Calce Idraulica: Caratteristiche e Utilizzi

La calce è un materiale da costruzione utilizzato fin dall'antichità per la sua versatilità e le sue proprietà leganti. Nel campo dell’edilizia e del restauro, la calce viene utilizzata in due diverse tipologie: calce aerea e calce idraulica. Esistono diversi tipi del legante calce: la calce aerea, che indurisce solo all’aria e la calce idraulica, che indurisce anche sott’acqua e, una volta indurita, resiste al contatto con l’acqua stessa.

Calce Aerea vs Calce Idraulica: Le Differenze

Sebbene entrambe derivino dalla calcinazione del calcare, presentano caratteristiche e applicazioni diverse che le rendono adatte a scopi specifici. 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). La calce aerea infatti proviene dalla cottura di calcari puri ed è costituita prevalentemente da idrossido di calcio. Si indurisce attraverso una reazione con l’anidride carbonica presente nell’aria, formando carbonato di calcio.

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. 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.

Caratteristiche e Proprietà della Calce Idraulica

La calce idraulica possiede discrete proprietà idrauliche, le sue malte cioè possono venire in contatto con l’acqua, senza disciogliersi. Le calci idrauliche sono ottenute per cottura a 900-1000 °C di miscele di calcari argillosi. Il prodotto ottenuto contiene: CaO, C2S e alluminati. Parte del C2S si ritrova sotto forma di polvere fine. Pertanto, dopo aver allontanato questa frazione, il prodotto rimanente è spento con acqua, in quantità stechiometricamente controllata, in modo da trasformare la CaO in calce idrata. Per la presenza di prodotti in grado di reagire con l’acqua, lo spegnimento della calce idraulica è eseguito aggiungendo solo la quantità di acqua necessaria a trasformare l’ossido nel corrispondente idrossido di calcio. Se, infatti, anche il silicato e l’alluminato di calcio fossero idratati durante lo spegnimento, essi non potrebbero poi esplicare le loro caratteristiche idrauliche in fase di impiego. Poiché il comportamento idraulico aumenta con il contenuto di C2S e di alluminati, in altri termini al crescere della quantità di silice e allumina, la calce idraulica è valutata per mezzo dell’indice di idraulicità i, variabile in genere tra 0,1 e 0,5, e definito come rapporto fra le percentuali in peso della silice, dell’allumina e dell’ossido di ferro rispetto a quelle della calce e della magnesia.

Per una calce eminentemente idraulica, cioè con un indice di idraulicità prossimo a 0,5, i valori della resistenza a compressione dopo 28 giorni sono 5-10 MPa. Le calci idrauliche danno malte grasse e plastiche, facili da mettere in opera. La presa è lenta e ciò rappresenta un inconveniente. Le malte diventano impermeabili a tempi lunghi per stagionatura in ambienti umidi o quando sono immerse in acqua. Si possono preparare anche calci idrauliche pozzolaniche o di altoforno.

Vantaggi della Calce Idraulica

• Ecologica: Questo legante è un materiale più green, soprattutto rispetto al cemento.
• Estetica: Sono belle da vedere e presentano colorazioni naturali di grande pregio.
• Flessibilità: La flessibilità propria del materiale renderà infatti la pavimentazione particolarmente efficiente, capace quindi di durare nel tempo e resistere ai naturali cicli di gelo e disgelo del terreno.
• Prevenzione dell'umidità: E’ molto indicata per prevenire problemi di umidità nelle murature e risalita capillare dell’umidità.
• Traspirabilità: La sua porosità e la sua alta traspirabilità al vapore acqueo, le conferisce la capacità di prevenire l’umidità e l’umidità di risalita dei muri, come la muffa e altri fastidiosi problemi legati ad una cattiva deumidificazione dell’ambiente.
• Regolazione igrometrica: Ha un’ottima funzione regolatrice igrometrica degli ambienti.

Utilizzi della Calce Idraulica

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. 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.

Restauro di edifici storici

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. Per i materiali da restauro, Fassa Bortolo ha scelto la calce idraulica naturale NHL 3,5, con cui si ottengono miscele che sono più vicine agli impasti storici, anche se formati da calce aerea idraulicizzata. 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.

Bioedilizia

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. Ad esempio, nel caso di un edificio nuovo in muratura che non prevede l’uso del cappotto per la coibentazione, conviene realizzare l’intonacatura interna in calce aerea perché mantiene l’ambiente più asciutto e più sano. Oltretutto, essendo la calce aerea fortemente alcalina, contrasta la proliferazione di funghi e muffe nel tempo.

Tabella Comparativa: Calce Aerea vs Calce Idraulica

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