L' Ago di Vicat

Buon Natale a tutti i curiosi sull'Ago di Vicat!

Questo post segna la fine delle attività di questo blog, un percorso di tre mesi che mi ha portato a scoprire ed approfondire un oggetto estremamente particolare: l'Ago di Vicat . In questo breve testo cercherò, al meglio delle mie possibilità, di riassumere tutta la mia indagine degli ultimi mesi; dalle ricerche più difficili a quelle più interessanti, dalle conoscenze che già avevo a quelle che ho acquisito. Come ogni blog che si rispetti non poteva mancare un'adeguata introduzione ( Step #1 ), una veloce sintesi delle allora ristrettissime conoscenze che avevo su questo strumento ed una raccolta di immagini dell'oggetto ( Step #2 ). Altro aspetto fondamentale chiaramente è un glossario delle diverse parti, delle rispettive funzioni ( Step #3 ) ed una presentazione visiva con le  indicazioni di posizione  delle stesse( Step #16 ). Parlando di uno strumento da laboratorio, una trattazione riguardo l'ambito più pratico dell'oggetto mi sembra d'obbligo; dopo u

Avviandoci alla conclusione di questa ricerca sull'Ago di Vicat, ecco presentata una mappa concettuale dalla quale è possibile notare in che modo i diversi aspetti riconducibili allo strumento sono vicendevolmente relazionati. Mappa creata con  Lucidchart

Come già riportato in un post precedente , l'Ago di Vicat sfrutta i fenomeni fisico-chimici che avvengono nelle paste cementizie per determinare i tempi di inizio e fine presa . Procediamo ora ad analizzare le diverse fasi dal punto di vista dell' attività chimica (e conseguente sviluppo di calore) presenti in questo schema: Link (pag.14) Preinduzione:  dura dai 15 ai 20 minuti ed è caratterizzata dall' idratazione dell'Alluminato tricalcico (C3A) con la produzione di alluminati idrati, il processo termina quando la saturazione di solfato di calcio porta alla formazione di ettringite. Fase dormiente:  dura dalle due alle tre ore e non comporta variazioni di scorrevolezza apprezzabili, l'ettringite avvolge il C3A e, come si evince dal grafico che mostra un minimo nella produzione di calore, le reazioni di idratazione sono bloccate. Ripresa idratazione e inizio/fine presa: dura una decina di ore in tutto ed è caratterizzata dalla rottura dello strato di ettringite

Le cose, come ho potuto imparare durante le mie ricerche sull'Ago di Vicat, hanno molto spesso un valore che va ben oltre il loro utilizzo pratico . Non potendolo dire con troppa sicurezza riguardo il mio strumento, ne sono assolutamente certo riguardo molti oggetti che sono parte del mio vivere quotidiano; in questo post ne presenterò tre in particolare, ognuno con un suo specifico ambito valoriale . La prima cosa è volta a rappresentare il primo momento della conoscenza antropologica, cioè la memoria ( Memento ). Per tale scopo ho scelto un soldatino giocattolo che mi ha regalato mio padre quando ero piccolo; ricordo bene che notando la sua menomazione decisi immediatamente che avrebbe ricoperto il ruolo di generale in capo e ancora oggi guardandolo ricordo i pomeriggi passati a giocare spensieratamente. In secondo luogo presento un oggetto che è parte del mio vivere quotidiano, un utensile che giornalmente uso per le attività più svariate, inclusa la redazione di questo blog; s

Tra i tanti strumenti che Google offre uno tra tutti spicca quando si vogliono fare ricerche storiografiche su un oggetto, mi sto riferendo a Google Books Ngram Viewer . Questo sito mette a disposizione la possibilità di osservare dei grafici rappresentati il numero di volte che una parola (o un insieme di parole) sono presenti nella letteratura storica, o almeno nei testi contenuti negli immensi database Google. Per prima cosa ho cercato i protagonisti di questo blog nel database inglese mettendo come anno di inizio il 1786, anno di nascita di Louis Vicat . Dalla lettura del grafico sottostante una cosa appare immediatamente chiara, lo strumento ha, per così dire, superato il suo creatore . Andando più nello specifico e osservando gli anni riportati sull'asse delle ascisse sono evidenti i picchi negativi durante le due grandi guerre del secolo scorso. Ovviamente l'attività editoriale non era una priorità ; è interessante notare come però nel periodo appena antecedente la pr

Le norme tecniche hanno lo scopo di regolamentare tutto ciò che concerne l'ambito sperimentale scientifico, non ci dovrebbe stupire a questo punto scoprire che anche il test dell'Ago di Vicat abbia una serie di catalogazioni in diversi standard internazionali.  Iniziando con le diverse componenti dello strumento troviamo: Aghi ASTM/AASHTO diam. 1 mm e aghi BS/EN diam. 1.13 mm ;  Forma tronco-conica EN diam. 80 e 70 mm. Forma tronco-conica ASTM diam. 70 e 60 mm. Stampo BS diam. 80 x 40 mm. La norma della metodologia di prova è UNI EN 13279-2 ( link ) Un ulteriore esempio sono le normative standard dei test eseguibili dal Vicatronic ( Impact ) riportate di seguito  ( link ) :  EN –UNI 196-3 BEFORE 06-2005. EN –UNI 196-3 AFTER 07-2005. ASTM C 191. DIN 1168 GYPSUM. Normativa Din 1168 ( link ) Come esempio finale sono riportate le normative  ( link )  relative all'Ago di Vicat automatico ( Testlab )   EN 196/3. D.M. 3/6/68. ASTM C191. DIN 11 64 11 68. BS 4550. NF P15-414. P15-

Il test dell'Ago di Vicat ha una procedura semplice ma rigorosa , in questo post ne verrà riportata una sintesi semplificata ma esaustiva . Link immagine Le condizioni di laboratorio richieste sono una temperatura di 20℃ 土 2℃ con umidità relativa maggiore o uguale al 65%. Per prima cosa è necessario calibrare lo strumento, ponendo come 0 della scala il punto di contatto della sonda ( di Tetmajer ) con la piastra di vetro , e preparare la pasta a consistenza detta " normale ". Per fare ciò lo sperimentatore deve pesare 500 土 1 grammi di pasta aggiungendo poi 125 grammi di acqua. A seguire la pasta va spostata, entro 10 secondi dal termine della preparazione, in una miscelatrice , verrà poi considerato tempo zero il momento di fine aggiunta del cemento. In seguito dovrà essere svolto ciclicamente il seguente processo per una durata totale di 3 minuti: impostare la miscelatrice a bassa velocità per 90 s con al seguito 15 secondi di ferma per staccare il materiale aderito

I fumetti e la scienza dei materiali non sono ambiti molto affini, per tale ragione l'Ago di Vicat e tutto ciò che lo riguarda non sono materiale utile per i disegnatori. Nonostante ciò durante le mie ricerche mi sono imbattuto in questo fumetto e penso che il collegamento, con un pò di fantasia, sia comunque interessante.  Link La vignetta presentata l'eroe Trapster, anche chiamato Paste Pot Pete, mentre sconfigge il suo avversario incollandolo al muro; dal dialogo possiamo intuire che l'antagonista non è fatto di semplice roccia, bensì di cemento . Ironicamente, ciò che lo ha sconfitto (la colla) ha un meccanismo di presa molto simile alla pasta di cui è fatto, infatti anche il collante usato dall'eroe aumenta la sua resistenza con il passare del tempo .

Ecco una selezione di marchi/loghi associati all'Ago di Vicat: Logo della   LBG ( link ) Liceo Louis Vicat Logo della Vicat SA

A come Asta ( link ); B come Betoniera; C come Cemento; D come Dordogna ( link ); E come Eiffel ( link ); F come Francobollo commemorativo ( link ); G come Gilson company ( link ); H come Honorary member ( link ); I  come Idratazione ( link ); L come Laboratorio; M come Millimetri (Scala graduata, link ); N come Niger, Lapis come riportato in un post precedente  ( link ); O come Osmotico, tipo di cemento impermeabile. P come Penetrometro; Q come Quantità di acqua in proporzione al cemento (tramite la Sonda di Tetmajer, link ); R come Regolazione; S come Stampo ( link ); T come Tempo di presa; U come Umidità relativa, che non deve essere inferiore al 75% durante lo svolgimento della prova; V come Vicat ( link ); Z come Zavorrare ( link );

Il principale merito dell'ingegner Louis Vicat non fu l'invenzione dell'omonimo ago, bensì lo studio dei meccanismi di presa delle paste cementizie. Tra i diversi onori che ricevette in vita o poco dopo la morte, il governo decise di omaggiarlo nuovamente nel 2017 con l'emissione di un francobollo commemorativo dell'anno di invenzione del cemento artificiale (viene indicato il 1817 nonostante l'articolo riportante gli studi condotti venne pubblicato l'anno successivo).

Come già riportato qui , Louis Vicat non pose mai brevetto sulle sue invenzioni. Diverse varianti del suo strumento sono però state registrate in seguito , a seguire alcuni esempi significativi. Link Ago di Vicat standard; MA JUAN, WANG JIANCHAO, ZHANG JUN, ZHANG QIAN ; codice: CN208366771U; link . Ago di Vicat con funzione di sostituzione rapida della sonda; inventori: HU XI, LIU JUN, ZHOU HAIJUN; codice: CN203643296U; link . Ago di Vicat automatico; inventori: LI SHILIU CHEN; codice: CN1763524A; link . Ago di Vicat con registrazione dati automatica e controllo delle deformazioni termiche; inventori: EHLERS GERHARD F L; codice: US3187556A;  link . Lista completa dei brevetti (Espacenet) .

La struttura dell'Ago di Vicat non risulta essere molto complessa , presenta infatti pochi e semplici componenti come già riportato in un precedente post , eccoli riportati in relazione alla loro posizione. Componenti dell'Ago di Vicat

Purtroppo online non sono disponibili molte informazioni riguardanti, ad esempio, i volumi di vendita dello strumento, nonostante ciò qualche sporadico collegamento tra l'Ago di Vicat e dei numeri è comunque da riportare. In primo luogo i numeri appaiono direttamente sullo strumento stesso, nella scala graduata necessaria per l'esecuzione della prova. In secondo luogo le condizioni di laboratorio necessarie per l'esecuzione della prova richiedono valori molto precisi di umidità e temperatura. Altro numero fondamentale è il 1818 , anno di pubblicazione del più importante articolo scientifico dell'ingegnere Louis Vicat riguardante le paste cementizie ed il loro meccanismo di presa. Ed infine una piccola curiosità, nel 204 a.C, nel mezzo delle guerre puniche, un'antica profezia contenuta nei Libri Sibillini (impossibile non citarli per un marchigiano come me) recitava che il nemico poteva essere vinto solo con l'intervento della Grande Madre Idea; s i pensò ch

Nella tassonomia sopra riportata ho scelto di porre l'enfasi su pochi ma significativi elementi, come ad esempio l'appartenenza alla classe dei penetrometri , cioè quegli strumenti ideati per misurare il livello di penetrazione di una sonda in un determinato materiale. Come ben sappiamo, lo scopo principale dell'Ago di Vicat non è misurare propriamente il livello di penetrazione, quanto il tempo necessario per raggiungere un valore standard di affondo nella pasta. Infine è presentata la distinzione tra le diverse tipologie di Ago di Vicat comunemente disponibili.

Joseph Vicat, figlio di Louis Vicat , fondò nel 1853 la Vicat SA per commercializzare le invenzioni tecniche del padre. Non essendo stato possibile trovare ne pubblicità riguardanti lo strumento nello specifico ecco riportate moderne promozioni del cemento Vicat:

L'ago di Vicat non viene prodotto da molte aziende, questo perchè è uno strumento più da laboratorio che da lavoro sul campo. Nonostante ciò però non è troppo difficile stilare una lista dei principali costruttori . LBG srl : questa azienda produce diverse varianti dello strumento, il classico ago manuale, il presometro digitale ed infine il penetrometro elettronico. Gilson company : la Gilson propone, oltre allo strumento classico, una particolare variante studiata per determinare i "falsi positivi", in sintesi escludere le misurazioni con il fenomeno dell' early stiffening (presa inaspettatamente veloce per la pasta in esame) presente. Logo della Gilson Company Matest : questa azienda propone, oltre a quasi ogni variante già presentata in questo articolo, il "Vicatronic", un miglioramento dell'Ago di Vicat digitale con controllo delle temperatura del campione per mantenere le condizioni di laboratorio costanti . Queste sono le principali aziende de

Viene ora presentata la  bibliografia degli articoli scientifici dell'ingegner Vicat . Vicat, Louis-Joseph (1786-1861), “ Comparaison des diverses espèces de chaux qui ont servi aux expériences ”, Goujon (Parigi), Bibliothèque numérique patrimoniale des ponts et chaussées,   https://patrimoine.enpc.fr/document/extrait_4_7738-C451 . Bruyère, Louis (1758-1834), Egault, Pierre (1777-1839), and Vicat, Louis-Joseph (1786-1861), “ Etat des divers mémoires, rapports et dessins relatifs à l'art de l'ingénieur et recueillis par M. Bruyère. Cimens, mortiers et bétons. 8e volume ”, Bibliothèque numérique patrimoniale des ponts et chaussées,    https://patrimoine.enpc.fr/document/ENPC03_Ms_233_8 . Vicat, Louis-Joseph (1786-1861), “ Recherches expérimentales sur le chaux de construction, les bétons et les mortiers ordinaires ” , Goujon (Parigi),  Biblioteca Nazionale Centrale di Firenze,   https://archive.org/details/bub_gb_pCxVeK2lJEkC/page/n3/mode/2up . Vicat, Louis-Joseph (1786-1861

Come facilmente deducibile dal nome e come detto in un altro post , l'inventore dello strumento fu l'ingegnere francese Louis Vicat . Appena 5 anni dopo la laurea (École Polytechnique), viene chiamato a lavorare alla costruzione di un ponte sulla Dordogna e si appassiona alla meccanica di presa di cementi e calcari. A lavoro ancora non finito, nel 1818 pubblica un articolo scientifico presentando le sue scoperte riguardo la presa delle paste e le proporzioni dei componenti per ottenere i risultati voluti. Nonostante le diverse occasioni, Vicat non pose mai brevetto sulle sue idee da lui stesso considerate, infatti, come una ricompensa a beneficio della comunità per la sua formazione accademica. In seguito venne nominato Cavalier della Legion d'onore , entrò nella prestigiosa Accademia delle Scienze , venne nominato Ispettore della sue vecchia università ed inoltre fu eletto membro estero onorario dell'Accademia americana delle arti e delle scienze. Infine, dopo la

Nel corso della sua storia l'Ago di Vicat non ha subito variazioni significative sotto il punto di vista costruttivo. Possiamo ipotizzare con relativa sicurezza che i prototipi, e poi i primi modelli definitivi, fossero prodotti in acciaio o ghisa per quanto riguarda la struttura principale e le diverse sonde, vetro per la piastra basale e gomma per il calco di test. I moderni strumenti, ignorando le diverse tecniche produttive dei materiali stessi, sono molto simili, con al massimo l'uso dell' alluminio per il basamento. I presometri digitali integrano spesso una copertura esterna in polimero per contenere la strumentazione elettronica.

Non esistono molti miti che si possano collegare a lo strumento nel suo complesso; in compenso però, con non poca fantasia, è altresì possibile trovare un legame sfruttando solo la parte da cui prende il nome tutta la cosa, l'ago. Per fare ciò è necessario fare un lungo salto nel tempo, fino ai tempi della mitologica città di Troia. Infatti, il vicino monte Ida era dedicato al culto della divinità anatolica Cibele , ma in che modo la Grande Madre Idea ha qualcosa a che fare con l'Ago di Vicat? Ebbene, nella scomparsa città di Pessinunte (centro del mitologico impero frigio di Re Mida , figlio di Cibele) era conservata una nera pietra conica simbolo della stessa Cibele, questa venne portata a Roma durante le guerre puniche come protezione divina (diventata poi stabilmente parte integrante dei sette pignora imperii) . Il Lapis Niger, ancora conservato a Roma , è oggi un cippo mutilo con iscrizione bustrofedica; ha però un altro nome che renderà immediato il collegamento di cu

A causa della particolarità dell'Ago di Vicat, piuttosto che sullo strumento nel suo complesso ritengo più importante ed interessante concentrare la ricerca sulla singola parte da cui prende il nome, l'ago. L'ago è da sempre considerato un simbolo nefasto, arcaico e presagio di sventura in diverse civiltà. Tra le arti divinatorie più oscure e meno praticate troviamo infatti la acutomanzia (agomanzia, agumanzia, spillomanzia), in sintesi il rituale prevede di lanciare degli spilli su una superficie piana ed interpretare poi la configurazione finale del sistema. Esempio di acutomanzia ( link ) Questo oggetto appuntito è  considerato talmente deleterio da costringere i più superstiziosi a precise regole in caso di incontro, dono o arrivo dello stesso. Ricercando un pò più a fondo si possono trovare altri ruoli dell'ago nel simbolismo, addirittura considerandone solo la cruna; si aprirebbe però un discorso troppo ampio e complesso che esulerebbe dagli scopi di questo pos

Come già detto l'Ago di Vicat serve a determinare i tempi di presa delle paste cementizie, questo sfruttando il progressivo indurimento del calcestruzzo, infatti con l'aumentare della viscosità e densità del cemento la forza di gravità, ad un certo istante di tempo, non è più in grado di far scendere l'ago che quindi si arresta . Esempio di test dell'Ago di Vicat ( link ) La maturazione della pasta si basa su diversi fenomeni chimico-fisici contemporanei. Inizialmente i granuli di cemento sono circondati d'acqua, questo causa una serie di processi di idratazione con la formazione di alluminati idrati di calcio e, in seguito, di silicati. Questi prodotti di idratazione aumentano di volume a spese dell'acqua formando una massa gelatinosa che con il tempo si irrigidisce. L'Ago di Vicat sfrutta questi processi andando a misurare la distanza che la punta percorre prima che la pasta raggiunga dei livelli di irrigidimento convenzionali . In particolare s

L'Ago di Vicat è uno strumento esclusivo della scienza dei materiali (Material science) , cioè la disciplina che tratta la progettazione , la produzione e l'uso dei materiali stessi. Storicamente lo strumento non ha subito variazioni di utilizzo di alcun tipo, ancora oggi infatti viene utilizzato per testare paste cementizie in esperienze sia lavorative sia laboratoriali. Per quanto riguarda la disciplina della scienza dei materiali invece il discorso è sicuramente più ampio. Dal punto di vista storico infatti la scienza dei materiali si è rivelata fondamentale nel comprendere e spiegare l'evoluzione tecnologica umana dalla preistoria alla rivoluzione scientifica. In seguito assunse un valore maggiore grazie al progredire della chimica e della fisica , tutto questo in modo comunque moderato rispetto all' impressionante sviluppo tecnologico e scientifico che caratterizzerò il 900' . Nello scorso secolo infatti, a causa di fattori differenti, in particolare i

Componenti dell'Ago di Vicat (classico): Struttura di supporto (Main structure) , generalmente metallica e ricurva al fondo per far posto al campione ; Lastra di vetro (Glass sheet) , appoggiata sopra al fondo della struttura di supporto come sostegno per lo: Stampo di gomma dura (Molding tank) , dove riporre il campione (in un verso per il tempo di prima presa, rovesciato per il tempo di fine presa); Asta (Metal rod)  metallica centrale , dotata di indice sporgente per misurare la discesa rispetto alla: Scala graduata (Graduated scale)  verticale; Piastra (Slab) per pesi aggiuntivi, in cima all'asta centrale; Sonde , in particolare: Ago per il tempo di inizio presa (Standard needle); Ago con accessorio per il tempo di fine presa (Secondary needle); Sonda per la determinazione della consistenza, detta "di Tetmajer" (Tetmajer's probe) . Nel caso di apparecchio elettronico spiccano le seguenti differenze: Display; Tasti di controllo, per attivare le diverse modal

Ora che sappiamo qualcosa sullo strumento, è importante presentare delle immagini per avere un'idea dell'aspetto dell'Ago di Vicat. Disegno storico di un Ago di Vicat Un moderno Ago di Vicat digitale (anche detto presometro). Elementi costitutivi dell'Ago di Vicat (pag5). Classico Ago di Vicat.

L' Ago di Vicat nasce all'inizio del'Ottocento dall'idea dell'Ingegnere francese Louis Vicat .  Questo apparecchio è costituito da un'asta scorrevole con all'estremità inferiore un cilindro di acciaio della sezione di 1 millimetro ( in dettaglio ).  Test dell'Ago di Vicat ( link ) Viene generalmente utilizzato per misurare i tempi di presa di calci e cementi. Andando a sostituire la punta con un piccolo cilindro di metallo di diametro 1 centimetro (detta sonda di Tetmajer) è possibile anche stabilire le proporzioni di cemento ed acqua nella pasta cementizia. Lo strumento prende chiaramente il nome dall'omonimo ideatore. In particolare, però, la parola ago deriva dal proto-italico agō , discendente a sua volta del proto-indoeuropeo hé ǵ eti , radice tematica di hé ǵ , " guidare, condurre ".  Questa origine risulta facilmente spiegabile tenendo in considerazione l'uso storicamente più rilevante del sopracitato "ago", cioè co