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HomeProgettazioneIl calcestruzzo indicazioni Mohs: una scala senza scala..

Mohs: una scala senza scala..

Stiamo parlando della scala di Mohs, realizzata dal mineralista F. Mohs, nel 1821,che indica la durezza dei minerali. Pur essendo molto usata in ambito industriale e geologico, la scala ha degli evidenti limiti, essendo basata su valori empirici piuttosto che su esisti matematici. Nella pratica, per individuare la durezza secondo la scala di Mohs è sufficiente dotarsi di una serie di punte di durezza data da provare sul materiale da testare . Se una punta non scalfisce il materiale da testare. questo viene considera più duro della punta campione. Questo test è semplice ed efficace, ma non permette di dare un valore reale alla durezza del materiale. 

Analizzando le scale con valori assoluti e comparandole con la scala di Mohs, ci si rende facilmente conto che una piccola differenza di durezza sulla scala di mohs porta notevoli differenze nelle caratteristiche meccaniche per esempio il Diamante è in assoluto circa 140 volte più duro del Corindone, nonostante nella scala Mohs siano molto vicini. 

 

 

Scala Di mohs

COME FUNZIONA LA SCALA DI MOHS? 

La scala di Mohs è una scala empirica che si basa sulla semplice constatazione che un materiale è più duro di un altro se riesce a scalfirlo e non ne viene scalfito. Mohs ha individuato dieci elementi campione, alcuni molto teneri, altri molto duri, e li ha confrontati  per classificarli in una scala di durezza.  Il metodo è immediato è molto utile per gli studi sul campo: permette, per esempio di sapere la durezza di un materiale attraverso poche prove empiriche.

Ma dice molto poco sulle caratteristiche intrinseche dei materiali. Sappiamo che un diamante è piu duro di gesso, quarzo e corindone, ma non sappiamo quanto sia  più duro. La situazione ci riguarda da vicino, perchè la durezza degli inerti utilizzati è un fattore chiave nella realizzazione di una pavimentazione industriale.

 Esistono scale più precise che cercando di dare dei valori di risulta più accurati, come la scala di Rosiwall, o la scala di durezza Vickers, che danno ai materiali un valore assoluto di durezza.

Scala di Mohs e valori di durezza assoluta secondo test di RosiwalIl confronto con una scala di durezza che abbia dei valori di riferimento, in questo caso la scala Rosiwal, dimostra che i rapporti tra la durezza degli elementi campione non segue, un rapporto lineare, anzi l'andamento è piu simile ad una scala logaritmica. Infatti si indicano già come "duri"  materiali con durezza mohs superiore a 5. ( il comune acciaio è classificato 5,1-5,5)

Attraverso prove di laboratorio e test di robustezza/abrasione è stato possibile realizzare scale di durezza più precise. I moderni test standardizzati di penetrazione, abrasione o rimbalzo permettono infatti di definire la durezza  attraverso un indice numerico assoluto, che poi viene usato per creare scale di durezza più precise.  Nelle prove di penetrazione la durezza viene rilevata analizzando l'impronta di un punzone, in acciaio o in diamante ( Durezza Vickers, Brinnel), nelle prove di abrasione si valuta la quantità di materiale asportato da un meccanismo abrasivo ( L.A.A.L.T, Rosiwal, Tribometrica, Sclerometrico), nelle prove di rimbalzo si valuta l'altezza di rimbalzo di una biglia di acciaio ( sclerometro Shore). Per maggiori informazioni

Chiaramente il nostro interesse riguardo la durezza dei minerali è insito nell'individuare i materiali più resistenti alle forze abrasive, da inserire nei nostri strati d'usura. La prima cosa che si comprende è quanto sia importa l'utilizzo di aggregati durissimi, perchè la differenza di pochi decimi di punto sulla scala Mohs può indicare, nella realtà un'enorme cambiamento nella durezza assoluta. Ad esempio tra un granito (Mohs 6,2-6,5) ed il quarzo (7) la durezza è quasi raddoppiata, mentre tra corindone e diamante la durezza è centuplicata.

La norma Uni non aiuta, indicando soltanto che una pavimentazione industriale debba presenta inerti di durezza >6, includendo, nella pratica, elementi che hanno resistenze estremamente diverse. Cosi la differenza tra un pavimento realizzato in quarzite nazionale ed aggregati granatici di durezza 6 sembra poco meno duro rispetto ad uo strato d'usura realizzato in quarzo e Ghisa sferoidale, ma nella realtà è un'enorme decadimento di prestazioni . Per quanto riguarda i pavimenti però bisogna considerare che l'inerte durissimo da solo non rende dura la superficie.

La quarzite ed i graniti hanno una durezza di poco superiore a 6, e non dovrebbero essere usati per gli strati d'usura. Invece, a prima vista il corindone ed il tungsteno sembrerebbero materiali  da preferire in ogni caso, essendo i più duri in assoluto, ( ed anche i più costosi.) Nella pratica però non è così, perchè oltre alla durezza dei singoli aggregati, bisogna considerare anche la forma e la grandezza dei singoli aggregati e la loro distribuzione, ossia vanno considerati in curva granulometrica con il calcestruzzo.

Non tutti gli aggregati durissimi possono garantire una curva granulometrica efficiente. Per questo gli aggregati di forma sferoidale sono preferibili a sabbie ed aggregati di forma variabile. Il che non vuol dire che non si possa aumentare la durezza superficiale, ma significa saper sostituire con criterio gli aggregati durissimi normalmente utilizzati con altri aggregati con migliori caratteistiche di durezza.

A titolo di esempio mostriamo le prove tribometriche su due pavimentazioni d'esempio, entrambe con strato d'usura a spessore; una realizzata con quarzo sferoidale in granulometria compresa tra 0,3 e 3 mm (DURSIL),  l'altra realizzata con lo stesso quarzo e sostituzioni in curva granulometrica, rispetto al riferimento A.G.I. 10 della Norma Din sulle prestazioni di un pavimento a pastina con inerti durissimi.

 

 

ypical L.A. abrasion values
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