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Guida completa alla muratura a sacco

Guida completa alla muratura a sacco

Tempo di lettura stimato: 9 minuti

Scopri la muratura a sacco: una tecnica costruttiva senza tempo. Vantaggi, svantaggi, tecniche per il consolidamento ed esempi

La muratura a sacco è una tecnica costruttiva affascinante che ha attraversato secoli di evoluzione. In questa guida completa, esploreremo a fondo la muratura a sacco, partendo dalla sua definizione tecnica, per poi analizzare come viene costruita, quali materiali vengono impiegati e in quali contesti questa tecnica è particolarmente adatta.

Definizione tecnica della muratura a sacco

La muratura a sacco è un sistema costruttivo che deve il suo nome alla sua peculiare struttura. Essa si compone di due cortine murarie, spesso realizzate con mattoni pieni o pietra, poste parallelamente a una certa distanza l’una dall’altra e collegate trasversalmente attraverso diatoni. Questa disposizione crea una sorta di “sacco” tra i due muri, un vero e proprio spazio vuoto che viene riempito solitamente con materiale di risulta come frammenti di laterizi e pietrisco, solidamente uniti da malta di calce o di cemento. Questa combinazione di materiali, se eseguita correttamente, crea una struttura coesa e resistente, pronta a resistere alle sfide del tempo.

La muratura a sacco non è certo una novità dell’architettura moderna, ha radici che affondano nell’antichità. Gli Egizi e i Greci, per esempio, la utilizzavano ampiamente nei loro sistemi difensivi e nelle strutture edili. Questa tecnica ha dimostrato la sua affidabilità nel corso dei secoli ed è ancora apprezzata per la sua solidità e durabilità.

muratura a sacco

Muratura a sacco

Tipi di muratura a sacco

La muratura a sacco può essere realizzata utilizzando diversi materiali sia per le cortine che per il riempimento. I materiali più comuni comprendono mattoni, pietra, tufo e conglomerato cementizio. La scelta del materiale influisce sia sulle prestazioni che sull’estetica della muratura a sacco, pertanto è fondamentale valutare attentamente quale sia il più adatto alle specifiche esigenze del progetto. I tipi più diffusi di murature a sacco sono:

  • mattoni: i mattoni sono tra i materiali più comuni utilizzati nella muratura a sacco. Sono noti per la loro durabilità e possono essere disposti in diverse configurazioni per ottenere varie texture e motivi;
  • pietra: la pietra naturale conferisce un aspetto rustico e affascinante alla muratura a sacco. È spesso impiegata in progetti di restauro e costruzioni storiche;
  • tufo: il tufo è un materiale poroso e leggero, ideale soprattutto in zone sismiche. La sua porosità consente di assorbire e dissipare l’energia sismica in modo efficace;
  • conglomerato cementizio: nella muratura a sacco contemporanea, il conglomerato cementizio, armato o non, è comunemente usato per il riempimento. Questa scelta offre maggiore resistenza e durabilità nel tempo.

Come rappresentare la stratigrafia di una muratura a sacco con un software BIM

In un progetto di restauro o recupero dei paramenti esistenti, tanto come in un progetto di nuova costruzione, è necessario produrre grafici dettagliati, completi di informazioni sullo stato di fatto e sulle opere da realizzare. È necessario, pertanto, rappresentare correttamente tutte le muratura che compongono la struttura di un manufatto, ed avere evidenza di tutti gli strati che le compongono e delle relative caratteristiche (tipo di materiale, resistenza meccanica dei vari strati, stato di conservazione, ecc.).

Creazione della stratigrafia in Edificius

Creazione della stratigrafia in Edificius

In questo contesto, può essere molto d’aiuto realizzare il modello 3D del manufatto, utilizzando un software BIM per la progettazione architettonica. Con un software BIM puoi assegnare una stratigrafia a ciascun involucro e caratterizzare tutti gli strati della muratura a sacco con spessori, materiali, retini ma anche con le proprietà fisiche dei singoli materiali (massa, trasmittanza termica, ecc.). Inoltre, visualizzi i muri e le stratigrafie sia in 2D che in 3D ed estrai in automatico piante, sezioni e prospetti dettagliati e sempre aggiornati.

Ecco un breve video che ti mostra come fare.

Costruzione della muratura a sacco

I metodi di realizzazione delle murature a sacco non sono cambiati in modo così significativo nel corso dei secoli. Già i Romani utilizzavano pietre o mattoni di varie dimensioni, a seconda della disponibilità locale e del tipo di costruzione. Le pietre o i mattoni venivano accuratamente selezionati per garantire una buona aderenza con la malta. La malta era una miscela di sabbia, calce e acqua. I Romani erano noti per la qualità della loro calce, che conferiva durabilità alle strutture. In alcuni casi, come nelle opere idrauliche, veniva utilizzato il calcestruzzo, una miscela di calce, pozzolana e pietrisco. Venivano costruite due pareti esterne in pietra o mattoni, poste parallelamente con uno spazio tra di loro, che avrebbe ospitato il riempimento. Occorreva una certa manualità e abilità nell’organizzare i mattoni o le pietre in schemi geometrici, per ottenere una disposizione uniforme e stabile. All’interno dello spazio tra le due pareti esterne veniva effettuato un getto di malta, calcestruzzo o altro materiale da riempire. Questo materiale veniva versato con cura per evitare bolle d’aria e garantire un legame solido tra le pareti esterne. Durante il processo di getto, il materiale veniva livellato e compattato per garantire una superficie uniforme e la massima densità. Dopo il riempimento, le pareti esterne venivano livellate per creare una superficie uniforme. Questa fase richiedeva un’attenzione particolare per garantire che la struttura finale fosse solida e stabile. Dopo la costruzione, la muratura a sacco richiedeva un periodo di assestamento durante il quale il materiale interno induriva e diventava solido. Questo processo poteva richiedere diversi giorni o settimane, a seconda delle condizioni e dei materiali utilizzati.

Attualmente, si procede innalzano le due cortine, generalmente in mattoni, fino a un’altezza di circa 60 cm, all’interno delle quali viene posizionata l’armatura metallica. Successivamente, si procede con il getto del conglomerato cementizio. Questo processo viene ripetuto fino a raggiungere l’altezza desiderata. Durante il getto, è fondamentale irrigidire e controventare le cortine in mattoni per contrastare le spinte generate dal peso del conglomerato.

L’evoluzione della muratura a sacco: cenni storici

La muratura a sacco, anche conosciuta come “emplecton” tra i Greci antichi, ha una storia che risale a millenni fa. La sua prima comparsa registrata risale al 2900-2600 a.C., con la maestosa diga di Sadd el-Khafara situata vicino ad Helwan, in Egitto. Questa antica diga, alta 14 metri, fu costruita utilizzando la tecnica della muratura a sacco per garantire una resistenza strutturale notevole. In questo contesto, il rivestimento di assi, pietre o mattoni serviva a proteggere il terrapieno sottostante e a scoraggiare gli attacchi nemici.

I Greci antichi, famosi per le loro imprese architettoniche, utilizzavano ampiamente la muratura a sacco nella costruzione delle mura difensive delle loro polis. Questa tecnica divenne un elemento chiave nella protezione delle antiche città-stato greche.

L’uso della muratura a sacco ha attraversato i secoli e continua a essere rilevante fino ai giorni nostri. Nel corso del Medioevo, le mura difensive medievali furono spesso costruite utilizzando questa tecnica, dimostrando la sua durabilità e resistenza nel tempo.

L’innovazione nell’edilizia ha portato a una versione “moderna” della muratura a sacco. In questa variante contemporanea, i muri vengono realizzati con un getto di calcestruzzo privo di elementi di risulta e rinforzati internamente con acciaio. Questo approccio conferisce maggiore elasticità, notevole resistenza statica e sismica, mantenendo al contempo l’unità tra la forma esterna e la struttura interna tipica delle costruzioni con muri portanti esterni. Questi muri a sacco moderni consentono una distribuzione più efficiente dei carichi strutturali, liberando spazi interni da vincoli e consentendo una maggiore flessibilità nell’organizzazione degli interni.

Consolidamento muratura a sacco

Nel mondo della costruzione, la muratura a sacco rappresenta una tecnica affascinante ma complessa. Questo metodo costruttivo richiede un’attenta analisi strutturale per garantire la sua solidità e affidabilità nel tempo.

Una delle sfide principali nella muratura a sacco è la sua mancanza di comportamento monolitico. I due muri esterni e il materiale di riempimento interno non sempre collaborano in modo coerente. La malta legante, se presente, spesso non consente una perfetta adesione tra il materiale di riempimento e i muri esterni in pietra o mattoni.

Da una prospettiva strutturale, quando si lavora con spessori murari significativi (oltre i 100 cm), è importante considerare che, in assenza di dati certi sulla resistenza del materiale di riempimento, la capacità portante della muratura a sacco dovrebbe essere affidata principalmente ai muri esterni.

Durante la costruzione di una muratura a sacco, si verificano spesso piani di separazione tra il materiale di riempimento e i muri esterni. Questi possono essere causati da una quantità insufficiente di malta legante, talvolta completamente assente o polverizzata dal passare degli anni, rispetto alla parte inerte del materiale di riempimento. Inoltre, fenomeni come il ritiro o la naturale compattazione del materiale possono contribuire a tali piani di separazione.

In particolare, la compattazione del materiale di riempimento può portare a comportamenti statici diversi nella parte centrale della muratura. A causa della sua scarsa qualità, questa parte può subire schiacciamenti che trasmettono tensioni di espansione ai muri esterni, mettendo a rischio l’integrità dell’intero sistema murario.

Per affrontare queste sfide strutturali, è essenziale un consolidamento adeguato della muratura a sacco. Un metodo efficace consiste nella saturazione dei vuoti mediante l’iniezione di boiacche assolutamente prive di calci libere, a consistenza super fluida e dimensionalmente stabili, preferibilmente a base pozzolanica o cementizia. Questo tipo di intervento, se eseguito con competenza, può migliorare significativamente la resistenza a compressione del materiale di riempimento, preparandolo per interventi successivi come intonaci armati, rinforzi strutturali e altro. L’obiettivo dell’iniezione è quello di ripristinare la continuità interna del materiale, correggendo fessure e sconnessioni. Questo processo consente di rinforzare la parete muraria e migliorarne il comportamento nel piano.

Ciò che rende l’iniezione di materiale ancora più interessante è il fatto che rappresenta un metodo di consolidamento “passivo”. Questo significa che l’intervento avviene all’interno della struttura stessa, senza richiedere modifiche esterne. Le miscele consolidanti più adatte a questo scopo sono spesso malte fluide a base di calce idraulica naturale che vengono iniettate fino al rifiuto, in appositi fori eseguiti in modo regolare nella muratura ad una determinata distanza l’uno dall’altro. Si procede dal basso verso l’alto. Queste miscele contribuiscono ad aumentare la resistenza delle murature senza alterarne significativamente la rigidità.

Tuttavia, l’iniezione di malta non esclude la possibilità di interventi di rinforzo superficiale. Questi interventi, spesso complementari alle iniezioni, possono includere l’applicazione di reti in fibra di vetro (o altri materiali) per migliorare la compattezza e la consistenza del nucleo della muratura, prima di ulteriori rinforzi.

Altro tipo di intervento di consolidamento può essere la ristilatura dei giunti di malta tra le pietre. A seguito di una profonda scarnitura e pulitura dai residui incoerenti, viene ripristinata il giunto di malta tra le pietre della muratura per ristabilirne la compattezza.

La ristilatura può essere effettuata mediante l’applicazione di una malta a base calce formulata per garantire la massima compatibilità chimica e cromatica con le murature storiche e consentire un incremento delle loro caratteristiche meccaniche, pur mantenendo inalterato l’aspetto esteriore.

Esempi di architetti contemporanei

Per dimostrare l’applicabilità della muratura a sacco nell’architettura moderna, possiamo menzionare alcuni architetti contemporanei di spicco che l’hanno impiegata con successo nei loro progetti. Tra questi vi sono Louis Kahn, Rafael Moneo, Julio La Fuente e Massimo Carmassi. Ognuno di loro ha contribuito a rivitalizzare questa antica tecnica, dimostrando che può essere utilizzata in modo innovativo e sempre attuale.

Il ruolo del BIM nel progetto e nel recupero delle murature a sacco

La metodologia BIM e i software per la progettazione architettonica sono una risorsa inestimabile per i progettisti che si occupano di recupero, restauro e progettazione di murature a sacco. Fornisce una piattaforma completa per la progettazione, l’analisi, la gestione dei materiali e la collaborazione, consentendo interventi più precisi, efficienti ed efficaci. Facciamo qualche esempio:

  • modellazione dei dettagli costruttivi: una delle caratteristiche principali del BIM è la capacità di creare modelli 3D dettagliati e realistici degli edifici esistenti, comprese le murature a sacco. Questi modelli possono catturare ogni elemento strutturale, le stratigrafie, le superfici e persino i dettagli decorativi delle murature. Questa rappresentazione virtuale offre al progettista una visione completa dell’edificio prima dell’inizio dei lavori di restauro;
  • analisi strutturale: i software BIM per il calcolo strutturale, partono dal modello 3D della struttura portante per eseguire analisi strutturali avanzate sulle murature a sacco esistenti. Queste analisi possono rilevare punti deboli, aree in cui è necessario intervenire e fornire dati sulla stabilità strutturale. Questo aiuta il progettista a pianificare le operazioni di restauro in modo più accurato;
  • analisi energetiche: attraverso software BIM per la certificazione energetica, è possibile simulare il comportamento delle murature a sacco in diverse condizioni. È possibile anche valutare la trasmittanza termica, la formazione di condensa interstiziale, ecc. Questo aiuta a prevedere come le murature risponderanno a varie situazioni e consente al progettista di valutare eventuali interventi di miglioramento;
  • analisi del degrado e del quadro fessurativo: con un software HBIM è possibile utilizzare il modello 3D BIM per una dettagliata analisi dei fenomeni di degrado, secondo il lessico NOR.MA.L. e per individuare e classificare le fessurazioni, utilizzando un’ortofoto delle murature;
  • gestione dei materiali: il BIM consente di gestire in modo efficiente i materiali necessari per il restauro. Questo include la quantità di mattoni, pietre, malta e altri materiali specifici utilizzati nelle murature a sacco. La gestione accurata dei materiali aiuta a evitare sprechi e a tenere sotto controllo i costi;
  • collaborazione integrata: il BIM favorisce la collaborazione integrata tra i vari professionisti coinvolti nel progetto di restauro, tra cui architetti, ingegneri strutturali, geometri, storici dell’arte, e così via. Tutti possono lavorare sullo stesso modello, condividendo informazioni e apportando modifiche in tempo reale. Ciò migliora la comunicazione e la coordinazione tra i membri del team;
  • documentazione completa: il BIM può generare automaticamente documentazione completa per il progetto di restauro, compresi piani, sezioni, prospetti e elenchi dettagliati di materiali. Questa documentazione è essenziale per ottenere le autorizzazioni necessarie e per la realizzazione pratica del restauro;
  • pianificazione temporale: il BIM consente di pianificare in modo dettagliato il programma di restauro, tenendo conto delle diverse fasi e dei tempi necessari per ciascuna operazione. Questo è cruciale per rispettare le scadenze e gestire efficacemente la mano d’opera;
  • costi e budget: il BIM facilita la gestione dei costi fornendo una stima accurata dei costi basata sul modello 3D e sui dati dei materiali. Questo aiuta il progettista a pianificare un budget realistico e a evitare sorprese durante l’implementazione del progetto.

Conclusioni

In conclusione, la muratura a sacco è una tecnica costruttiva affascinante che unisce storia e modernità. La scelta dei materiali, la pianificazione accurata e la conoscenza delle tecniche di consolidamento delle murature esistenti sono essenziali per il successo di un progetto di muratura a sacco. Questa tecnica offre notevoli vantaggi, ma è importante valutarne attentamente sia gli aspetti positivi che quelli negativi prima di intraprendere un progetto. Con la giusta preparazione, la muratura a sacco può creare edifici solidi, resistenti e affascinanti che resistono alla prova del tempo.

 

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