Nel mezzo: uno studio sui materiali interstrato per blocchi di vetro colato ad incastro

Data: 29 agosto 2022

Gli assemblaggi di vetro colato ad incastro sono una soluzione promettente per applicazioni architettoniche di vetro colato che mirano ad un'elevata trasparenza e ad una struttura reversibile che consenta il riutilizzo dei componenti in vetro (Oikonomopoulou et al.,2018; Oikonomopoulou,2019b). In un tale sistema, un materiale intermedio tra gli elementi in vetro è essenziale, per favorire la distribuzione omogenea delle sollecitazioni e tenere conto delle microasperità superficiali degli elementi in vetro. Nel senso della circolarità, questo materiale dovrebbe essere asciutto (e non adesivo), consentendo l'eventuale smontaggio del sistema. Il precedente lavoro sperimentale di (Aurik at al.,2018; Oikonomopoulou at al.,2019b) si è concentrato sull'uso di intercalari in PU e PVC come candidati idonei; l'attenzione in questi studi è stata posta esclusivamente sulle prestazioni meccaniche del materiale interstrato.

Questa ricerca fornisce una revisione dei potenziali materiali candidati adatti per gli interstrati di un gruppo di vetro colato ad incastro sulla base di una serie di criteri di progettazione e prestazione rivisti divisi in primari e secondari. Inoltre, viene esaminato l'impatto che le loro proprietà materiali uniche hanno sulla potenziale applicazione del sistema di interblocco. L'intero processo, dalla fabbricazione alla costruzione dell'intero assieme, sulla base di uno scenario edilizio presunto, è presentato come una reazione a catena, il cui punto di partenza è l'intercalare stesso.

Dopo aver definito i criteri di progettazione a cui deve aderire l'intercalare, i candidati proposti sono: lastre PETG (Vivak®), Neoprene, Alluminio, Poliuretano laminato (PU) e un intercalare in alluminio Soft-core. Vengono prese in considerazione le proprietà uniche e le sfide di fabbricazione di tutti e cinque gli interstrati proposti, nonché le loro proprietà in relazione all'assemblaggio, il che porta allo sviluppo di due distinte sequenze di assemblaggio. La distinzione principale riguarda gli intercalari che rischiano di strisciare e quelli che non lo rischiano. La ricerca si conclude con un confronto tra l'assemblaggio ad incastro e gli altri assemblaggi di mattoni di vetro attualmente applicati.

L'applicazione architettonica dei mattoni di vetro colato sta lentamente guadagnando popolarità, con esempi recenti tra cui il padiglione Qaammat (Oikonomopoulou et al., 2022), LightVault (Parascho et al., 2020), la scultura Qwalala (Paech, Goppert, 2018), le Crystal Houses (Oikonomopoulou et al., 2018), la Optical house (Oshima, 2012), la Crown Fountain (Hannah,2009) e il memoriale di Atocha (Paech, Goppert, 2008). Tutti i progetti sopra menzionati di assemblaggi di blocchi di vetro colato autoportanti si basano su una sottostruttura visibile e di supporto (ad esempio in Optical Houses, Crown Fountain) o, per un sistema meno visivamente invasivo, su un adesivo trasparente o di colore chiaro per incollare il solido blocchi di vetro insieme (ad esempio nell'Atocha Memorial, Crystal Houses, Qwalala, LightVault e Qaammat Pavilion), come mostrato in Fig. 1 e Tabella 1.

L'opzione dell'incollaggio adesivo sta guadagnando sempre più popolarità, poiché offre un livello di trasparenza comparativamente più elevato, garantendo al tempo stesso l'integrità strutturale dell'assieme. Tuttavia, l'uso dell'adesivo produce una struttura non reversibile e ostacola ulteriormente la riciclabilità dei componenti in vetro a causa della contaminazione. Nel tentativo di realizzare un assemblaggio di blocchi di vetro colato reversibile e smontabile, che offra allo stesso tempo un livello competitivo di trasparenza, un nuovo sistema che utilizza blocchi di vetro colato ad incastro è stato introdotto da (Oikonomopoulou et al., 2018) (Fig. 1, a destra). Il sistema, che è ancora in fase di sviluppo, è caratterizzato da un assemblaggio a secco, con blocchi di vetro colato ad incastro e un materiale intermedio intermedio (Fig.2) che distribuisce uniformemente le sollecitazioni e si adatta alle deviazioni dimensionali dei singoli blocchi. La tabella 1 riassume le principali caratteristiche dei tre sistemi.

Sebbene siano stati effettuati sviluppi e test sperimentali volti a ottimizzare la geometria stessa del blocco di vetro ad incastro (Jacobs, 2017; Yang, 2019; Oikonomopoulou, 2019a), non è stato ancora effettuato uno studio coerente sul materiale dell'interstrato. Sono invece disponibili dati sperimentali limitati da studi precedenti (Aurik, 2017; Oikonomopoulou, 2019a; Akerboom, 2016; Oikonomopoulou 2019b) che si concentrano principalmente sulle prestazioni di creep dell'intercalare scelto, piuttosto che su tutti gli aspetti intrecciati relativi all'eventuale applicabilità e assemblaggio della struttura in vetro colato.