Le malte per intonaci – seconda parte
Definizione di malta: Miscela composta da 1 o più leganti, da inerti e/o aggregati, eventuali additivi e da acqua.
Serve per costruire muri, intonaci, eseguire iniezioni, ecc.
I LEGANTI PER GLI INTONACI
I leganti degli intonaci tradizionali sono, in ordine di scoperta:
• il gesso
• la calce aerea bagnata, cioè il grassello
affrontati nella prima parte nel redazionale Edilsocialnetwork del 13 aprile 2021.
• la calce idraulica artificiale (malta idraulica creata da un artificio dell’uomo)
• la calce idraulica naturale
• il cemento (prodotto composto da clinker, gesso e additivi)
• la calce idraulica sintetica (derivata dalla produzione di clinker)
• calce aerea in polvere, cioè la calce idrata
Le calci idrauliche
Come tante scoperte avvenute per caso (in realtà non molto per caso, visto che questa creazione della malta idraulica artificiale risale agli assiro-babilonesi 6.000 anni orsono), gli antichi romani videro che, aggiungendo al grassello di calce aerea una sabbia d’origine vulcanica, tipica dell’Italia centrale, la pozzolana, la calce aerea stessa subiva una reazione diversa dal solito, che portava ad un indurimento molto più veloce.
La malta e i calcestruzzi confezionati in questo modo indurivano con la stessa acqua contenuta nel grassello, senza dover attendere di essere esposta all’aria.
La reazione di presa ed indurimento non era più di tipo aereo ma idraulico. Era una malta idraulica artificiale, perche prodotta con un artificio dell’uomo.
Cosa rende idraulica la malta di calce aerea? Sono elementi acidi, provenienti dal sottosuolo attraverso le eruzioni vulcaniche, come l’Ossido di Silice, l’Ossido di Alluminio, l’Ossido di Ferro ecc. che, miscelati con la calce aerea spenta, alcalina, danno origine a reazioni chimiche idrauliche.
Da quel momento in poi lo sviluppo delle grandi opere edili subii un’accelerazione enorme. Finalmente si potevano fare getti di calcestruzzo anche di grande spessore, perché il legante faceva presa e induriva contemporaneamente sia in superficie sia in profondità.
Nella storia edificatoria si è utilizzato, per la composizione di malte e calcestruzzi, anche uno strano inerte artificiale che, in realtà, non è assolutamente inerte dal punto di vista chimico. Reagisce, infatti, con la calce aerea, mettendole a disposizione quegli stessi elementi acidi che abbiamo appena visto, cioè gli ossidi di silice, alluminio e ferro.
È il famoso Cocciopesto, cioè l’argilla cotta (cotto=coccio) e successivamente frantumata (pestato).
Ebbene si, possiamo creare una calce idraulica artificiale (la giusta denominazione è: malta idraulica artificiale) se al grassello aggiungiamo il cocciopesto, al momento del confezionamento in cantiere.
Con calcestruzzo composto da calce, cocciopesto, pozzolana ed inerti vari si è costruito, millenovecento anni orsono, il Pantheon di Roma, progettato per essere luogo di cure termali e poi monumento funerario di imperatori e re, che ha una volta (quindi calcolata) di ben quarantatré metri di diametro, uno in più della cupola San Pietro. Il calcestruzzo dei muri del Pantheon, oggi, dopo quasi 2.000 anni, ha raggiunto resistenze a compressione che si aggirano tra i 500 ed i 900 kg/cm2.
Lo stesso Colosseo ha inferiormente un anello di fondazione dalla larghezza di circa 50 m e dall’altezza di oltre 10 m. Se non fosse stato “smontato” dai costruttori di palazzi rinascimentali (famoso a Roma il detto “quello che non fecero i barbari l’hanno fatto i Barberini”) lo vedremmo probabilmente integro.
Su 100.000 km di strade realizzate nell’Impero romano ben 20.000 avevano un sottofondo in calcestruzzo.
In epoche successive i Romani scoprirono cave e miniere di calcare di colore più scuro, non più bianco, da cui ricavavano una calce che, cotta nel solito modo, dava origine ad un legante che faceva presa ed induriva direttamente con l’acqua e non più con l’aria.
In pratica, questo calcare aveva imprigionato in sé dell’argilla nel momento del raffreddamento della crosta terrestre, all’epoca del quaternario, dando origine a “marne argillose”, che offrono naturalmente la miscela di calcare e argilla, materia prima per ottenere una buona calce idraulica. A seconda del contenuto percentuale di argilla le marne danno origine a calci idrauliche forti o deboli.
È la Calce Idraulica Naturale, la famosa calce mora o moretta, calce albazzana, ecc., che ebbe sempre più utilizzo nel Medio Evo, fino a diventare il legante preferito dei grandi architetti del Rinascimento, Palladio in testa.
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Sul mercato troviamo anche calci idrauliche naturali bianche; queste, di origine francese e spagnola, derivano da cotture di rocce contenenti caolino, un’argilla bianca particolare.
La calce idraulica sintetica (detta anche “plastificata”) è invece nata negli anni ’70, ed è ottenuta sfruttando gli scarti di produzione del clinker.
È quella calce presente in tutti i moderni cantieri e conosciuta per le scarse qualità meccaniche. Di solito viene usata come additivo del cemento nelle malte bastarde, per rallentare un po’ i tempi di presa del cemento e diminuire la rigidità che assumerebbe il manufatto, ma che non è possibile utilizzare da sola come legante, in quanto inconsistente.
È una “finta calce”, sottoprodotto della produzione di clinker, spesso additivata con un pizzico di cemento e di gesso per conferirle un minimo di potere legante.
L’enorme differenza che c’è tra questa calce e quella vera, cioè l’idraulica naturale, è che entrambe esprimono basse resistenze meccaniche a 28 giorni dalla posa ma, mentre quella vera continua l’indurimento nei mesi e anni successivi (fino a raggiungere resistenze simili a quelle della roccia dalla quale proviene), quella plastificata mantiene, per tutta la sua vita, quelle scarse qualità meccaniche. Deriva infatti da un processo di clinkerizzazione, irreversibile.
La normativa europea del 2002 sui leganti idraulici ne ha ratificato l’esistenza in modo ufficiale, classificandola come “Calce Idraulica HL”, come vedremo tra poco.
LE NORMATIVE EUROPEE SULLE CALCI
Nel 2002 sono state emanate nuove normative europee per la classificazione dei leganti e malte da costruzione, le UNI EN 459. In Italia assumono la denominazione UNI EN ISO 459.
Nel caso particolare delle calci si è cercato di porre maggiore chiarezza sul contenuto e sul modo di essere prodotte. Tentativo alquanto vano, forse per il motivo che le norme sono state scritte dai più grandi produttori del cemento!
In particolare, potremo sapere che una calce idraulica, quando porterà in aggiunta alla sigla NHL (Natural Hydraulic Lime) la lettera z (NHLz), sarà una calce idraulica naturale con un’aggiunta di elementi idraulicizzanti (non viene però distinto se naturali o derivati da klinker) massima del 20%.
UNI EN 459-1:2002
Cap. 3 TERMINI E DEFINIZIONI
Ai fini della presente norma europea, si applicano i termini e le definizioni seguenti [per ulteriori informazioni vedere appendice A (informativa)].
3.1 calce: Materiale che comprende tutte le forme fisiche e chimiche sotto le quali possono presentarsi gli ossidi di calcio e/o magnesio (CaO e MgO) e/o gli idrossidi [Ca(OH) 2 e Mg(OH) 2 ].
3.2 calci da costruzione: Calci utilizzate nel campo delle costruzioni edilizie e dell’ingegneria civile. Includono tutti i tipi indicati nel prospetto 1.
3.3 calci aeree 1): Calci costituite prevalentemente da ossido o idrossido di calcio che induriscono lentamente all’aria reagendo con l’anidride carbonica atmosferica. Generalmente non induriscono sotto l’acqua perché non possiedono proprietà idrauliche. Possono essere calci vive (3.4) o calci idrate (3.5).
3.4 calci vive (Q): Calci aeree costituite prevalentemente da ossido di calcio e ossido di magnesio ottenute per calcinazione di rocce calcaree e/o dolomitiche. Le calci vive hanno una reazione esotermica quando entrano in contatto con acqua. Le calci vive sono vendute in varie pezzature che vanno dalle zolle al materiale finemente macinato. Esse includono calci calciche (3.6) e calci dolomitiche (3.7).
3.5 calci idrate (S): Calci aeree, calci calciche o calci dolomitiche ottenute dallo spegnimento controllato delle calci vive. Le calci spente sono prodotte in forma di polvere secca, di grassello o di liquido (latte di calce).
3.6 calci calciche (CL): Calci costituite prevalentemente da ossido o idrossido di calcio senza alcuna aggiunta di materiali idraulici o pozzolanici.
Nota: Le calci di conchiglie sono calci calciche idrate, ottenute mediante calcinazione di conchiglie e successivo spegnimento. Le calci di carburo sono calci calciche idrate ottenute come sottoprodotto nella produzione dell’acetilene dal carburo di calcio.
3.7 calci dolomitiche (DL): Calci costituite prevalentemente da ossido di calcio e di magnesio o idrossido di calcio e di magnesio senza alcuna aggiunta di materiali idraulici o pozzolanici.
3.8 calci dolomitiche semi-idrate: Calci dolomitiche idrate consistenti principalmente in idrossido di calcio e ossido di magnesio.
3.9 calci dolomitiche idrate: Calci dolomitiche idrate costituite principalmente da idrossido di calcio e idrossido di magnesio.
3.10 calci idrauliche naturali (NHL)
3.10.1 calci idrauliche naturali: Calci prodotte dalla cottura di calcari più o meno argillosi o silicei, con successiva riduzione in polvere mediante spegnimento con o senza macinazione.
Tutte le NHL hanno la proprietà di far presa e indurire sotto l’acqua. L’anidride carbonica atmosferica contribuisce al processo di indurimento.
3.10.2 calci idrauliche naturali con materiali aggiunti (Z): Per le NHL vedere 3.10.1. I prodotti speciali che possono contenere aggiunte di idonei materiali pozzolanici o idraulici, fino al 20% in massa, sono contrassegnati con l’aggiunta di “Z”.
3.11 calci idrauliche (HL): Calci costituite prevalentemente da idrossido di calcio, silicati di calcio e alluminati di calcio prodotti mediante miscelazione di materiali appropriati. Queste calci possiedono la proprietà di far presa e indurire sotto l’acqua. L’anidride carbonica atmosferica contribuisce al processo di indurimento.
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Il cemento
Brevettato nel 1824 da un ingegnere inglese, Joseph Aspdin, è una miscela di clinker, materia prima ottenuta dalla cottura di Calcare, miscelato con argille, in forni continui ed a temperature attorno ai 1.500° C, e additivato successivamente con altri elementi.
Il Clinker prodotto dalla cottura viene ancora miscelato con altri elementi, quali gesso, pozzolana e loppa di scarto della produzione della ghisa per dare origine rispettivamente ai Cementi Portland, Cementi Pozzolanici e Cementi d’Altoforno. Una diversa strada è utilizzata per fabbricare il Cemento Alluminoso, quello espansivo, ottenuto dalla cottura di Calcare miscelato alla Bauxite, il minerale da cui si ricava l’alluminio.
La nota rigidità degli intonaci cementizi (elemento estremamente negativo per un manufatto esterno sottoposto a escursioni termiche che raggiungono anche i 60° C. nel corso dell’anno), la scarsa traspirazione (μ superiore di circa 10 volte!), e la forte alcalinità, che fa scatenare correnti elettriche tra muro e intonaco (principio della batteria), hanno provocato un insieme di problematiche che però, data la diffusione massiccia nel mercato di tali prodotti, vengono recepite come “normalità” .
Altri elementi che differenziano in negativo gli intonaci di Cemento da quelli di Calce sono:
– l’igroscopicità, cioè la capacità di trattenere l’acqua assorbita.
– La notevole rigidità (modulo elastico 30 volte superiore)
– La massa molto più elevata a cui corrisponde però minore capacità termica (disperdono il calore più rapidamente).
– La capacità di creare corrente elettrochimica con il muro (differenze di Ph maggiori con il muro rispetto agli intonaci di calce); solitamente si sviluppa una corrente continua compresa tra 300 a 500 mV, riscontrabile tra intonaco e interno muro, che richiama acqua in continuazione.
– La minore permeabilità al vapore (rapporto di circa 1 a 10).
Per questi motivi gli intonaci di calce naturale durano più a lungo degli intonaci cementizi!
Ormai abbiamo la certezza e la consapevolezza che il cemento (grande invenzione, da non disconoscere in assoluto) negli intonaciò produce solo effetti negativi e patologie che, prima, per circa 6000 anni non avevano mai conosciuto.
L’unica ragione che ha determinato il suo ingresso nella composizione degli intonaci moderni è perché permette di realizzare gli intonaci più rapidamente, contenendo i costi della manodopera, che sono purtroppo sempre più elevati.
Gli inerti
La loro pulizia, la composizione, la loro forma e la miscelazione fra le varie dimensioni sono determinanti, ripetiamo DETERMINANTI, per ottenere malte e calcestruzzi di qualità.
Pensate che il Vitruvio, nel II libro, cap. IV, prescriveva di lavarli almeno tre volte e con cura prima del loro utilizzo!
Gli inerti posso essere prelevati dal fiume o dalla cava.
I primi sono tondeggianti e danno origine a malte più lavorabili, i secondi invece spigolosi perché provengono dalla frantumazione di pezzi più grandi, e danno origine a malte con maggiori resistenze meccaniche.
La dimensione dell’inerte utilizzato nelle malte è fondamentale per ottenere un prodotto di buona qualità. Inerti piccoli richiedono maggiori quantità di legante: vediamo, infatti, che se compariamo un granulo dalle dimensioni ipotetiche di 2 millimetri per lato, che avrà quindi un volume di 8 millimetri cubi ed una superficie di 24 millimetri quadrati, con otto granuli dalle dimensioni di 1 mm per lato, a parità di volume, cioè 8 mm3, la superficie raddoppia, diventando 48 mm2 e richiedendo quindi molto più legante per creare la stessa coesione.
È fondamentale ottenere una buona curva granulometrica, cioè la giusta miscelazione fra diverse dimensioni di inerti, per ottenere un impasto dalla consistenza e dalle caratteristiche omogenee e migliori.
Gli inerti piccoli andranno infatti a colmare i vuoti fra gli inerti più grossi, diminuendo le superfici da ricoprire con il legante.
Una malta da intonaco, composta senza curva granulometria, sarà una malta di difficile lavorabilità, e dai ritiri incontrollati ed eccessivi.
In casi estremi può arrivare anche a distaccarsi dal supporto nei giorni seguenti l’applicazione.
Articolo estratto dal 1° volume del
MANUALE PER IL RESTAURO E LA MANUTENZIONE DELLE FACCIATE
Autori Emma Francia e Luigi Vantangoli
Edito da Atena srl – Collana di Atena University
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