Storia e restauro dell'architettura - Storia delle tecniche costruttive Prof. MARIA TERESA SAMBIN Dott. MASSIMO BISSON Teoria del restauro Prof ...

Storia e restauro dell’architettura

Storia delle tecniche costruttive
Prof. MARIA TERESA SAMBIN
Dott. MASSIMO BISSON

Teoria del restauro
Prof. EMANUELA SORBO

Ipotesi ricostruttiva di una capanna conica del mesolitico
(8000-6000 a.C.)

Preistoria = la storia umana prima dell’invenzione della scrittura

Fasi della preistoria
Paleolitico, «antica età della pietra», da circa 2 milioni di anni fino
a circa 8000 a. C.
Mesolitico 8.000-6.000 a. C.
Neolitico, cioè «nuova età della pietra», 6000-4000 a. C.
Circa 4000 anni prima di Cristo inizia la storia. Si susseguono le
età dei metalli (rame, bronzo, ferro)

.

equilìbrio s. m. [dal lat. aequilibrium, comp. di
aequus «uguale» e libra «bilancia»]. – 1. Stato di
quiete di un corpo. In partic., in meccanica, equilibrio
statico, quello, per es., di un corpo puntiforme su cui
non agiscono forze, o agiscono forze tali che la loro
risultante sia nulla

Fonte: http://www.treccani.it/vocabolario/equilibrio

Ipotesi ricostruttiva di palafitte del Neolitico
Ipotesi ricostruttiva di una
capanna con pareti verticali
del Neolitico (6000-4000 a. C.)

Ipotesi ricostruttiva delle terramare
di Montana dell’Orto (Piacenza)

Menhir (o pietre fitte) megalitici di Carnac (Bretagna, Francia), V-IV millennio a. C..
Possono raggiungere anche i 20 m. di altezza

Megalìte Monumento preistorico eretto con blocchi di pietra di grandi dimensioni,
grossolanamente tagliati.

Estrazione della pietra
In un primo momento si raccolgono ciottoli e massi di qualsiasi dimensione
disponibili in natura.
Già oltre 30.000 anni a. C. sono documentate brevi e larghe gallerie
sotterranee in Egitto.
A partire dal V millennio a. C. si sviluppa un’intensa attività mineraria per
estrarre soprattutto la selce (adoperata per la fabbricazione, mediante
scheggiatura, di armi e strumenti)

                                                      Miniera della Defensola, Vieste,
                                                      5000-4500 a.C.

Esempio di miniera (Grimes
                                                 Graves, UK)

Procedimento di estrazione dei noduli di selce

Le grandi lastre da costruzione venivano in genere estratte da affioramenti superficiali
tramite utensili (mazze, leve, cunei) o tramite chock termico

Dopo aver scavato apposite trincee, i megaliti
  venivano trasportati, trascinandoli su rulli o slitte

Erano poi eretti in verticale per mezzo di funi o leve
e venivano fatti scivolare dentro le trincee, già
predisposte con pareti inclinate rivestite da scivoli
lignei

Tramite funi e puntelli lignei si poneva il megalite in
posizione verticale

    Si riempiva tutto intorno di terra e di ciottoli

Dolmen Sa Coveccada (III-II millennio a.C.), Mores (Sassari), III-II millennio a. C.
Dòlmen Monumento sepolcrale preistorico, assai diffuso nell’Europa
occidentale e settentrionale, ma anche in area orientale e mediterranea,
costituito da due o più pietre infisse verticalmente nel suolo e sormontate da
un grande lastrone orizzontale.

trilite s. m. [comp. di tri- e –lite] = struttura
architettonica elementare costituita da tre elementi:
due verticali portanti (detti piedritti, montanti
pilastri) e uno orizzontale portato (architrave)

Stonehenge (Amesbury, Inghilterra), Cromlech (circolo di pietra), circa 2000 a. C.

Tecnica particolarmente evoluta delle Sarsen
Stones di Stonehenge

Megaliti di dimensioni e materiale uniformi e
ben levigati (arenaria locale; h 4.1 m., l 2,1, p
1,1, architrave che copre la luce di 1 m., per il
recinto circolare)

Incastro a tenone e mortasa fra piedritto e
architrave

Incastro s. m. [der. di incastrare]. – 1. a. nella
scienza delle costruzioni, tipo di vincolo che
consente di fissare la sezione di estremità di un
solido (per es., trave, arco, piedritto), così da
impedire sia le rotazioni della sezione terminale
sia gli spostamenti del suo baricentro; viene
realizzato inserendo la struttura nel muro per un
tratto di conveniente lunghezza.

SOLLECITAZIONE

In meccanica, forza o sistema di forze agenti su un sistema: a seconda della natura
di tali forze si parla di s. esterna, interna, attiva, vincolare, ecc.
Le sollecitazioni producono SFORZI, che, nei componenti edilizi, possono essere di
diverso tipo
                                     TIPI DI SFORZO

1. COMPRESSIONE. Sforzo caratterizzato da
una
sola direzione (generalmente assiale)
a causa del quale le molecole del materiale
sottoposto a sforzo si avvicinano,
determinando
un accorciamento dell’elemento stesso

2. TRAZIONE . Sforzo opposto a quello di
compressione. In questo caso le molecole di
materiale che compongono l’oggetto si
allontanano, determinando un allungamento
dell’elemento sollecitato

TIPI DI SFORZO

3. FLESSIONE La flessione di un oggetto ne comporta
l’incurvamento e quindi determina la compresenza
di parti tese e parti compresse all’interno dello
stesso. Essa genera un allungamento – e quindi una
trazione – su un versante dell’oggetto sollecitato e
un accorciamento – compressione - sul versante
opposto

4. TAGLIO Gli sforzi di taglio tendono a generare lo
scorrimento degli strati di materiale che
costituiscono un oggetto

5. TORSIONE Sforzi di torsione si verificano quando
un oggetto viene deformato così che le sue sezioni si
trovino a ruotare in modo differenziato attorno a un
asse

Con il termine momenti si intendono delle
componenti di sollecitazione rotatoria.
I momenti flettenti sono sollecitazioni
che generano flessione. I momenti flettenti
sono sollecitazioni che generano torsione

La terra come materiale da costruzione

La terra è il prodotto della decomposizione meccanica o chimica delle rocce alla quale si
mischiano delle materie organiche

Vantaggi:

• Disponibile ovunque.
• Offre maggiore isolamento rispetto ad altri materiali reperibili in natura (legno, pelle)
• Immagazzina il calore e lo rilascia quando la temperatura scende, migliorando il
  comfort degli ambienti interni

In base alle dimensioni dei granuli che le compongono, le terre si distinguono in:

- Grossolane (ghiaia e sabbia).
  Sono stabili in presenza di acqua, ma hanno aderenza e coesione quasi nulle
- Fini (limo)
  Caratteristiche intermedie
- Finissime (argilla)
  L’argilla che ha i grani più fini agisce da legante unendo gli altri elementi, ma, se
addizionata con acqua, è instabile per le variazioni di volume del composto

Esistono diverse tecniche per costruire muri con la terra, antichissime, ma tuttora in uso.
A muro modellato a mano (tauf)

B gettata in cassaforma (pisé) prevede che la terra venga gettata all’interno di un’armatura
costituita da due pannelli di legno posti verticalmente alla distanza voluta e battuta in
opera con una pesante mazza di legno. In genere si costruisce uno zoccolo per isolare la
gettata dall’umidità

C costituzione di mattoni

muratura Struttura muraria costituita di elementi (pietra, laterizio)
sovrapposti gli uni agli altri con l’interposizione o meno (in
quest’ultimo caso si dice a secco) di un materiale cementante che,
riempiendo i vani della m., ne collega la massa.

muro s. m. [lat. mūrus] (pl. i muri e, con valore collettivo, le mura). –
1. a. Struttura edilizia parallelepipeda avente le due dimensioni
d’altezza e larghezza notevolmente prevalenti rispetto alla terza
dimensione (spessore); il termine indica quindi sia quelle parti degli
edifici che ne costituiscono l’organismo strutturale portante,
destinato a sostenere le coperture (m. maestro, portante, di
fondazione), sia opere interne o esterne di altra destinazione (m.
interno, esterno; m. divisorio; m. di cinta)

Tell el-Muqair (Iraq), Ziggurat di Ur, XXII-XXI sec. a. C., parzialmente ricostruita

ziggurat (o ziqqurat) Torri templari mesopotamiche, di origine sumerica,
costruite a gradini, con un sacello alla sommità e una gradinata d’accesso
esterna, realizzata in muratura di mattoni crudi e cotti

Argilla Sostanza minerale che, impastata con acqua, dà una massa malleabile e
adatta a mantenere forma e coesione dopo essiccamento. È una roccia
sedimentaria clastica, costituita da granuli detritici, di dimensioni inferiori a 0,004
mm, accumulatisi per decantazione in acqua (depositi marini, fluviali, lacustri), per
azione di ghiacciai (depositi morenici) o per azione dei venti (löss).

Ceramica. L’impasto di argilla e di altre sostanze sottoposto a cottura
I prodotti ceramici si distinguono in

1) Prodotti a corpo poroso
• non rivestiti: terracotte, tra cui i laterizi
• rivestiti con vernice o smalti colorati: maioliche

2)Prodotti a corpo compatto
▪ A pasta bianca: porcellane
▪ A pasta colorata: grès

Caratteristiche dell’argilla
- Imbevuta d’acqua dà luogo a un composto plastico e malleabile
- Conserva la forma
- Essicando si trasforma in un corpo solido

L’argilla si può dividere in:

Argilla grassa. Se utilizzata pura - aggiungendo semplicemente l’acqua, che
viene rapidamente assorbita - si screpola durante il processo di essicamento,
man mano che l’acqua evapora e il volume si riduce

Argilla magra, già in natura mischiata con sabbia. E’ meno plastica, ma si
riduce meno con l’essicamento, diminuendo anche il fenomeno dello
screpolamento

All’argilla grassa viene aggiunto uno sgrassante, che serve a combattere
l’insorgere delle screpolature dovute alla perdita d’acqua

Lavorazione dell’argilla per usi edilizi presso i Sumeri
1) Veniva depositata in una fossa riempita d’acqua, scavata per praticità in prossimità di
una fonte
2) Veniva impastata con i piedi insieme allo sgrassante vegetale (paglia).
 [Alternative alla paglia, usate in altri contesti: erba secca, cenere; oppure sgrassanti
minerali come sabbia o ghiaietto].

                                                                      Preparazione
                                                                      dell’impasto di argilla
                                                                      nello Yemen:
                                                                      miscelazione di argilla
                                                                      e di paglia
                                                                      per calpestamento

3) Formazione dei mattoni tramite
    stampi di legno di varie dimensioni
    (i Sumeri utilizzavano soprattutto stampi
    da 80x40x16 cm; 25x6x6; 20x 10x10)

Formatura di mattoni in argilla nel
Burkina Faso

Mattone parallelepipedo                 Mattone planoconvesso

Mattoni di Gerico modellati a mano,
IX millennio a. C.                    Esempi di murature planoconvesse in area
                                      mesopotamica

4) Essicazione dei mattoni
 per 3-4 settimane su una
 superficie piana, cosparsa
 di sabbia fine e ben
 ventilata, possibilmente al
 riparo dal sole diretto e
 dalla pioggia. L’acqua in
 eccesso evapora e il
 volume dei mattoni
 subisce una contrazione
 del 15-20%
 Il prodotto che si ottiene
 ha un’ottima resistenza
 alla compressione, che
 può venire migliorata
 ulteriormente tramite
 cottura, raggiungendo
 prestazioni paragonabili a
 quelle della pietra

Essicazione dei mattoni a
Kachachullo, Etiopia

5) Eventuale cottura

Quando sottoposti a particolari sollecitazioni, i mattoni venivano cotti
in apposite fornaci. La cottura migliora le prestazioni del mattone,
rendendolo più duro e resistente
I Sumeri utilizzavano fornaci a cumulo, costituite da fosse riempite di
legname sopra le quali si accatastavano i mattoni da cuocere, sigillando
il tutto con una copertura in argilla aperta al centro per far sfogare i
fumi della combustione. Le temperature delle fornaci mesopotamiche
non superava mai i 900° e veniva calibrata in base alle caratteristiche di
durezza e resistenza che si volevano raggiungere nel mattone. Con il
grado di cottura cambia anche il colore (dal giallo al bruno)

                                                      Fornace a cumulo.
                                                      Schema basato su un
                                                      esempio contemporaneo in
                                                      Sudan

I mattoni vengono assemblati disponendoli per corsi orizzontali (o ricorsi, o filari o assise),
con i giunti (o connessure) verticali sfalsati.
Tra un’assisa e l’altra si stende un letto di malta.

                                                       Muratura a filari di mattoni sovrapposti
                                                       con malta che, presso i Sumeri, era di
                                                       fango argilloso (nel caso di mattoni
                                                       crudi) oppure a base di pietra calcarea
                                                       macinata e bitume (nel caso di mattoni
                                                       cotti). Il laterizio ha una forte aderenza
                                                       con le malte

malta s. f. [dal lat. maltha, gr. μάλϑα o μάλϑη]. – 1. Impasto di una
sostanza agglomerante o legante con acqua e un materiale inerte
finemente diviso (in genere sabbia), usato soprattutto per legare tra loro i
varî elementi delle murature e ripartire gli sforzi che essi mutuamente si
trasmettono, oltre che per formare gli intonaci.

legante agg. e s. m. [part. pres. di legare1]. – 1. Nella tecnologia dei materiali da
costruzione, sostanza (calce, gesso, bitume, ecc.) che, mescolata con acqua oppure
da sola, è atta a fare presa sugli elementi litoidi e laterizî e a diventare dura
successivamente, collegandoli in un unico complesso resistente; si distinguono l.
aerei e l. idraulici, a seconda che la presa e l’indurimento avvengano soltanto in
aria o anche in presenza di acqua.

agglomerante s. m. [part. pres. di agglomerare]. – Sostanza che, usata allo stato
fluido (dissolvendola o disperdendola in un liquido, o fluidificandola col
riscaldamento), è capace di aderire fortemente alle superfici di materiali aggregati
con cui venga mescolata e di aumentare col tempo la sua consistenza, talora fino a
un notevole indurimento.

bitume s. m. [dal lat. bitumen -mĭnis]. - (chim.) miscela di idrocarburi naturali o
sintetici, dalla consistenza oleosa, che trasuda in abbondanza dai terreni argillosi
della Mesopotamia

Sistemi di assemblaggio dei mattoni
A per lungo: è l’apparecchiatura più semplice. La profondità del muro corrisponde con
quella del mattone
B e C per un muro di maggior spessore si possono affiancare due o più file parallele di
elementi rettangolari con il lato lungo a vista. Ad essi si alternano mattoni posizionati di
testa (cioè con il lato corto in vista). Se la testa del mattone è posta verticalmente, il
mattone si dice posizionato di coltello

Porta babilonese di Ishtar, (Nuova
Babilonia, VI sec. a. C., oggi
parzialmente ricostruita al
Pergamonmuseum di Berlino),
vista d’insieme e dettaglio

Leone andante e ruggente, VI sec. a.C.,
dalla via sacra di Nuova Babilonia, oggi al
Louvre, mattonelle di ceramica invetriata

                                                           Ricostruzione della via sacra e
                                                   della porta di Ishtar a Nuova Babilonia

invetriatura s. f. [der. di invetriare]. Rivestimento di tipo vetroso dato
artificialmente alle terraglie o alle maioliche allo scopo di velarne il colore,
renderle impermeabili ai liquidi, e far da fondo alla decorazione incorporandone
i colori.

Saqqara, Complesso funerario di Djoser, edificio amministrativo, 2650-2600 a.C.

Conci di pietra calcarea bianca, di piccole dimensioni, ben squadrati, messi in opera
da singoli operai in modo simile ai mattoni

Saqqara (Egitto), Piramide di Djoser, 2650-2600 a.C.

Necropoli di Giza (presso il Cairo), da sinistra a destra: Piramidi di Micerino,
Chefren e Cheope, IV dinastia faraonica, 2500 a.C. circa
Costruite con blocchi lapidei di grandi dimensioni

Giza, piramide di Chefren (2),
tempio inferiore
Utilizzo di grandi blocchi di
granito anche negli architravi (più
resistente a trazione e
compressione rispetto al calcare)

Organizzazione del cantiere

1. Estrazione in cava.

La grande dimensione dei blocchi di pietra richiedeva relativamente poca manodopera
per il taglio e tempi più ridotti rispetto ai piccoli blocchi.

 1.a. Estesi giacimenti di pietra calcarea affioravano ovunque nella valle del Nilo
L’attività di cava avveniva prevalentemente a cielo aperto, spesso in aree pianeggianti.
I blocchi venivano isolati
praticando dall’alto una
griglia ortogonale di strette
trincee per mezzo di picconi
in pietra e scalpelli di rame
percossi dal martello

Piccone Attrezzo per scavare terre compatte e
rocce tenere (v. fig.). È costituito da una sbarra
parallelepipeda, leggermente ricurva, foggiata
a occhio nel mezzo, per adattarvi il manico di
legno, e terminante a un estremo a punta e
all’altro a taglio (p. a zappa); vi sono anche p. a
doppia punta.

Scalpello Utensile per sgrossare, tagliare, incidere
pietre, metalli, legno, costituito di una sbarretta
d'acciaio di diversa sezione secondo gli usi, con
un'estremità tagliente e con l'altra piatta o fornita
di manico, su cui poter battere con il martello o
esercitarvi una pressione manuale

Sistema di estrazione
a cielo aperto in Egitto
nel XIV sec a.C.

1.b. estrazione in cave sotterranee

Alla ricerca di filoni lapidei di migliore qualità
(per es. Il calcare di Tura, assai duro, di cui sono
rivestite le piramidi di Giza), si usava aprire
cave sotterranee sui fianchi delle colline, che si
sviluppavano orizzontalmente fin oltre 200 m.,
molto più ampie di quelle precedent per
consentire l’estrazione di grandi blocchi
Quando una galleria era stata aperta, la prima
operazione consisteva nel tagliare
frontalmente la parte più alta della roccia
ricavando una nicchia un poco più larga e
proofonda del primo blocco da togliere.
Si procedeva quindi al taglio della roccia
sottostante la nicchia praticando dall’alto dei
canali che isolavano una serie di canali
frontalmente e sul retro.
Si procedeva allo stesso modo verso il basso
fino a raggiungere il pavimento della galleria

Sistema di estrazione di un obelisco di granito.
   La trincea viene scavata percuotendo la roccia
   con pezzi di diorite (roccia intrusiva «granitica»,
   di particolare durezza)

Monolite di obelisco, lasciato incompiuto nelle cave di Assuan

Organizzazione del cantiere

2. Il trasporto dei blocchi richiedeva un’enorme quantità di manodopera e una
complessa serie di infrastrutture appositamente realizzate.

Il trasporto si effettuava solitamente su slitte o su carri trainati da buoi che
percorrevano piste lastricate appositamente tracciate per raggiungere i cantieri dei
cantieri, lastricate con pietrame per conferire un aspetto uniforme al suolo
Se le cave erano lontane dal cantiere, i blocchi venivano trasportati su grandi
barche lungo il Nilo e poi incanalati nelle piste.
Nei cantieri lavoravano

Organizzazione del cantiere
3. Il cantiere in situ
I blocchi venivano trascinati sopra delle rampe artificiali (probabilmente di mattoni crudi e
pietrame) realizzate intorno all’edificio in costruzione per essere posizionati al livello
voluto.
Le rampe venivano progressivamente alzate e allungate per mantenere la medesima
inclinazione (generalmente attorno al 20-25%)
Alla costruzione lavorava manodopera libera specializzata (non schiavi). In cantiere
potevano essere impegnati fino a
20.000 uomini.
Attorno al cantiere veniva allestita
Una vera e propria città dove
Soprintendenti, operai,
artigiani potevano abitare.
Etano rigidamente organizzati in
squadre di circa 2000 uomini,
suddivise in subunità

attrito Forza resistente che si
                                                      produce nel contatto tra due corpi
                                                      premuti l’uno contro l’altro, che ne
                                                      ostacola il movimento relativo.

                                                      concio s. m., blocco di pietra facente
                                                      parte di una struttura muraria e a tal
                                                      fine lavorato in modo da assumere
                                                      forme definite e più o meno regolari

Le grandi piramidi in pietra calcarea della IV dinastia sfruttano l’enorme peso dei
singoli blocchi (da 2,5 fino a 70 t), coesi semplicemente grazie all’attrito statico che si
viene a generare fra di loro

I piani di posa sono orizzontali e la superficie esterna risulta liscia grazie al
rivestimento con conci di calcare più fine, con i giunti perfettamente accostati e le
facce esterne tagliate in diagonale, servendosi di apposite squadre

Giza, Piramide di
Micerino, blocchi in
granito ancora in
sito nella facciata
settentrionale

BIBLIOGRAFIA

Cricco, F. Di Teodoro, Il Cricco di Teodoro. Itinerario nell’arte, edizione maior (gialla), vol. I,
Zanichelli

M. Bianchini, Le tecniche edilizie del mondo antico, Roma 2010
(https://www.academia.edu/28570572/Tecniche_edilizie_nel_mondo_antico)

J.P. Adam, L'arte di costruire presso i Romani. Materiali e tecniche, Torino 1996

Trattato di restauro architettonico, diretto da G. Carbonara, Torino 1996 (o successive
ristampe): vol. 1, sezioni C e D; vol. 2, sezione E.