Calinto Legante Idraulico: Composizione e Utilizzo
Per circa 6.000 anni sono stati applicati intonaci e strati di sacrificio composti da calci aeree e idrauliche. Sappiamo che le prime tracce di malte di calce provengono dalla Mesopotamia, nella terra che oggi si chiama Iraq. Grazie ai Fenici la cultura dell’intonaco a calce si è diffusa in tutta l’area Mediterranea; Egizi, Greci e poi i Romani ne hanno perfezionato la tecnica, producendo manufatti dall’estrema durabilità.
I veneziani del Rinascimento, vivendo in un clima estremamente critico hanno sapientemente migliorato le prestazioni, al punto che ancora oggi a Venezia vediamo intonaci a marmorino discretamente conservati dopo quasi trecento anni, in un clima che possiamo definire il peggiore d’Europa, con cicli di gelo, disgelo, caldo umido, nebbia salina, bora e, da circa 60 anni l’inquinamento chimico di Porto Marghera.
Gesso e Calce Aerea: Caratteristiche e Differenze
Il gesso è Solfato di calcio biidrato, CaSO4·2(H2O). È l'unico legante minerale a pH acido, circa 4,5. Tutti gli altri sono alcalini, pH da 10 in poi. In natura si trova sotto forme diverse, dai cristalli lenticolari alle rose del deserto.
- Scaldato a 120° - 180° C, miscelato con gesso crudo cristallino, tritato molto fine, dà origine alla scagliola.
- Oltre i 500° C si ottiene il gesso Idraulico, o gesso Bruciato, o gesso Morto.
Il gesso è un prodotto molto igroscopico e con proprietà idrofile, cioè assorbe facilmente acqua, crescendo contemporaneamente di volume. Deve quindi essere usato con molta cautela negli esterni, nelle parti umide e in ambienti che producono vapore.
Il carbonato di calcio (CaCo3), nella fase di cottura, perde circa il 30% di peso e aumenta leggermente di volume, diventando ossido di calcio (CaO), cioè calce viva. La cottura, in forni a legna, avviene tra i 900° ed i 1.100° C. mentre in forni industriali a metano, carbone o gasolio può arrivare anche a 1.250° - 1.300° C., con il rischio però di snaturare il prodotto finito.
Lo spegnimento della calce viva avviene, in modo tradizionale, in una specie di grossa betoniera, chiamata “ciclone” dove viene introdotta anche l'acqua necessaria allo scopo. Durante l’azione di spegnimento avviene una reazione chimica esotermica, che produce cioè calore, circa 180° C. Se, infatti, continuiamo ad immettere acqua oltre al limite stechiometrico, otteniamo il grassello di calce aerea.
Durante la stagionatura non avviene alcun cambiamento chimico, ma solo fisico. A questo ordine microfisico corrisponde un materiale più compatto e tenace, molto più lavorabile con l’attrezzo, rispetto al grassello non stagionato. Il buon Vitruvio, circa 2.000 anni fa, prescriveva una stagionatura del grassello di 7 anni, prima dell'utilizzo.
La calce aerea bagnata, cioè il grassello, fino a quando non è a contatto con l'aria, non attiva alcun processo di presa ed indurimento. Dobbiamo evidenziare un particolare rilevante: l’idrossido di calcio non è in grado di assimilare direttamente l’anidride carbonica ma questa deve essere trasformata in acido carbonico. Motivo per il quale è importante che il supporto sul quale si applicherà una finitura colorata a calce sia bagnato copiosamente in precedenza, in estate.
La Scoperta Romana della Calce Idraulica
Abbiamo quindi visto come l'uomo, in una delle maggiori e meravigliose scoperte che abbia mai fatto in edilizia, sia stato in grado di trasformare la roccia, plasmandola e facendola tornare ancora roccia. La reazione di presa ed indurimento, quindi, non era più di tipo aereo ma idraulico. 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.
Da quel momento in poi lo sviluppo delle grandi opere edili subii un'accelerazione enorme. Nella storia edificatoria si è utilizzato, per la composizione di malte e calcestruzzi, anche un aggregato particolare.
Calce Aerea e Calce Idraulica: Differenze e Applicazioni
La calce aerea si produce portando a cottura, ad elevate temperature 900°C, rocce calcaree ricche di carbonato di calcio, ridotte in granuli. Attraverso questo processo di cottura ad alta temperatura, meglio noto con il nome calcinazione, il carbonato di calcio perde l’anidride carbonica in esso contenuta e si trasforma in ossido di calcio, ovvero la calce viva.
Le malte a base di calce aerea viva, idrata o grassello di calce, non hanno elevati valori di resistenza a compressione, invece una volta indurite presentano un’elevata elasticità, quindi sono facilmente lavorabili, una notevole adesione al supporto, un’elevata traspirabilità e permeabilità al vapore acqueo. Questo spiega il perché siano molto utilizzate negli interventi di restauro e recupero di edifici storici, costruiti con tecniche e materiali tradizionali, arricchiti con decori architettonici vari, sia in facciata che all’interno.
La calce idraulica può essere definita l’erede della calce idrata e la precorritrice dei leganti cementizi. È definita idraulica perché fa presa e si indurisce in presenza di acqua. La calce idraulica si ottiene dalla cottura di rocce calcaree ricche di silice. La calce idraulica naturale si produce cuocendo la marna (roccia calcarea impura) o miscele di calcare ed argilla, ad una temperatura di circa 1000°C in forni simili a quelli della produzione della calce aerea.
All’uscita del forno, il materiale viene “spento” e poi macinato. Queste temperature permettono di ottenere una polvere ricca di idrossido di calcio (calce idrata) e silicati di calcio. La calce idraulica naturale dopo lo spegnimento e la stagionatura si presenta sottoforma di polvere con colore variabile dal bianco al nocciola. Sono contrassegnate dalle sigle HL (Hydraulic Limes) e FL (calce formulata). L’aggiunta di materiali cemento, clinker, pozzolana o anche cocciopesto accelera il processo di indurimento della calce. La calce idraulica artificiale si presenta di color grigio. Che sia naturale o artificiale, la calce idraulica è un prodotto molto diffuso in edilizia.
Intonaco a Calce o a Cemento?
La calce è stata abbandonata, negli ultimi 50 anni, a favore del cemento che garantisce una più facile lavorabilità. Ma ora sta ritornando protagonista degli intonaci, richiesta per una serie di caratteristiche, prima fra tutte il comportamento igroscopico. Se possiamo darvi un consiglio, beh, non abbiamo alcun dubbio: va certamente preferita la calce. Il miglioramento in termini di comfort abitativo, grazie alla calce, è davvero importante!
L'origine del nome intonaco deriva dal latino tunicare, "vestire" e da una supposta forma "intunicare", "coprire con la tonaca. Il termine si è affermato nel secolo XIV per indicare il rivestimento che si dà al muro a scopo protettivo. L'intonaco è il rivestimento di superfici più diffuso fin dall'antichità: alcune testimonianze raccontano di mattoni crudi ricoperti da intonaco nel palazzo Cosroe I Anushirvan, in Mesopotamia, risalente al V secolo avanti Cristo che viene descritto come realizzato con lo stesso impasto di cui erano prodotti i mattoni ma più fluido grazie all'aggiunta di acqua.
Vitruvio, nel periodo romano, definisce le modalità di realizzazione dell'intonaco a più strati, è lui a definire la composizione del primo strato, il "rinzaffo", del secondo strato di arenato e del terzo strato, detto marmorato che abbina alla funzione di protezione anche quella di finitura. Da allora, ed ancora oggi, l'intonaco è il rivestimento più diffuso grazie alla sua facile applicazione ed alla sua economicità che ne permettono il rinnovo frequente.
L'operazione di intonacatura eseguita all'interno delle abitazioni permette di ottenere superfici murarie lisce e quindi adatte a ricevere tinte o carta da parati. La stesura dell'intonaco rende omogenee pareti sulle quali sono stati fatti passare impianti, dense di fori, tracce, tubazioni... l'intonaco corregge i (leggeri) fuori piombo ed i fuori squadra. L'intonaco interno ha la funzione di assorbire l'umidità superficiale delle pareti che si forma perchè la temperatura scende sotto il punto di condensa. Un buon intonaco deve evitare i fenomeni di gocciolamento.
Quello che dovremo pretendere da un intonaco è, quindi, un ottimo rado di igroscopicità, ossia una ottima capacità di assorbire e disperdere lentamente, sia verso l'esterno sia verso l'interno, l'eccesso di umidità relativa presente nell'ambiente.
Come si Applica un Intonaco a Regola d'Arte
Un intonaco fatto a regola d'arte consiste in almeno tre strati: lo strato inferiore (rinzaffo sottile) ha lo scopo di fornire l'indispensabile aderenza alla muratura degli strati successivi di intonaco; il secondo strato, l'intonaco vero e proprio, dello spessore di 15/ 18 mm (intonaco grezzo) svolge i compiti propri all'intonaco (potere traspirante, igroscopico, idrorepellente, resistenza etc) infine lo strato ultimo, dallo spessore di qualche millimetro (intonaco fine) viene lisciato con frattazzo o pennello e diventa la base per l'ultimo trattamento di pittura.
Quello che cambia, nel caso di un intonaco tradizionale a calce, è la granulometria della sabbia utilizzata per intonacare che è sabbia grossa per lo strato di intonaco grezzo, mentre è sabbia fine nell'ultimo strato di intonaco fine.
L'intonaco a base calce assolve egregiamente a queste esigenze, a differenza dell'intonaco a base cemento la cui igroscopicità è drammaticamente più bassa. Purtroppo la maggiore facilità nella stesura di un intonaco a base cemento e quindi il minor costo ha generato una enorme diffusione degli intonaci cementizi negli ultimi 50 anni a discapito della calce. I problemi di formazione di condensa e muffa che si stanno verificando a seguito del maggiore isolamento nella costruzione degli edifici sta facendo riscoprire gli intonaci a base calce su cui molti produttori hanno iniziato ad investire, sebbene ancora vi sia, da parte degli applicatori, un notevole attrito a causa della maggiore difficoltà di applicazione e dei tempi più lunghi richiesti.
Calce: Disinfettante Naturale, Storia, Chimica e Tecnica
L'intonaco a base di calce, applicato in parete, funziona come un disinfettante naturale: grazie alla sua capacità di assorbire l'acqua superficiale dalle pareti toglie nutrimento a spore, batteri e muffe evitandone la prolificazione. Inoltre è caratterizzato da altissima traspirabilità e porosità, altro elemento sfavorevole alla formazione di muffe.
La calce è il classico legante dei materiali da costruzione dell'antichità. Viene preparata mediante cottura di rocce calcaree (CaCO3). Queste, per decomposizione termica, si dissociano in ossido di calcio (Ca0) e anidride carbonica. Il processo avviene rapidamente verso i 1000°C. La massa porosa della calce formatasi, posta in contato con acqua, si trasforma in idrossido di calcio, Ca(OH), capace di indurire lentamente all'aria.
Poiché la trasformazione dell'ossido nell idrossido di calcio avviene con un forte sviluppo di calore, il primo veniva e viene ancora chiamato calce "viva" ed il secondo calce "spenta". L'idrossido di calcio, mescolato con acqua e sabbia, è in grado di formare una malta capace di indurire lentamente all'aria.
Inizialmente la malta perde la sua plasticità originale (presa) a seguito dell'evaporazione di una parte dell'acqua di impasto. Successivamente si verifica un lento e progressivo indurimento per la precipitazione di cristalli di CacO, a causa della reazione dell'idrossido di calcio con l'anidride carbonica dell'aria. Come per il gesso, anche per la calce, quindi, il prodotto finale dell'indurimento è identico alla materia prima di partenza.
La resistenza meccanica a compressione di una malta di calce raggiunge valori di una decina di Mpa molto lentamente. Aggiungendo pozzolana alla calce, la malta è in grado di indurire più rapidamente, soprattutto a contatto con l'acqua. Infatti, a seguito delle reazioni dell'idrossido di calcio con l'allumina e la silice della pozzolana si possono formare prodotti insolubili in acqua (silicati e alluminati di calcio idrati) che contribuiscono considerevolmente all'indurimento della malta. In sostanza, in presenza di una pozzolana, la calce si trasforma da legante aereo in idraulico.
L'impiego della pozzolana, per il miglioramento delle malte di calce nei confronti dell'azione dell'acqua, fu una delle scoperte più rivoluzionarie degli antichiRomani nel settore delle costruzioni: soprattutto nelle opere idrauliche e marittime, ma anche in quelle semplicemente esposte all'azione della pioggia, l'impiego della pozzolana nelle malte a base di calce comportò un miglioramento in termini di prestazioni meccaniche e di durabilità come è testimoniato dallo stato di conservazione di molte opere costruite oltre 2000 anni fa.
Inoltre, una miscela di calce e pozzolana può indurire in presenza di acqua e in assenza di aria, Ciò consenti lo sviluppo del primordiale calcestruzzo (calcis structio) impiegato molto spesso dai Romani come riempimento all'interno di paramenti in mattoni delle cosiddette murature a sacco. In assenza di pozzolana, la sola calce, al di fuori del contatto con l'aria, non avrebbe potuto indurire in modo altrettanto efficace di una miscela calce-pozzolana.
Calce Idraulica: Un Precursore del Cemento
Inserendo argilla nella miscela nel trattamento termico a circa 900-1000° di una marna calcarea, miscela naturale di calcare e argilla, si forma l'ossido di calcio che successivamente si combina con la silice e l'allumina dell'argilla formando prodotti (silicato biocalcico e alluminato monocalcico) capaci di indurire con l'acqua. Nel prodotto cotto restano non combinate parti degli ossidi di calcio, di silicio e di alluminio.
Con aggiunta di acqua in quantità stechiometricamente controllata si può convertire l'ossido di calcio non combinato in idrossido di calcio e pertanto, alla fine del processo, la calce idraulica contiene una miscela di Ca(OH), silicato bicalcico (CasSiO.), alluminato monocalcico (CaAlzO4), oltre a silice e allumina non combinati. Il prodotto così ottenuto si comporta da legante idraulico soprattutto per la presenza del silicato e dell'alluminato di calcio, ma anche per la presenza di silice e allumina non combinate (e amorfe) capaci di reagire con l'idrossido di calcio.
In sostanza, la produzione di calce idraulica ha affrancato i costruttori dalla disponibilità di pozzolana, non sempre localmente reperibile, per la produzione di malte idrauliche meccanicamente più resistenti e capaci di indurire anche senza essere a contatto dell'aria.
La calce idraulica, la cui produzione industriale è iniziata nel XVIII secolo, può essere considerata il precursore del moderno cemento portland. Attualmente la produzione di calce idraulica con il processo sopra descritto è stata abbandonata e quasi totalmente rimpiazzata da prodotti ottenuti miscelando il cemento portland con una notevole percentuale di un filler (materiale inerte macinato finemente), generalmente calcareo, e piccole quantità di additivo aerante.
La "diluizione" del cemento con il filler consente così di ottenere prestazioni fisico-meccaniche (porosità, resistenza, modulo elastico ecc.) molto simili a quelle della calce idraulica originale, mentre lo sviluppo di aria (in forma di microbolle) conferisce alla malta quelle caratteristiche di plasticità necessarie per l'applicazione su superfici verticali (intonaci). Il comportamento è simile, ma non si tratta di calce!
Prodotti a Base di Calce Disponibili
Vediamo ora i prodotti che puoi acquistare nei nostri magazzini per edilizia e che fanno parte della famiglia delle Calci:
Il grassello di Calce
Il "grassello", che trovi nel nostro reparto edilizia, si riferisce generalmente alla calce spenta (idratata), ottenuta dalla cottura di pietra calcarea con impurità inferiori al 10%. Tradizionalmente, la calce veniva spenta in cantiere nella "buca della calce" e utilizzata a mano a mano che necessaria. Oggi, il grassello viene commercializzato allo stato semiliquido, in sacchi di plastica. La legislazione non richiede che sui sacchi sia indicato il periodo di invecchiamento del prodotto, lasciando al consumatore la scelta del grassello che meglio soddisfa le esigenze operative.
Il latte di calce
Diluendo il grassello fino a ottenere uno sciroppo denso, si ricava il latte di calce, utilizzato per la tradizionale pittura a calce.
La calce idrata in polvere
Le fornaci che producono calce viva eseguono anche lo spegnimento con un trattamento speciale per ottenere calce idrata in polvere, anche questa la trovi, in sacchi, nei nostri magazzini edilizia. La produzione della calce idrata è piuttosto semplice: dopo la cottura, la pietra calcarea viene frantumata, idratata con la quantità d'acqua necessaria e finemente macinata. Questo processo produce calce idrata in polvere, venduta in sacchi di carta che conserviamo in ambienti asciutti e ben ventilati.
La calce idraulica in polvere
La calce idraulica si ottiene dalla cottura di pietre calcaree contenenti argilla. Durante la cottura, la silice e l'allumina nell'argilla formano composti che induriscono con l'acqua. L'indice di idraulicità, determinato dal rapporto argilla-calcare, classifica la calce in base alla sua capacità idraulica: debolmente idraulica, mediamente idraulica, propriamente idraulica, eminentemente idraulica.
La calce idraulica può essere prodotta artificialmente in stabilimento, miscelando carbonato di calcio e argilla, calce aerea idrata e pozzolana, o calce aerea idrata e loppa basica d'altoforno. Una calce idraulica artificiale, o cemento diluito, non può garantire la traspirabilità essenziale per edifici bioecologici. Pertanto, nella scelta della calce, è importante verificare le sue origini e il processo di produzione seguito.
La calce idraulica è venduta in sacchi che vengono stoccati nei nostri magazzini edili e che riportano il nome del produttore, dello stabilimento e del tipo di legante. È importante ricordare che la calce idraulica inizia la presa non prima di un'ora dall'inizio dell'impasto e la completa entro 48 ore mentre la presa è stabilizzata dopo sei mesi.
Kerakoll Biocalce
Tra gli intonaci a base calce oggi disponibili sul mercato, e tra i vari marchi che trattiamo, noi preferiamo e consigliamo BIOCALCE di KERAKOLL. È un intonaco certificato, eco-compatibile, di pura calce naturale NHL 3.5 a norma EN 459-1, per intonacature altamente traspiranti. La composizione naturale di questo intonaco lo rende un prodotto ideale nel GreenBuilding e permette di evitare l'inquinamento domestico.
Contiene, infatti, solo materie prime di origine naturale e minerali riciclati. Grazie a questo, oltre a consentire ridotte emissioni di CO2 nella produzione dello stesso, garantisce bassissime emissioni di sostanze organiche volatili e la diminuizione degli inquinanti indoor.
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