Che cos'è la dilatazione termica dei materiali?

Che cos'è la dilatazione termica dei materiali?

La dilatazione termica dei materiali è l'aumento di volume, solitamente impercettibile, di un corpo all'aumentare della sua temperatura, a pressione costante. Questa espansione è spiegata dall'aumento dell'agitazione termica delle particelle che compongono il corpo. Se il corpo è lungo, la sua espansione sarà particolarmente evidente in direzione longitudinale: allora si parla di dilatazione lineare.

Sebbene la dilatazione termica sia di piccola ampiezza, sviluppa una forza molto grande, che quindi è necessario tenere in considerazione nelle costruzioni, ad esempio:

• Le rotaie ferroviarie non sono saldate insieme o tagliate ad angolo alle loro estremità.
• Le due estremità di un ponte non sono sigillate nella muratura, ma poggiano su di esse.
• Ci sono giunti di dilatazione tra gli edifici.

Tutti i materiali si espandono più o meno sotto l'effetto dell'aumento della temperatura. Ogni materiale utilizzato nella costruzione ha un proprio coefficiente di dilatazione, motivo per cui:

• L'unione di due materiali con coefficienti di dilatazione diversi deve rispondere ad elevate sollecitazioni meccaniche e quindi è necessario tenere conto non solo delle prestazioni dei materiali ma anche della loro flessibilità.
• I giunti di dilatazione sono presenti ogni 25 ml nelle costruzioni di grandi dimensioni.
• I prodotti sigillanti devono rimanere a tenuta stagna nonostante le dilatazioni differenziali dei substrati da unire, ad esempio quando uno dei materiali è il calcestruzzo.

Alcuni esempi di coefficiente di dilatazione

• Calcestruzzo: 10 x 10-6°C-1
• Acciaio: 12 x 10-6°C-1
• Alluminio: 23 x 10-6°C-1
• PVC: 80 x 10-6°C-1
• Legno: da 35 a 55 x 10-6°C-1
• PMMA: 80 x 10-6°C-1

Per la lavorazione del legno, il PVC o il PMMA si espandono 3,5 volte di più dell'alluminio e da 6 a 7 volte di più dell'acciaio. Il cemento armato, l'acciaio e il calcestruzzo hanno un'espansione abbastanza simile.

Il design di una guarnizione sigillata con silicone o schiuma impregnata dipende in parte dall'espansione del materiale utilizzato, nonché dalle dimensioni degli elementi da unire. Questo è uno dei fattori che spiega la dimensione minima/massima richiesta per i giunti:

• In falegnameria: da 5 a 20 mm. massimo.
• Su facciata leggera: da 5 a 30 mm. massimo. In questo caso, i materiali sono più grandi rispetto alla falegnameria.
• Su facciata in calcestruzzo: da 8 mm. a 40 mm. In questo tipo di facciata, è necessario un giunto di dilatazione ogni 25 ml.

Come calcolare il range di movimento di un giunto?

ΔL = α. L₀. ΔT

In altre parole, il range di moto del giunto (in m) è uguale al coefficiente di dilatazione del materiale α (in °^C-1) moltiplicato per la dimensione iniziale del giunto (in m) e per la differenza tra la temperatura massima e minima (in °C).

Quali soluzioni di sigillatura dei giunti per affrontare questo problema di espansione?

I prodotti Illbruck sono progettati per affrontare questo problema di dilatazione:

• Ampie gamme di utilizzo per le nostre schiume impregnate: scegliamo il range di utilizzo della schiuma in base alla dimensione della guarnizione da sigillare; Idealmente, la larghezza del giunto misurata dovrebbe corrispondere al valore medio dell'intervallo di utilizzo della schiuma. Il range di movimento della guarnizione corrisponde al range totale della schiuma impregnata. Esempio: per sigillare un giunto largo 10 mm, scegliere una schiuma impregnata con un intervallo di utilizzo da 7 a 14 mm (con una larghezza di circa +/- 4 mm).
• Capacità di movimento totale del 12,5% per i nostri sigillanti classificati 12,5P ("P" per sigillanti plastici, solitamente acrilici). Adesempio, un giunto largo 10 mm si adatta a un intervallo di movimento del giunto di 1,25 mm.
• Capacità di movimento totale del 25% per la maggior parte dei nostri sigillanti classificati 25E ("E" per elastomero: silicone, ibrido, poliuretano). Esempio: un giunto largo 10 mm si adatta a un intervallo di movimento del giunto di 2,5 mm.