Differenza tra Calce Idrata e Calce Idraulica: Usi e Applicazioni

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. Due tipi comuni di calce utilizzati nell’edilizia sono la calce idraulica e la calce idrata. Entrambi sono derivati da pietra calcarea e hanno caratteristiche uniche che li rendono adatti a diverse applicazioni nel settore edilizio.

Calce Aerea e Calce Idraulica: Un Confronto Storico

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.

Calce Idraulica: Caratteristiche e Utilizzi

La calce idraulica è una miscela di calce e materiali silicei o alluminosi. L’ “idraulicità” di questa calce deriva dalla sua capacità di indurirsi anche in presenza di acqua. Questa caratteristica la rende ideale per l’uso in ambienti umidi o a contatto diretto con l’acqua.

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 presente 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. La calce idraulica è un legante a base d’idrossido di calcio che può far presa e indurire anche se immersa in acqua.

Già in antichità questa calce veniva usata per le costruzioni ed era composta da materiali calcarei marnosi, contenenti argilla circa al 25% che venivano cotti in forno ad una temperatura che poteva raggiungere un massimo di 1000°C. Il prodotto ottenuto venne battezzato dai romani calce idraulica, proprio per la sua peculiarità di poter indurire sia all’aperto che sott’acqua. Non va quindi confusa con la calce idrata che, come tutte le calci aeree, non può indurire sott’acqua ma soltanto all’aria.

La calce idraulica è paragonabile al cemento poiché entrambe fanno parte della famiglia dei leganti idraulici, la presentiamo in questo sito perchè particolarmente indicata contro l’umidità nei muri e le muffe. Infatti viene anche chiamata cemento povero, poiché ha tutte le caratteristiche del vero cemento, sia dal punto di vista strutturale che di resistenza.

Oggi è possibile ottenere delle calci idrauliche anche partendo da materiali calcarei silicei e non marnosi, riducendo i tempi di produzione e i costi sul mercato. 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. Inoltre ha un’ottima funzione regolatrice igrometrica degli ambienti.

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 Idrata: Caratteristiche e Utilizzi

La calce idrata, o calce aerea, è ottenuta dalla cottura della pietra calcarea pura, senza l’aggiunta di materiali silicei o alluminosi. Questa calce è non idraulica e indurisce solo all’aria attraverso un processo di carbonatazione.

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 aerea rappresenta, sicuramente, il legante più tradizionale tra quelli tuttora impiegati. La calce viva - od ossido di calcio - è ottenuta secondo processi continui basati sulla cottura ad alta temperatura del calcare in forni. La calce idrata - o idrossido di calcio - si ottiene, invece, industrialmente alimentando un apparecchio, denominato idratatore, con calce viva ed acqua. Un prodotto di maggiore purezza è la calce idrata fiore. Va ricordato come l’ecologicità di questi materiali si riflette, oggi, anche nei processi di produzione. È un idrato di calcio ottenuto dallo spegnimento della calce viva con acqua in eccedenza, sino ad ottenere una pasta plastica e fine.

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.

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.

La Scoperta Romana della Calce Idraulica Artificiale

Nella storia edificatoria si è utilizzato, per la composizione di malte e calcestruzzi, anche un aggregato particolare. L’argilla cotta (cocciopesto), inerte usata fin dall’antichità, è un’argilla composta da silicato di alluminio cotto e frantumato. La pozzolana, inizialmente estratta dalle cave di Pozzuoli (lapilli), è un prodotto di origine vulcanica costituito prevalentemente da silicati idrati di allumina, da silice al 70%, ossido di ferro, potassio, sodio e magnesio. 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. L’impiego sia della pozzolana che del cocciopesto, grazie alla loro composizione reattiva, consentono alla malta aerea di acquisire caratteristiche tecniche superiori e di ridurre i tempi di indurimento che, normalmente, sono abbastanza lunghi.

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. Da quel momento in poi lo sviluppo delle grandi opere edili subii un'accelerazione enorme.

Malta: Composizione e Applicazioni

La mescolanza tra legante, acqua ed inerte prende il nome di “malta”. L’applicazione più usuale di queste malte riguarda gli intonaci di facciata e le finiture di interni. La malta aerea, in particolare, a base di grassello di calce si compone con l’aggiunta di inerti silicei. Questa malta fa presa solamente in aria. La sabbia, di varie granulometrie, deve essere ben lavata e priva di argille e di sostanze organiche. Le impurità, infatti, influiscono in senso negativo sulla resistenza della malta.

Calce e Restauro: L'Importanza della Compatibilità

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. Ancora oggi si possono ammirare edifici e opere monumentali del passato. Il merito è di una materia prima semplice, naturale, sana ed essenziale: la calce. Questa si propone come il legante da costruzione del terzo millennio, con quella “freschezza” e “capacità di stupire” che solo un materiale straordinario può vantare, dopo secoli di duro e infaticabile lavoro. Dati sperimentali e ricerche scientifiche individuano nella calce il solo materiale veramente compatibile con la maggior parte delle opere costruite dall’uomo dall’antichità fino agli inizi del Novecento. Risulta quindi evidente che, soprattutto nel restauro, l’utilizzo della calce rappresenta il più delle volte una scelta obbligata.

La calce spenta (grassello) rappresenta il legante più tradizionale. La calce viva, prodotta dalla cottura della pietra di cava a 950-1000°C quanto è “spenta” con acqua dà origine al grassello di calce a presa aerea. La calce spenta, prima di essere utilizzata, rimane a contatto con l’acqua per diversi mesi, favorendo così la formazione dei cristalli; la calce idrata in polvere viene invece utilizzata immediatamente, senza un precedente lungo e qualificante periodo di maturazione.

Le malte di grassello permettono ai muri dell’edificio costruito in materiali tradizionali come mattoni e pietra, di “respirare”. Questo consente il corretto smaltimento dell’umidità che si può formare all’interno e crea una piacevole sensazione di benessere per chi vi risiede. L’intonaco ha una duplice funzione, protettiva e decorativa pertanto è intrinseco che la sua durata sia inferiore rispetto a quella della muratura che lo ospita. È la diluizione del grassello con acqua e latte, fino a rendere il materiale applicabile a pennello.

E’ possibile aggiungere pigmenti per dare colore all’impasto. Le tinte a grassello sono applicabili sulla maggior parte delle superfici architettoniche. I vantaggi di queste tinte consistono principalmente nel mantenere la traspirabilità della muratura. I colori che si ottengono sono caldi, movimentati, molto diversi dall’ “effetto cartone” che si ottiene con le tinte di sintesi. Sì, è possibile. Nella fattispecie in interno è possibile su materiali compatibili (cartongesso) e stabili.

Ci sono alcune avvertenze da seguire, e sono principalmente due. L’intonaco di grassello prodotto ed applicato ad arte necessita di minore manutenzione rispetto ai moderni rivestimenti presenti in edilizia. È umido, rispetto a quelli moderni che sono di tipo secco. Il legante utilizzato è grassello di calce stagionato. Le pitture di grassello si prestano ottimamente ad essere applicate su fondi porosi ed assorbenti, come intonaci di grassello, pietre porose, mattoni pieni, ecc. Chiedici un parere.

Secondo molti dati sperimentali e ricerche scientifiche, la calce è l’unico materiale veramente compatibile con la maggior parte delle opere costruite dall’uomo, a partire dall’antichità fino agli inizi del Novecento. La Banca della Calce offre Grassello di Calce invecchiato da 12 a 60 mesi: in merito alla stagionatura non esistono norme a cui riferirsi, ma nel nostro caso seguiamo precisi protocolli di produzione.

Si ottengono malte più ‘grasse’ in confronto ad altri tipi di calce, più plastiche e lavorabili, che tendono meno a ritirarsi o ad essere assorbite dalle murature; di conseguenza, tali malte sono preferibili da un punto di vista sia tecnico che estetico. Le pitture preparate con grassello di calce non richiedono additivi organici, si fissano al supporto con maggior velocità e forza e, se ben applicate, non hanno tendenza a ‘spolverare’.

La Calce Idraulica Naturale si usa per la preparazione in cantiere di malte, intonaci, massetti ecc. Secondo la normativa vigente, la vera calce idraulica deve essere contrassegnata dalla sigla NHL (Natural Hydraulic Lime), seguita dal numero che indica la resistenza meccanica della calce: tale resistenza viene misurata tramite la compressione di un campione di malta dopo 28 giorni di stagionatura. Il risultato del test viene indicato in MegaPascal (Mpa). La Calce Idraulica Naturale si usa per la preparazione in cantiere di malte, intonaci, massetti ecc.

La scelta di un intonaco da restauro dipende dal tipo supporto e dalle condizioni dello stesso, oltre che da una serie di parametri legati alla tipologia edilizia su cui si deve internenire, al fatto di essere in esterno o in interno ecc. Volendo sintetizzare, il requisito fondamentale è sempre e comunque quello della compatibilità chimico-fisica con i materiali preesistenti.

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.

Entrambe vengono usate per la bioedilizia e il restauro storico, ma secondo quali criteri devono essere scelte? Preciso che restauro e bioedilizia sono due correnti di pensiero e di approccio all’architettura diverse.

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. Fassa Bortolo, per esempio, grazie al centro di ricerca interno Fassa I-Lab, è in grado di analizzare la miscela del materiale originale, per stabilire se è a base di calce aerea o se contiene calce idraulica naturale oppure se è cementizia, stabilendo anche la tipologia dell’inerte o dell’aggregato. Un altro requisito è la reversibilità, ciò significa, per esempio, che se si interviene sulla facciata di un edificio storico con un apposito intonaco di restauro, esso poi deve poter essere rimosso meccanicamente dall’uomo o dagli agenti atmosferici, senza aver rovinato o intaccato il paramento murario più di quanto non lo fosse già prima dell’intervento.

Prendiamo il caso di un intervento di restauro su una muratura, questo non deve apportare patologie cambiandone il comportamento. Ad esempio, bisogna fare attenzione a non applicare materiali che limitino la traspirabilità della muratura stessa causando poi problematiche derivanti dall’umidità di risalita capillare e impedendo ai sali di fuoriuscire a causa dello strato di intonaco. I materiali poi, devono avere comportamenti di elasticità simili a quelli degli originali, evitando così di provocare tensioni igrotermiche di facciata.

Come deve essere composta la malta da utilizzare per interventi di 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.

Tabella Comparativa: Calce Idrata vs. Calce Idraulica

tag: #Idraulica

Leggi anche:

• Calce idrata vs. calce idraulica
• Freni meccanici vs. idraulici: quale scegliere?
• Freni a disco idraulici vs. meccanici: quale scegliere?
• Olio Idraulico 46 vs 68
• Bagni Ciechi: Guida agli Aspiratori
• Dimensioni Cassettiera Bagno