Calce Idraulica vs Cemento: Differenze Fondamentali
Cemento, calcestruzzo e calce sono materiali da costruzione differenti, diversi anche per la loro composizione e funzionalità. Nonostante ciò, molto spesso si usano in modo errato, soprattutto confondendo il cemento con il calcestruzzo. In realtà, il cemento è uno dei componenti necessari per ottenere il calcestruzzo. Si tratta, infatti, di un legante.
La differenza tra cemento e calcestruzzo, quindi, è decisamente importante e consiste proprio nella natura e nelle modalità di utilizzo di questi materiali. Il termine cemento, in realtà, indica un insieme di materiali simili per composizione e caratteristiche. Con cemento, infatti, si intende un legante idraulico che, se miscelato con acqua, dà origine ad una pasta con capacità adesive e che si indurisce. I materiali utilizzati, però, possono essere differenti.
Anche i cementi sono una famiglia di leganti idraulici, però di origine artificiale: il più antico, il cemento Portland, venne infatti scoperto nel 1824. Successivamente sono stati studiati numerosi altri cementi, come quelli ad alta resistenza, specificamente destinati alle strutture di calcestruzzo armato, e il cemento resistente al calore usato nella costruzione di forni industriali o edifici che richiedono un'ottima resistenza al fuoco.
La calce è un materiale molto usato in edilizia ed è un legante, come il cemento. La calce viene impiegata in edilizia da secoli ed è stata in parte sostituita dall’utilizzo del cemento. Oggi, la riscoperta della calce si deve soprattutto alla sua naturalezza, che la rende perfetta per interventi di bioedilizia e di restauro. Quando la calce viene utilizzata come base per una malta, il prodotto finale ha ottime proprietà di traspirabilità, elasticità e di adesione al supporto.
Cerchiamo di capire meglio le differenze tra questi materiali:
Composizione e Caratteristiche
Cemento
Il cemento si compone di silicati e alluminati di calcio, ottenuti dalla cottura di calcare, argilla o marna. Questo materiale, denominato clinker, è macinato con del gesso e venduto in polvere. Questa polvere, in fase di utilizzo, viene miscelata con dell’acqua, che lo idrata e genera una reazione chimica con i granelli di polvere, che si uniscono l’uno all’altro.
I principali costituenti dei cementi indicati dalla norma sono clinker di cemento Portland, loppa granulata d’alto forno, pozzolana naturale, pozzolana naturale calcinata, cenere volante silicea, cenere calcica, scisto calcinato e fumi di silice. Questa suddivisione è stata effettuata sulla base di quanto in uso in Europa al momento dell’emanazione della normativa. La norma UNI EN-197-5:2021, infatti, riguarda differenti tipologie di cemento, ottenuti con combinazioni differenti dei costituenti indicati in precedenza. Questi cementi sono progettati per ridurre l’impronta di carbonio, mantenendo le prestazioni meccaniche e la durabilità richieste.
Per classificare i cementi in base alla classe di resistenza si fa riferimento alla finezza di macinazione dello stesso e alla percentuale di silicato tricalcico rispetto a quello bicalcico. Nell’edilizia residenziale e infrastrutturale, si scelgono spesso cementi in classe 42,5 o 52,5 (con resistenza media o alta), in funzione dei carichi strutturali e delle condizioni ambientali.
Secondo la norma UNI EN 197/1, i cementi vengono perciò divisi in numerose classi contraddistinte da sigle che ne indicano la resistenza a compressione.
Calce
A seconda del processo di produzione si possono distinguere diverse tipologie di calce. La calce aerea, ad esempio, è definita tale in quanto indurisce in presenza di anidride carbonica. Da questa deriva la calce idraulica, che ha la capacità di indurire in presenza di acqua.
La calce idraulica è un legante ricavato dalla calcificazione delle marne, che, a differenza della calce aerea, fa presa e indurisce anche quando il suo impasto è immerso nell'acqua, sviluppando quindi le sue caratteristiche di idraulicità.
- calce idraulica naturale in zolle
- calce idraulica naturale o artificiale in polvere
- calce eminentemente idraulica naturale o artificiale in polvere
- calce idraulica artificiale pozzolanica in polvere
- calce idraulica artificiale siderurgica in polvere
Le calci idrauliche naturali si ricavano dai calcari marnosi, costituiti da calcare con un contenuto di argilla compreso tra il 5% e il 25%: uno di questi è ad esempio la pietra alberese.
Attualmente ne esistono di due tipi: la cosiddetta NHL 3,5, usata soprattutto per le stuccature e l'esecuzione di intonaci, ma adatta anche per gli usi strutturali, e la NHL 5, più comune per il consolidamento.
Esistono tre tipi di calce:
- calce aerea
- calce aerea magnesiaca
- calce idraulica naturale
Calcestruzzo
Il calcestruzzo è una miscela composta da cemento, acqua, sabbia, ghiaia o altri aggregati e, talvolta, additivi. La composizione del calcestruzzo risulta molto variabile, ma prevede sempre un legante, acqua, sabbia e inerti molto più grossolani (con dimensioni fino a parecchi cm), generalmente costituiti da pietrisco o ghiaia di cava.
Il calcestruzzo è uno dei materiali da costruzione più utilizzati al mondo grazie alla sua resistenza alla compressione, versatilità e durabilità. Di per sé ha una forte resistenza alla compressione, mentre è più debole in trazione. Per questo, viene rinforzato con elementi in acciaio, acquisendo così il nome di calcestruzzo armato, spesso chiamato (in modo non del tutto corretto) anche cemento armato. Per questo viene usato molto anche per costruire opere come ponti, dighe e grandi costruzioni.
Il magrone è un particolare tipo di calcestruzzo realizzato usando poco cemento. Per quanto riguarda gli inerti, questi materiali possono essere ricavati da diverse tipologie di rocce, così come si possono usare sabbia e ghiaia naturali.
Applicazioni e Usi
Cemento
L’ampio utilizzo in edilizia deriva dalle sue proprietà e caratteristiche, che lo rendono adatto all’esecuzione di opere di diverse forme e dimensioni. Oltre ai pregi, va detto che il cemento armato è un materiale pesante, con scarse capacità di isolamento termoacustico e sensibilità all’umidità di risalita.
Oltre che per la confezione del calcestruzzi, il cemento è comunissimo nella costruzione di pareti portanti, tramezzi o tamponamenti; e per l'esecuzione di intonaci, massetti e sottofondi. Viene usato sia da solo nella malta cementizia, oppure insieme alla calce ottenendo una malta bastarda.
Calce
La calce viene impiegata in edilizia da secoli ed è stata in parte sostituita dall’utilizzo del cemento. Oggi, la riscoperta della calce si deve soprattutto alla sua naturalezza, che la rende perfetta per interventi di bioedilizia e di restauro. Quando la calce viene utilizzata come base per una malta, il prodotto finale ha ottime proprietà di traspirabilità, elasticità e di adesione al supporto.
Attualmente trovano un vasto campo di applicazione anche nel consolidamento e miglioramento sismico di edifici storici, in particolare negli interventi di sarcitura delle lesioni a scuci-cuci, esecuzione di cordoli sommitali in muratura armata, ristilatura profonda dei giunti di malta e iniezioni consolidanti nelle murature di pietrame con paramenti poco ammorsati.
Calcestruzzo
Come già anticipato, il calcestruzzo (o cls) è un materiale composito artificiale utilizzato ormai da millenni per la costruzione di strutture sottoposte a compressione o, se munito di armatura metallica (e perciò trasformato in calcestruzzo armato), anche a trazione, torsione o flessione.
Considerazioni Ambientali
La produzione di cemento è una delle attività industriali più impattanti dal punto di vista ambientale: si stima che contribuisca da sola a circa l’8% delle emissioni globali di CO₂. Questo è dovuto principalmente al processo di clinkerizzazione, durante il quale la calcinazione del calcare (CaCO₃) in calce viva (CaO) rilascia grandi quantità di anidride carbonica.
Riduzione del contenuto di clinker: L’impiego di cementi compositi (es. CEM II (cemento Portland composito) contiene clinker in percentuali comprese tra il 65% e l’89%, con aggiunte minerali come pozzolana, calcare, cenere volante o loppa d’altoforno.
Tabella Comparativa
| Caratteristica | Calce Idraulica | Cemento | Calcestruzzo |
|---|---|---|---|
| Composizione | Calcare marnoso con argilla | Silicati e alluminati di calcio | Cemento, acqua, sabbia, ghiaia |
| Indurimento | Presenza di acqua | Reazione chimica con acqua | Tramite il legante (cemento) |
| Usi | Restauro, bioedilizia, consolidamento | Strutture, intonaci, massetti | Strutture portanti, prefabbricati |
| Impatto Ambientale | Inferiore rispetto al cemento | Elevato (emissioni di CO2) | Dipende dalla composizione |
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