Cemento Idraulico Classico: Composizione e Utilizzo
I leganti inorganici come cemento, calce e gesso hanno svolto un ruolo importante nel settore delle costruzioni. Il cemento è un legante idraulico a base di clinker, un materiale laterizio, ottenuto dalla combinazione chimica ad altissima temperatura (1450°-1550°) in proporzioni molto precise di calcare e di fine polvere di argilla, che poi viene raffreddata. Rappresenta uno dei leganti più versatili e più usati in edilizia grazie alle sue caratteristiche di resistenza meccanica e di stabilità nel tempo.
Composizione del Cemento Classico
La classica composizione del cemento è data per l'80% da calcare e per il 20% da argilla. Entrambi gli elementi vengono triturati, cotti a temperature molto elevate, e il risultato, il clinker, viene nuovamente rielaborato. Gli standard di riferimento descrivono con precisione la composizione di ciascun tipo di cemento.
Cemento Portland Compositi (CEM II)
I cementi Portland compositi CEM II/A o B che contengono elementi diversi dal clinker: fumi di silice, scorie, pozzolana, scisto calcinato, ceneri volanti da centrali termoelettriche. Questi altri costituenti rappresentano al massimo il 35% della miscela e partecipano all'implementazione di un'ecologia industriale nei territori creando sinergie tra le industrie.
Tuttavia, di fronte alla crescente domanda di cemento, specialmente in alcune regioni, è diventato imperativo muoversi verso l'uso di diversi materiali come scorie di altoforno, cenere volatile e pozzolana, in sostituzione del cemento classico. D'altro canto, il loro uso mira a ridurre il consumo di clinker, contribuendo in modo semplice ed economico a risolvere i problemi relativi all'ambiente con la riduzione dell'effetto serra.
Il Cemento Pozzolanico
La pozzolana è una roccia naturale costituita da scorie vulcaniche o rocce sedimentarie aventi composizione chimica e mineralogica appropriata, essenzialmente composta da silice, allumina e ferro in grado di sviluppare naturalmente le sue proprietà. Ha una struttura a nido d'ape ed è spesso di colore rosso o nero, con tutte le tonalità intermedie, eccezionalmente grigia. In costruzione la pozzolana è alla base della produzione di determinati cementi.
Le pozzolane sono silici o materiali allumina-silicato, che di per sé non posseggono proprietà leganti, ma che, in forma finemente suddivisa e in presenza di umidità, reagiscono chimicamente con l'idrossido di calcio (calce viva) a temperatura normale per formare composti aventi proprietà idrauliche e cementanti. Le pozzolane naturali contengono dal 60% all'85% di silice e allumina. Il cemento pozzolanico è ottenuto dalla miscela di clinker di pozzolana o altro materiale con lo stesso comportamento, che vengono uniti, per regolarizzare il processo di presa e idratazione, con gesso e anidrite carbonica.
Solitamente i cementi pozzolanici vengono usati come sostituti del cemento piuttosto che come aggiunte di cemento. L'aggiunta di pozzolana ad una miscela di calcestruzzo esistente, senza rimuovere una quantità equivalente di cemento, aumenta il contenuto di pasta e diminuisce il rapporto acqua/cemento. In altre parole, aggiungere più pozzolane a un mix cambia le sue proporzioni. Sostituire parte del cemento con pozzolane conserva le proporzioni del mix. La maggior parte delle pozzolane vengono utilizzate singolarmente, ma si possono utilizzare miscele di due o più pozzolane diverse per sfruttare le caratteristiche offerte da ogni pozzolana.
Le proprietà chimiche e fisiche dei cementi pozzolanici influenzano infine quelle ingegneristiche. La resistenza precoce delle paste e dei calcestruzzi diminuisce mentre la resistenza finale si trova spesso a superare quella del cemento Portland di riferimento. Questa miscela è più resistente del Portland da solo in quanto è meno porosa, quindi più adatta anche per la realizzazione di vasche per contenere acqua.
Utilizzo della Calce
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!
Intonaco: Definizione e Storia
L'origine del nome è bellissima: intonaco deriva infatti 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. 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.
Funzioni dell'Intonaco
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 l'Intonaco
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.
Intonaco a Calce o a Cemento?
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. 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.
Calce: Storia, Chimica e Tecnica
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.
Calce Viva e Calce Spenta
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.
Presa
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.
Velocità di Indurimento
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.
La Pozzolana
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.
Il Primo Calcestruzzo
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.
La Calce Idraulica
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.
Sostituisce la Pozzolana
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.
Prodotti a Base di Calce
Vediamo ora i prodotti che puoi acquistare nei nostri magazzini per edilizia e che fanno parte della famiglia delle Calci:
- Il grassello di Calce: si riferisce generalmente alla calce spenta (idratata), ottenuta dalla cottura di pietra calcarea con impurità inferiori al 10%.
- 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: Dopo la cottura, la pietra calcarea viene frantumata, idratata con la quantità d'acqua necessaria e finemente macinata.
- La calce idraulica in polvere: La calce idraulica si ottiene dalla cottura di pietre calcaree contenenti argilla.
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.
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