INDICE GUIDA AI METALLI:

1. IL PROBLEMA DELLA CORROSIONE
2. ACCIAIO - LA ZINCATURA (IL PROCEDIMENTO SENDZIMIR):
3. GRAMMATURA DI ZINCO:
4. ACCIAIO INOX:
5. ALLUMINIO:
6. LE DILATAZIONI TERMICHE DEI METALLI:

PROPRIETÀ INTRINSECHE DEL MATERIALE PER LA COSTRUZIONE DEI PANNELLI SANDWICH

L’acciaio presenta un elevato valore del rapporto tra resistenza meccanica e peso specifico rispetto a tutti i materiali da costruzione. Anche altri metalli (alluminio, inox, rame) impiegati nel settore delle coperture forniscono risorse prestazionali dalle notevoli potenzialità progettuali e costruttive. I metalli costituiscono materiali stabili, assolutamente inerti, dalle grandi portate ed a bassa incidenza ponderale, dalle forti capacità dissipative in caso di eventi tellurici. Sono altamente affidabili per grandi luci con risparmio nell’orditura di sostegno. Sono materiali comunque recuperabili e riciclabili integralmente. Permettono di realizzare costruzioni leggere e rispondenti agli svariati tipi di sollecitazione. Alle importanti caratteristiche meccaniche si abbinano le rilevanti caratteristiche statiche. I metalli, in funzione della loro versatilità a trasformarsi in morfologie pertinenti secondo l’uso previsto, si configurano infatti in sezioni articolate grazie alla distribuzione delle masse strutturali.

IL PROBLEMA DELLA CORROSIONE:

Descrizione del fenomeno: la corrosione è un fenomeno chimico-fisico che provoca il graduale ed irreversibile deterioramento dei materiali metallici. Per i pannelli esistono due tipi di corrosione: chimica, galvanica.

CHIMICA: è provocata sia da alcuni gas (anidride solforosa, ossido di zolfo, ossido di azoto) presenti nell’aria, sia dalla salsedine presente negli ambienti marini. In presenza di coperture metalliche, il fenomeno corrosivo si innesca per effetto dell’acqua che ristagna in presenza di una bassa pendenza della falda. Il velo di acqua che permane sulla copertura scioglie gli elementi aggressivi dispersi nell’atmosfera che venendo a contatto con il supporto metallico lo corrodono. Per aumentare la resistenza alla corrosione chimica, si impiegano elementi metallici realizzati con leghe speciali resistenti alla corrosione (alluminio, rame); ulteriore protezione si ottiene applicando sulla superficie dei metalli resine sintetiche, smalti, zinco.

GALVANICA: è provocata dal contatto di due metalli diversi in presenza di ossigeno e dell’umidità dell’aria. Di questo tipo, sono i processi corrosivi che si vengono a creare sui canali di gronda e pluviali in acciaio o alluminio sottostanti a coperture in rame, causati dagli ossidi di questo metallo presenti in soluzione nelle acque meteoriche. Per quanto detto, quando si realizzano coperture metalliche, è consigliabile impiegare lo stesso metallo per lattonerie, gronde e gli altri elementi accessori. L’interposizione di guarnizioni realizzate con materiali non conduttori elimina o riduce il problema della corrosione galvanica.

ACCIAIO - LA ZINCATURA (IL PROCEDIMENTO SENDZIMIR):

L’acciaio presenta caratteristiche generali di ridotta resistenza ai diversi tipi di corrosione anche in ambienti non aggressivi. Infatti la semplice esposizione del metallo non protetto in un’atmosfera umida determina, attraverso la combinazione del ferro, dell’ossigeno e dell’acqua, la formazione di ossido di ferro idrato (ruggine). Tra i più usati tipi di protezione che aumentano la resistenza dell’acciaio ai processi corrosivi vi è la zincatura.

La zincatura a caldo, con metodo Sendzimir, prende il nome dall’omonimo ingegnere americano, di origini polacche, SENDZIMIR , che per primo (1937) mise a punto un laminatoio per la fabbricazione in continuo di laminati d’acciaio come rotoli e grandi fogli. Il procedimento di zincatura della lamiera di acciaio ha subito, nel corso del tempo, notevoli miglioramenti tecnologici, rendendo possibili produzioni di alta qualità a basso costo. In passato si otteneva la lamiera zincata immergendo i singoli fogli in bagno di zinco fuso; tale lavorazione non permetteva un rivestimento uniforme nello spessore, neppure una buona aderenza tra zinco ed acciaio, sia per l'insufficiente preparazione del metallo base, sia per la formazione di diverse lege fragili tra i due metalli. Ne deriva, insieme ad altri inconvenienti, l'impossibilità di compiere sulla lamiera operazioni di formazione plastica (anche di poca entità).
Queste difficoltà sono state superate con il procedimento SENDZIMIR. Questo procedimento di zincatura consiste, in un trattamento che prevede il passaggio della lamiera in un bagno di zinco fuso a 700° contenuto in una vasca ceramica; a questo bagno vengono aggiunti, solitamente, Piombo come elemento fluidificante ed Alluminio per favorire l’aderenza dello zinco all’acciaio.

I cui passaggi salienti sono:

1. Attraversamento della lamiera in forno a fiamma viva ad atmosfera ossidante, oppure riducente (cioè in assenza di ossigeno e di umidità): serve per eliminare i residui oleosi della laminazione a freddo.
    
2. trattamento di normalizzazione o di "ricottura": serve a ricostruire la struttura metallurgica dell'acciaio, indispensabile per realizzare un valido processo di zincatura. Durante il processo di laminazione a freddo, infatti, lo spessore viene ridotto di circa il 70%-80% con relativo schiacciamento dei cristalli di ferrite;
    
3. processo di zincatura per immersione;
    
4. percorso di raffreddamento;
    
5. passivazione: a raffreddamento avvenuto, sulla superficie della lamiera zincata viene steso uno strato di ossido di cromo che consente allo strato di zinco di consumarsi lentamente.
    
6. spianatura: con questa operazione si crea un allungamento della lamiera di circa 0,3-0,4% evitando l'insorgenza di difetti di poligonatura della lamiera durante le fasi di lavorazione del prodotto.

La vasca di zincatura contiene una soluzione della quale lo zinco puro è oltre il 99%; la rimanete parte di soluzione contiene piccolissime parti di impurità ed altri metalli (tra i quali piombo) che servono a generare nello zinco il cosiddetto "fiore" che la la sola funzione di conferire alla zincatura un piacevole aspetto estetico.

GRAMMATURA DI ZINCO:

La normative UNI EN 10042 e UNI EN 10147 elencano i vari tipi di acciaio zincati a caldo in continuo ottenuti con questo processo indicando le caratteristiche meccaniche e i vari spessori di rivestimento ottenibili.

Per i pannelli precoibentati e le lamiere grecate la grammatura può essere da Z 100 gr/mq a Z 285 gr/mq.

I rivestimenti galvanici offrono una tripla protezione all'acciaio sottostante:

1. protezione per effetto barriera. Il rivestimento isola l'acciaio dall'ambiente corrosivo esterno.
    
2. Protezione catodica o di sacrificio. Lo zinco viene a costituire la parte anodica nella pila di corrosione e si corrode lentamente proteggendo così l'acciaio: finché vi sarà zinco in superficie l'acciaio non subirà corrosione alcuna.
    
3. Sigillatura delle zone scoperte. I prodotti di corrosione dello zinco, che sono insolubili, compatti ed aderenti, vanno a sigillare le zone dell'acciaio che, per una qualsiasi ragione (urti, graffi ecc.), vanno a trovarsi accidentalmente a contatto con l'ambiente esterno. Ciò offre un'ulteriore protezione al substrato.

ACCIAIO INOX

Gli acciai inossidabili, per loro caratteristica specifica, presentano in genere un’ottima resistenza ai diversi tipi di corrosione, anche in atmosfere aggressive. Per il costo elevato vengono normalmente utilizzati in ambienti molto aggressivi (resistono bene alla corrosione con una buona durata nel tempo). L’acciaio inossidabile impiegato per la profilatura è AISI 304.

ALLUMINIO:

L’allumino esposto all’atmosfera si ricopre di uno strato di ossido protettivo di ridotto spessore che essendo, a differenza dell’ossido di ferro, molto aderente, stabile e sufficientemente inerte agli agenti chimici, lo protegge anche in ambienti mediamente aggressivi. L’ossidazione ottenuta industrialmente attraverso i processi elettrolitici, la cosiddetta anodizzazione dell’alluminio, comporta la creazione di uno strato di ossido di spessore e compattezza superiori a quello che si verrebbe a creare naturalmente ed assicura un notevole miglioramento della resistenza alla corrosione dell’alluminio. Riguardo alla corrosione galvanica l’alluminio si trova ai primi posti della serie galvanica ed ha quindi un comportamento anodico nei confronti della maggior parte degli altri metalli. Per questo motivo l’alluminio e le sue leghe non debbono essere utilizzati a contatto diretto con altri metalli se non previa interposizione di guarnizioni dotate di un sufficiente potere isolante. La lega impiegata per i supporti metallici in alluminio è la 3003 H16. L’alluminio nel caso di notevoli sbalzi di temperatura si dilata causando lo strappo dei supporti in corrispondenza dei fissaggi; pertanto è consigliabile nel caso di coperture di alluminio limitare la lunghezza dei pannelli a 7/8 mt. L’alluminio si impiega in genere negli ambienti marini. In questi casi si impiega l’alluminio preverniciato come ulteriore protezione.

LE DILATAZIONI TERMICHE DEI METALLI:

In fase di progetto, la scelta dei tipi e degli spessori dei supporti deve tenere in considerazione il fenomeno della dilatazione termica dei metalli utilizzati, fenomeno derivante dall’effetto della variazione termica. Per questo motivo si devono eseguire particolari precauzioni di montaggio che tengano conto degli allungamenti variabili dei supporti in funzione dei valori dei coefficienti di dilatazione termica. Speciali precauzioni vanno adottate per i pannelli con supporti misti: allumini-acciaio, rame-acciaio.

LA PREVERNICIATURA DEI METALLI

Il processo di preverniciatura avviene secondo un ciclo continuo denominato coil coating (verniciatura in coil). Durante questo trattamento si applica sul nastro metallico un primo strato di vernice denominato Primer contenente delle resine epossidiche ad alta resistenza alle condizioni corrosive determinate dall’umidità e dagli aggressivi chimici. Lo strato di primer è lo strato anticorrosivo per eccellenza ma non può essere utilizzato anche come strato a finire in quanto non resiste ai raggi ultravioletti (si sfarina). Pertanto a protezione del primer viene applicato un secondo strato di vernice. La vera barriera alla corrosione è il primer in quanto la verniciatura finale è permeabile. Il primer sui due lati viene applicato solamente quando il nastro deve essere preverniciato sui due lati. Nei casi più comuni di nastro preverniciato su un solo lato, il primer viene applicato solamente sul lato che sarà completato con la preverniciatura finale, mentre sull’altro lato viene applicato uno strato di back – coat che rappresenta una vernice di valenza inferiore rispetto al primer.