Dall’esterno verso l’interno abbiamo: la corteccia, il libro, il cambio, l’alburno, il durame ed il midollo.
La corteccia è l’anello più esterno, l’unico visibile anche quando il tronco non è tagliato. È costituito da cellule morte ed ha il compito di proteggere le parti più interne del tronco dagli agenti atmosferici e dagli insetti. Dal punti di vista tecnologico ha qualche interesse? In generale no, ma diventa materia prima nelle querce da sughero, infatti proprio dalla corteccia ricaviamo il sughero. Può anche essere utilizzata nella pacciamatura ossia nella pratica agronomica di utilizzare le “scaglie” che formano la corteccia di alcuni alberi per disporle vicino le radici delle piante da orto al fine di proteggerle dal freddo o per impedire la crescita di erbe infestanti.
Il libro (il termine scientifico è floema) ha uno spessore molto sottile e vi scorre la linfa elaborata.
Il cambio permette all’albero di crescere, crea nuove fibre sia verso l’interno creando nuovo alburno, sia vero l’esterno creando nuovo libro.
L’alburno è formato da cellule vegetali nelle quali avviene il trasporto della linfa grezza (acqua e sali minerali). Poiché le piante assorbono più acqua nel periodo primaverile ed estivo, mentre nel periodo autunno ed invernale l’assorbimento di acqua è più ridotto (immaginate di vedere la chioma negli alberi in primavera- più rigogliosa- e in autunno – più spoglia-), nel corso dell’anno il cambio formerà un anello di alburno di colore chiaro e più spesso ed un altro di colore scuro e più ridotto. L’alburno primaverile dovrà trasportare più linfa grezza, mentre quello autunnale meno.
Il durame è la zona del tronco di maggiore spessore ed ha la stessa funzione che nel corpo umano ha lo scheletro, cioè quella di consentire all’albero una posizione eretta. Inoltre, esso è l’anello da cui noi ricaviamo il vero e proprio legno da cui si ricava il legname. È costituito da cellule ricche di lignina e rappresenta l’alburno invecchiato nel quale non scorre più linfa grezza. Le cellule che costituiscono tutto il tronco formano una sorta di fasci di fibre orientate lungo la sua altezza.
Proiezioni ortogonali di un punto date le coordinate.
Quando si effettua la proiezione ortogonale di un punto e vi si danno tre coordinate, la prima cosa da sapere è a cosa si riferiscono queste coordinate.
Facciamo un esempio: nella figura in alto vedete il punto A nello spazio, ipotizziamo che il punto abbia coordinate A( 50;70;40). La proiezione ortogonale del punto A sul piano orizzontale è la sua prima proiezione (A’); quindi la prima domanda che vi dovete fare è: ” da quali assi è delimitato il piano orizzontale?” la risposta è x e y. Delle tre coordinate qual è la x e quale la y?
Ricordate che il primo numero definisce la coordinata x; il secondo la y ed il terzo la z. Nel caso specifico quindi la x= 50, la y=70 e z=40. Quando andrete a disegnare la prima proiezione del punto A (quindi starete disegnando su PO), dovrete, partendo dall’origine, spostarvi 50 cm sull’asse delle x e 70 cm sull’asse delle y. Quando avrete determinato i punti sugli assi, basterà fare come quando si gioca a battaglia navale ossia spostarsi parallelamente sugli assi in corrispondenza delle coordinate. Il punto di intersezione sarà A’.
Lo stesso tipo di ragionamento dovrà essere fatto per PV e PL.
Iniziamo da PV
Dove si troverà A”? Su PV.
Tra quali assi è compreso PV? x e z.
Quanto vale la x e quanto la z? La x 50 cm e la z 40 cm.
Perfetto! Il gioco è fatto, riporto le misure ed unisco. Il punto di intersezione è A”
E su PL.
Dove si troverà A”’? Su PL.
Tra quali assi è compreso PV? y e z.
Quanto vale la y e quanto la z? La y 70 cm e la z 40 cm.
Perfetto! Il gioco è fatto, riporto le misure ed unisco. Il punto di intersezione è A”’
