Calce Aerea e Idraulica: Differenze e Applicazioni nell'Edilizia

Quando si tratta di materiali da costruzione tradizionali, la calce è un elemento chiave che ha un ruolo importante nelle ristrutturazioni e nelle nuove costruzioni. Tra i materiali più adoperati come leganti in edilizia un posto di rilievo spetta alla calce. Molto versatile e dalle antiche origini, la calce si ottiene cuocendo in forni a tino la pietra calcarea, a temperature di circa 1000°C.

Non ne esiste una sola tipologia, tra i leganti infatti è quello che possiede varie composizioni, idonee a diversi tipi di lavorazioni. Le due categorie principali sono: calce aerea e calce idraulica. La prima si indurisce a contatto con l'aria, la seconda in acqua.

Calce Aerea: Caratteristiche e Utilizzi

La calce aerea era usata già in epoca romana e greca. Il nome deriva dal fatto che fa presa e si rassoda in presenza di anidride carbonica. La calce aerea è un tipo di calce ottenuta dalla calcinazione del calcare puro, o quasi puro, che una volta cotto si trasforma in ossido di calcio (CaO), chiamato anche calce viva. Questa se miscelata con acqua forma idrossido di calcio (Ca(OH)₂), noto anche come calce spenta o calce idrata. Questa tipologia di calce ha la capacità di indurirsi solo con l’aria, da qui la definizione di “calce aerea”. Può essere in pasta (grassello di calce) o in polvere (calce idrata).

In ambito costruzioni si suddivide il materiale in calce viva, formata in prevalenza da ossido di calcio e calce idrata o calce spenta, formata da idrossido di calcio. Mediante il processo di cottura a elevate temperature (calcinazione) delle rocce calcaree ricche di carbonato di calcio, questo perde anidride carbonica diventando ossido di calcio, ossia calce viva. Essa non può essere utilizzata in ambito edilizio direttamente, quindi a fine cottura viene fatta reagire con l'acqua, trasformandosi in calce idrata.

Lo spegnimento è un processo particolarmente elaborato a cui segue la stagionatura, essenziale per donare al legante aereo consistenza fine e capacità adesive.

Calce spenta: utilizzo e tipologie

La calce idrata è adoperata per intonaci o per realizzare malte. Ne esistono di diverse tipologie:

• Calce spenta in pasta: formata da una dispersione densa di calce in acqua (ovvero idrossido di calcio). Si ottiene mediante l'aggiunta di un surplus di acqua in fase di idratazione. È possibile ottenerla anche inserendo della polvere in acqua al fine di abbassare le temperature.
• Calce in polvere: si fa reagire la calce viva con l'acqua mediante dei dispositivi chiamati idratatori. È una tipologia moderna della calce ed è disponibile in sacchi.
• Grassello di calce: spesso confuso con la calce in pasta, la differenza sta nel fatto che questo prodotto gode delle performance di lavorabilità e plasticità che dipendono dal processo di maturazione.

Ecco alcune applicazioni tipiche della calce idrata:

• Intonaci interni: La calce idrata è spesso utilizzata per intonaci interni, in particolare per creare superfici lisce e traspiranti. Questa calce è ideale per creare un ambiente salubre all’interno degli edifici, consentendo all’umidità di evaporare senza danneggiare la struttura.
• Finiture decorative: La calce idrata può essere utilizzata per creare finiture decorative su pareti e soffitti, dando un aspetto rustico ed elegante. Questa calce permette di ottenere una vasta gamma di effetti estetici.
• Ristrutturazioni di edifici storici: Nelle ristrutturazioni di edifici storici, la calce idrata è spesso preferita per mantenere l’autenticità delle tecniche costruttive tradizionali e per contribuire alla conservazione del patrimonio storico.

Calce Idraulica: Caratteristiche e Utilizzi

La calce idraulica, ottenuta da rocce calcaree ricche di silice, viene chiamata in questo modo per la capacità di indurirsi a contatto con l'acqua. Questa proprietà assicura la possibilità di far presa anche in assenza di anidride carbonica. Viene considerata discendente della calce idrata e anticipatrice dei leganti cementizi. La malta di calce idraulica è molto plastica e dalla facilità di messa in opera. L'utilizzo è esteso a opere che tollerano carichi moderati. Il materiale è molto ecologico anche nei riguardi del processo produttivo. Infatti gli impianti vengono realizzati in base ai criteri di massimo risparmio energetico.

La calce idraulica è un tipo di calce che ha la capacità di indurirsi non solo all’aria, come la calce aerea, ma anche in presenza di acqua, da qui la definizione di “calce idraulica”. La calce idraulica può essere naturale se ottenuta dalla cottura di calcare marnoso (che contiene argilla e altri silicati) a una temperatura tra 900 e 1000 °C oppure pozzolanica se ottenuta dalla miscelazione di calce aerea e pozzolane. Grazie alle sue proprietà meccaniche e alla sua resistenza all’acqua e in ambienti umidi viene utilizzata ampiamente nel campo della bioedilizia e del restauro.

Calce idraulica: tipologie

La calce idraulica può essere di due tipologie: calce idraulica naturale e calce idraulica artificiale.

• Calce idraulica naturale: Questo tipo di calce naturale si ottiene dalla cottura della marna o di miscele di argilla e calcare, a una temperatura di 1000°C in forni analoghi a quelli usati per produrre la calce aerea. Dopo la cottura, il materiale viene raffreddato e macinato e, in seguito alla stagionatura, il colore varia dal nocciola al bianco. Questa tipologia viene contrassegnata da normativa con la sigla NHL ovvero Natural Hydraulic Limes.
• Calce idraulica artificiale: È possibile realizzare questo tipo di legante idraulico in diversi materiali avendo come risultato la calce pozzolanica o la calce di altoforno, oppure possono essere prodotte con una miscela di cemento Portland, calcare macinato e additivi plastificanti che hanno tempi di presa veloci e resistenze a compressione elevate. Queste vengono contrassegnate con la sigla HL, ovvero Hydraulic Limes, e presentano una colorazione grigia.

Ecco alcune applicazioni comuni della calce idraulica:

• Malta per murature e rivestimenti: La calce idraulica viene spesso utilizzata per creare malte che possono essere utilizzate per giunti di muratura, rivestimenti e intonaci, specialmente in aree esposte all’umidità, come bagni e cucine.
• Riparazioni in ambienti umidi: Quando si tratta di ristrutturare parti di edifici esposte all’umidità o all’acqua, la calce idraulica è una scelta eccellente. Può contribuire a prevenire danni da infiltrazioni d’acqua.
• Restauro di edifici storici: La calce idraulica è spesso usata per il restauro di edifici storici poiché rispetta le tecniche tradizionali di costruzione e offre una maggiore resistenza all’umidità rispetto alla calce idrata.

Calce Aerea vs Calce Idraulica: Una Tabella Comparativa

Per facilitare la comprensione delle differenze tra calce aerea e calce idraulica, ecco una tabella comparativa:

Calce Naturale, Bioedilizia e Restauro

La calce naturale, in particolare la calce aerea e la calce idraulica, rappresenta un pilastro fondamentale per l’edilizia sostenibile e il recupero del patrimonio architettonico. La produzione di calce naturale ha un impatto ambientale ridotto rispetto ad altri leganti (come il cemento). L’impiego della calce naturale in bioedilizia e restauro è sempre più diffuso per le sue proprietà intrinseche e la compatibilità con i materiali tradizionali.

La calce idraulica deriva dalla cottura di calcari marnosi (calce idraulica naturale) o dalla reazione chimica di calce e pozzolane (calce idraulica pozzolanica) e contiene, oltre all’idrossido di calcio, anche altri composti come silicati e alluminati di calcio. Preferita negli interventi in bioedilizia essendo un materiale naturale e a basso impatto ambientale; per la sua produzione viene infatti impiegata meno energia rispetto al cemento. Fondamentale negli interventi di restauro in cui è richiesta la compatibilità storica con le tecniche costruttive e i materiali antichi. La calce inoltre essendo meno rigida del cemento si adatta meglio ai movimenti delle strutture storiche senza causare danni.

Entrambe vengono usate per la bioedilizia e il restauro storico, ma secondo quali criteri devono essere scelte? Un intonaco da bioedilizia si differenzia per la qualità e la raffinatezza delle materie prime che lo compongono. Invece, nel mix design di un intonaco destinato alla grande distribuzione, spesso vengono ridotte le percentuali di calce naturale, sia aerea sia idraulica, privilegiando il cemento che a livello meccanico consente di ottenere miscele similari ma qualitativamente inferiori.

In un intervento di restauro è fondamentale che i materiali impiegati siano il più simili possibili, per miscela e comportamento, a quelli originali, in quanto non devono provocare il degrado dell’opera ed è per questo che devono essere privi di sali solubili o sostanze che potrebbero peggiorare le condizioni del manufatto. Che si tratti di malte da costruzione o di intonaci di fondo o di finitura, devono essere totalmente compatibili a livello chimico e comportamentale.

Considerata la storia del nostro patrimonio edilizio, si potrebbe pensare che sia più idonea la malta con legante di calce aerea: essa, infatti, è stata largamente utilizzata fino alla fine dell’800, per poi essere sempre più addizionata con percentuali cementizie al fine di accelerarne la presa e di ottenere impasti più resistenti nel mal riuscito tentativo di riprodurre gli antichi impasti idraulici ottenuti dalle civiltà passate miscelando il grassello di calce a pozzolana o altri materiali a presa “pozzolanica”. E, anche se i primi cenni storici che riguardano l’uso della calce idraulica risalgono intorno al 1400-1500, bisogna precisare che la ricetta per la preparazione scientifica di calce idraulica naturale è figlia dell’ingegnere inglese J.

Tra le caratteristiche che deve avere la malta usata per interventi di restauro storico vi è quella che riguarda la colorazione della miscela che deve corrispondere a quella del materiale originale. Nei secoli, la colorazione delle malte è sempre stata determinata dalle materie prime impiegate per farla. Per rispettare la tradizione, alcune aziende hanno riproposto intonaci speciali, il cui impasto è fatto a base di calce aerea interamente colorata nel suo spessore (sul mercato italiano propongono diverse colorazioni). Ciò significa che con un unico materiale è possibile realizzare sia la fase di intonacatura di fondo, sia lo strato di finitura e il materiale assicura durabilità cromatica perché la tinta è ottenuta esclusivamente con polveri minerali. Utilizzato nei centri storici, questi intonaci conferiscono maggior morbidezza cromatica alle facciate e oltretutto le preserva da problematiche estetiche nel tempo. Infatti, se il materiale viene scalfito o rovinato da eventuali sfregi, il danno estetico è molto limitato, proprio perché non vi è una stratificazione di colori diversi, ma un’unica tonalità.

Non sempre è chiara la distinzione tra le tipologie di calce presenti sul mercato e a volte è difficile scegliere il giusto legante per gli interventi di restauro storico e per la realizzazione di opere secondo i canoni della bioedilizia. Le differenze sono plurime: innanzitutto la più evidente e conosciuta dagli operatori del settore è che la calce aerea (essendo un legante di tipo aereo per l’appunto) può indurire o, per meglio dire far presa, esclusivamente in aria, mentre la calce idraulica (essendo un legante idraulico che comunque differisce dal cemento perché richiede spegnimento prima della messa in opera) può far presa sia in aria sia in ambiente fortemente umido o in acqua. Oltre a questo, la calce aerea può essere sia in pasta, ossia in forma umida (idrossido di calcio), sia in polvere fine e impalpabile definita calce idrata, quindi idrato di calcio.

Approfondendone la conoscenza capiremo poi che le differenze sono date dalla materia prima da cui provengono i due leganti, ossia: la calce aerea deriva dalla cottura (calcinazione) di pietre calcaree costituite prevalentemente da carbonato di calcio. Per pietra da calce aerea si intendono secondo la trattatistica antica i famosi ciottoli bianchi da fiume o del carbonato di calcio da cava. La normativa UNI EN 459-1, che riguarda i leganti, classifica le calci aeree secondo la percentuale dell’idrossido o dell’idrato di calcio presenti: CL 70S-PL, CL 80S-PL o CL 90S-PL. La calce idraulica invece deriva dalla cottura di una “marna”, ossia una pietra calcarea sedimentaria ove, insieme al carbonato di calcio, sono presenti naturalmente percentuali di impurità terrose, argillose o ferrose contenenti cariche idrauliche.

L’uomo usa la calce aerea da almeno 10.000 anni. Il primo legante impiegato per realizzare opere murarie è stata l’argilla, dopodiché, una volta giunti alla gestione autonoma del fuoco l’uomo ha iniziato a cuocere i materiali per modificarli chimicamente, dapprima con il gesso, che necessita di temperature inferiori per la calcinazione e successivamente con la calce aerea (grassello di calce spenta). A essere individuato come primo impasto a base di calce aerea e datato come risalente al 7000 a.C. è stato un conglomerato ritrovato nella pavimentazione ed intonacatura di alcuni edifici a Jiftah, una cittadina della Galilea meridionale in Israele.

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