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I materiali dell'edilizia di età pre-industriale.
Le pietre. Caratteristiche fisiche e morfologiche. Produzione e approvvigionamento del materiale lapideo: le cave, le tecniche e gli strumenti per la coltivazione dei blocchi lapidei, movimentazione dei blocchi, cenni alle tecniche di escavazione attuali. Sbozzatura e finitura dei blocchi, tecniche e strumenti. Il sollevamento dei blocchi e relative macchine. Le murature di pietra grezza, di pietra lavorata e con lastre di rivestimento in pietra.

L’argilla. Classificazione delle argille impiegate nel settore delle costruzioni; metodi estrattivi e relativi strumenti; terre grasse e terre magre; ibernazione/estivazione delle argille.
La produzione dei laterizi. Impasto e modellazione manuale; caratteristiche degli elementi in relazione all’impiego nella compagine muraria; essiccamento naturale e artificiale; tecniche di cottura.
La muratura tradizionale 'a regola d'arte'. Gli strumenti del muratore; modalità di posa in opera dei laterizi, tessitura delle murature (a una, due o più teste); le lavorazioni superficiali eseguite in opera e fuori opera; i giunti di malta. Cenni ai mattonati, alle maioliche e alle terraglie.

I leganti: leganti aerei e idraulici. Escavazione, cottura e macinazione delle pietre da gesso; classificazione dei tipi di gesso. La pietra da calce; tecniche di cottura; ciclo produttivo della calce: calcinazione, spegnimento e carbonatazione; tecniche tradizionali di spegnimento della calce viva; la resa in grassello; la calce grassa e magra. La calce idraulica. Metodi di produzione dei diversi tipi di malta: legante, inerti, acqua, cariche idrauliche e additivi.

Gli intonaci. I diversi tipi di intonaco: di gesso; di calce. Tecniche di messa in opera dell’intonaco e relativi strumenti. Finiture superficiali (rinzaffo, arriccio, velo) e relativi strumenti. Lavorazioni e modanature superficiali; intonaco a bugnato; intonaco graffito; finitura a marmorino; finitura a falsa cortina; scialbatura; sgramatura. Intonaci e incannicciato.

Il legno: caratteristiche fisiche e morfologiche del materiale; legno di compressione e di trazione; nodi fissi e mobili. Le caratteristiche fisco-meccaniche del legno da costruzione; il taglio del legname; tecniche di abbattimento, scortecciatura, squadratura e relativi attrezzi.
Metodi per la riduzione in tavole e schemi di taglio più diffusi; essiccamento naturale; giunzioni e connessioni. La carpenteria tradizionale: solai a singola e doppia orditura; la capriata: elementi, funzionamento statico e analisi delle connessioni.

I metalli: principali minerali ferrosi e caratteristiche; estrazione dei minerali ferriferi e trattamenti preliminari.
La metallurgia nell'età preindustriale: ferro dolce, acciaio, ghisa; produzione diretta e indiretta.
La ghisa: ghisa bianca e ghisa grigia; affinazione della ghisa bianca; il forno a crogiolo. L'acciaio: principali caratteristiche; la tempra. Produzione per carburazione del ferro dolce (cenni); produzione per decarburazione della ghisa: il pudellaggio, il processo Besserman.
La lavorazione tradizionale del ferro. Gli attrezzi del fabbro; fucinatura a mano; fucinatura meccanica; fusione della ghisa: getto di prima fusione o di seconda fusione; forme per il getto della ghisa.

Il vetro. Materie prime. La fornace di fusione. Il vetro soffiato; la lavorazione “a cilindro”; la lavorazione “a corona”; la lavorazione per colata; cenni alle vetrate e al mosaico con smalto vetroso.

Tecniche murarie di età romana.
Le opere murarie delle strutture a grandi e piccoli blocchi. L'opus siliceum (poligonale). L'opus quadratum e sue maniere etrusca, greca, romana. I materiali lapidei tradizionali dell’edilizia romana.
Opere miste: opus africanum, opus craticium; opera a piccoli blocchi: opus incertum, opus quasi reticulatum, opus reticulatum, opus mixtum, opus spicatum; opus testaceum (laterizi romani, bolli laterizi, stilatura e lisciatura dei giunti); opus vittatum.
Pavimentazioni per esterni e interni: lastricati pedonali e carrabili, opus sectile, opus spicatum, la stratificazione della pavimentazione generica secondo Vitruvio (statumen, rudus e nucleus), opus signinum e opus musivum (cenni).
Strutture voltate: genesi storica dell’arco a conci; meccanica dell’arco ad aggetto. L'arco a cunei e archi e volte in opus caementicium: geometria, elementi e cenni al funzionamento statico. Tecniche costruttive romane delle strutture voltate: meccanica dell’arco a cunei; collegamento dei conci con il paramento murario; piattabanda; arco di scarico. Le centine lignee, a terra e aeree; centine parzialmente lignee o di altri materiali.
Le volte in opus caementicium; imbrigliamento e alleggerimento; le aperture. Esempi storici.

Tecniche costruttive romane. Tecniche costruttive del Pantheon, fondazioni e elevati murari.
Pantheon: inquadramento storico e analisi architettonica; problemi critici in relazione alla
datazione delle murature. Le fondazioni: pronao, colonne interne del pronao, avancorpo e cella. Articolazione dello spessore murario ai diversi anelli; archi e volte di scarico; alleggerimento progressivo del calcestruzzo; i ricorsi di bipedali. La cupola: ipotesi sulla centina aerea; fessurazioni in relazione al comportamento statico delle cupole.

Tecniche costruttive di età medievale.
L'architetto e il cantiere in età medievale. Il ruolo dell'architetto: dai magistri comacini all'architector del XIII-XIV secolo: formazione, capacità, ruoli all'interno del cantiere, modalità di trasmissione del progetto. Il cantiere medievale: scalpellini, muratori e altre categorie di maestranze, ruoli, metodi di lavoro, equipaggiamento tecnico. Tecniche murarie: il ritorno alla copertura voltata. Volte a botte costolonate e volte a crociera costolonate, muratura e materiali, caratteristiche formali e statiche, sistemi complessi di volte a
copertura degli edifici religiosi tra XI-XII secolo e Medioevo gotico. Il sistema murario nell'età medievale.
Sistemi voltati con volte a botte costolonate e volte a crociera costolonate: dal sistema romanico al sistema gotico. Le volte esapartite e quadripartite a sesto acuto. Il sistema arco rampante-contrafforte. Le murature in elevazione. Coperture lignee.

Tecniche costruttive di età rinascimentale.
Il contesto edilizio nel primo Quattrocento a Firenze e il progetto per la cupola di S.M. del Fiore. Contratti edilizi, rapporti tra committenza e architetti e maestranze. Brunelleschi e il progetto della cupola di Santa Maria del Fiore. Il programma brunelleschiano e relativi emendamenti. Struttura e geometria della cupola. Materiali costruttivi. Collegamenti e presidi strutturali. Autoportanza dei filari inclinati. Spinapesce.

Principi statici di archi e cupole in muratura: teoria e prassi nel XVIII-XIX secolo.