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Tabusso, Elena

Applicazione degli insegnamenti della biomimetica all’architettura : cemento self - healing, stato dell’arte e studio sperimentale.

Rel. Jean Marc Christian Tulliani. Politecnico di Torino, Corso di laurea specialistica in Architettura, 2012

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Abstract:

La natura non fa nulla di inutile. (Aristotele)

La tematica principale di questa tesi è la progettazione di materiali sef-healing, in particolare nell'ambito dei compositi cementizi, analizzando sia lo stato dell'arte sull'argomento, sia sperimentando una possibile strategia di autoguarigione.

I materiali self-healing nascono da un approccio biomimetico, dall'osservazione della natura, in cui il perfetto meccanismo di ogni organismo è in grado di riparare i danni interni ed esterni in maniera autonoma.

La mimesi dei principi che regolano la natura costituisce un nuovo approccio metodologico, che cerca di ricreare un legame tra il mondo dell'artificiale e quello naturale.

L'elaborato si sviluppa in tre parti. Nella prima si introduce il concetto di biomimetica, spiegandone il significato e le possibili applicazioni nell'ambito dell'architettura e della tecnologia dei materiali.

Nel secondo capitolo si illustrano le varie metodologie finora sperimentate per realizzare materiali cementizi autoriparanti.

Infine si descrive l'attività di laboratorio svolta per sperimentare una strategia di cemento self-healing.

Relatori: Jean Marc Christian Tulliani
Soggetti: A Architettura > AD Bioarchitettura
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TE Tecnologia dei materiali
Corso di laurea: Corso di laurea specialistica in Architettura
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/2850
Capitoli:

INDICE

Introduzione

1 BIOMIMETICA

1.1 Definizione

1.2 Alcuni protagonisti

1.3 Natura: modello misura e mentore

1.4 Natura e tecnologia

1.5 II metodo biomimetico

1.6 Applicazioni degli insegnamenti della natura:

1.6.1 Mondo vegetale

1.6.2 Mondo animale

1.6.3 Costruzioni degli animali

1.7 I Materiali biomimetici: la tipologia dei self - healing

2 CEMENTO SELF-HEALING

2.1 Le strutture in cls e il loro degrado

2.2 Materiali cementizi self-healing

2.2.1 Vantaggi

2.2.2 Classificazione

2.3 Metodologie self - healing

2.3.1 II metodo del riscaldamento selettivo

2.3.2 II metodo dei batteri

2.3.3 Geo materiali/additivi minerali

2.3.4 Le capsule di vetro: agenti monocomponente e bicomponente

2.3.5 Malte con additivo espansivo e cristallino

2.3.6 Engineered Cementitious Composite (ECC)

2.3.7 I sistemi vascolari

2.3.8 Tabella di sintesi

3 STUDIO SPERIMENTALE

3.1 Metodologia: obiettivi

3.2 Compatibilità resina Finlan e cemento

3.3 Incapsulazione e microcapsule: caratteristiche e processi

3.4 Incapsulazione di particene d'acqua: l'insegnamento di Daniel Jannsen

3.5 I metodo:

3.5.1 Incapsulazione liquido: acqua

3.5.2 Incapsulazione solido: cemento

3.6 II metodo

3.6.1 Incapsulazione liquido: idrossido di calcio

3.6.2 Incapsulazione solido: metacaolino

3.7 Produzione matrice cementizia self - healing

3.8 Prove meccaniche: prova a flessione a tre punti con controllo di apertura (C-MOD)

3.9 Materiali

3.10 Strumenti

Conclusioni

Allegati

Bibliografia

Bibliografia:

Monografie:

• Frei Otto, L'architettura della natura: forme e costruzioni della natura e della tecnica e processi della loro formazione, Milano, il Saggiatore, 1984

• Nancy Jack Todd, John Todd, Progettare secondo natura, Milano Eleuthera, 1989

• Paolo Portoghesi, Natura e architettura, Milano, Skira, 1999

• Fabrizio Tucci, Tecnologia e natura: gli insegnamenti del mondo naturale, per il progetto dell'architettura bioclimatica, Firenze, Alinea Editrice, 2000

• Laura Montanaro, Alfredo Negro, Jean Mare Tulliani, Scienza e tecnologia dei materiali, Torino, Celid, 2001

• Mario Collepardi, J. Jacob Ogoumah Olagot, Francesca Simonelli, Roberto Troli, II calcestruzzo vulnerabile: prevenzione, diagnosi del degrado e del restauro, Tintoretto, 2005

• Laura Montanaro, Alfredo Negro, Jean Mare Tulliani, Metodologie di analisi del degrado dei materiali, Torino, Celid, 2006

• Chiesa Giacomo, Biomimetica, tra tecnologia e innovazione per l'architettura, Torino, Celid, 2010

• Petra Gruber, Biomimetics in architecture, architecture of life and building, SpringerWien-NewYork, 2011

• Carlo Santulli, Biomimetica: la lezione della natura, Ciesse Edizioni, 2012

Tesi:

• Teresa Macrì, Strategie di autoriparazione per polimeri e compositi cementizi: l'applicazione dei principi biomimetici alla tecnologia, tesi di laurea magistrale in architettura, relatore Jean Mare Tulliani, Politecnico di Torino, 2010

• Filippo Mercando, Uno studio sperimentale sull'autoguarigione del calcestruzzo, tesi di laurea triennale in ingegneria civile, relatori Nicola Pugno e Jean Mare Tulliani, Politecnico di Torino, 2011

Siti internet:

• http://www.asknature.org/

• http://www.architetturaecosostenibile.it/

• http://biodsign.wordpress.com/

• http://biomimicry.net/

• http://biomimicryarch.blogspot.it

• http://biomimicryinstitute.org/

• http://www.biomimicryneo.org/

• http://biomimit.blogspot.it/

• http://www.enco-journal.com/

• http://it.silvateam.com/

• http://it.wikipedia.org/wiki/Pagina_principale

• http://www.mapei.com/IT-IT/

• http://www.reading.ac.uk/biomim/

• http://selfhealingconcrete.blogspot.it

• http://www.stocorp.com/

Articoli:

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