Piastrelle in ceramica: resistenza all'abrasione

Piastrelle e resistenza

Il termine "resistenza" riferito alle piastrelle può sottindendere la resistenza alla caduta di oggetti, oppure la resistenza al graffio o all'incisione o la resistenza al gelo o quella chimica o, infine, la resistenza all'abrasione da calpestio che è oggetto di questo articolo.

Per ogni resistenza esistono delle prove meccaniche che simulano gli sforzi a cui le piastrelle sono soggette durante l'esercizio e ci consentono di valutare e classificare i differenti prodotti.

In base ai risultati delle prove meccaniche di resistenza vengono compilate le schede tecniche che i progettisti (ad esempio gli architetti di Vicenza con cui collaboriamo) usano per selezionare e prescrivere correttamente le piastrelle a seconda della destinazione d'uso.

Di recente l'introduzione di piastrelle di grandi e grandissime dimensioni - le cosiddette grandi lastre in ceramica - hanno trovato applicazioni non solo come pavimenti ma anche come piani di cucine, tavoli o piani di lavoro. Anche in questi casi è importante considerare la resistenza all'abrasione, come si vede nel video che segue.

La resistenza all'abrasione rappresenta la resistenza che la superficie oppone alle azioni di usura connesse con il movimento dei corpi, superfici o materiali a contatto con essa. 

Questa è forse la più importante tra le caratteristiche meccaniche di una piastrella. Il fatto che la parte superficiale si possa consumare - per quanto l'effetto sia invisibile ad occhio nudo - implica la variazione delle caratteristiche estetiche della piastrella, con perdita di brillantezza e variazione di tonalità e, in alcuni casi, una maggiore sporcabilità. La rimozione di un pur microscopico strato superficiale della piastrella ha l'effetto di portare alla comparsa microporosità e microfessurazioni che possono costituire punti di attacco della sporcizia con ricadute sulla capacità di resistenza chimica, alle macchie e sulla facilità di manutenzione.

Gli effetti delle azioni abrasive possono essere di tre tipi:

1. L'asportazione di materiale dalla superficie, che quindi viene progressivamente consumata;
2. L'alterazione delle caratteristiche estetiche della superficie stessa, con perdita di brillantezza, variazione di tonalità cromatica,
3. Una maggiore sporcabilità in quanto la parte abrasa trattiene di più lo sporco che è anche più difficile da togliere

I tre effetti che abbiamo visto non sempre sono concomitanti e, spesso, nemmeno correlabili: nel senso che, ad esempio, una notevole asportazione di materiale in superficie non sempre e non necessariamente si accompagna ad un grave deterioramento estetico, e viceversa.

Un ulteriore problema è dato dal fatto che l'abrasione non potrà essere uniforme in tutto il pavimento ma sarà concentrata nelle zone più trafficate: l'ingresso dell'abitazione, il pavimento in prossimità del bancone del bar, la zona della fabbrica dove si timbrano i cartellini. L'abrasione differenziata rende più evidente il problema.

Giova tuttavia sottolineare un aspetto molto importante: indipendentemente dagli effetti estetici immediati, in generale la rimozione di materiale ha come effetto quello di provocare un certo indebolimento strutturale della superficie, e di portare alla comparsa di porosità e microfessurazioni le quali, ancorché invisibili se non al microscopio, pur forniscono punti di tenace attacco per sporcizia, residue, eccetera.

Nel caso delle piastrelle non smaltate, viene misurato il volume di mosso in particolari condizioni di abrasione (abrasione profonda). Una piastrella è considerata tanto più resistente, quanto minore è il volume di materiale rimosso. 

Per le piastrelle smaltate, viene realizzato un processo di abrasione superficiale di intensità crescente, e la valutazione degli effetti conseguenti viene condotta mediante un'esame visivo in condizione di osservazione specificate. In funzione dell'esito di tali osservazione, alla piastrella misura viene assegnata una classe di resistenza all'abrasione (classe PEI 0, I, II, III, IV, V, in ordine crescente di resistenza).

Va sottolineato che la classe di resistenza PEI V viene assegnata a piastrelle che oltre a non evidenziare effetti visivi dopo l'abrasione, dimostrano di mantenere un'adeguata resistenza alle macchie, e quindi un'adeguata pulibilità. 

La resistenza all'abrasione dipende dalla durezza e dalla compattezza dello strato superficiale. Il processo di abrasione è strettamente collegato al comportamento all'attacco chimico e alle macchie. 

L'indicazione della classe serve al progettista a specificare correttamente la piastrella da usare per l'applicazione di interesse (un prodotto a bassa resistenza - classe PEI I - può essere considerato idoneo per il pavimento di una camera da letto, ma non certamente per una pavimentazione di un negozio).