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.
Tra i materiali più adoperati come leganti in edilizia un posto di rilievo spetta alla calce. Molto versatile e dalle antiche origini, la calce si ottiene cuocendo in forni a tino la pietra calcarea, a temperature di circa 1000°C. Non ne esiste una sola tipologia, tra i leganti infatti è quello che possiede varie composizioni, idonee a diversi tipi di lavorazioni. Le due categorie principali sono: calce aerea e calce idraulica. La prima si indurisce a contatto con l'aria, la seconda in acqua.
Calce Aerea e Calce Idraulica: Un Confronto
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 Aerea: Caratteristiche e Produzione
La calce aerea è un legante tradizionale ottenuto dalla cottura di rocce calcaree ricche di carbonato di calcio a temperature elevate (900-1000 °C). Questo processo, noto come calcinazione, trasforma il carbonato di calcio in ossido di calcio (calce viva), che successivamente viene spento con acqua per formare idrossido di calcio (calce idrata o spenta).
Le calci aeree sono il prodotto della cottura, a una temperatura di 900-1000 °C, del carbonato di calcio, costituente fondamentale delle rocce calcaree. Per essere utilizzata come legante deve essere “spenta”, ossia idratata per aggiunta di un eccesso di acqua. Tale sistema era usato soprattutto nel passato. L’acqua è assorbita dalla massa che si gonfia e si screpola, raggiungendo una temperatura di oltre 100 °C.
Quando l’acqua assorbita è sufficiente per il completo spegnimento, l’impasto assume l’aspetto di una poltiglia lattiginosa (latte di calce) che, lasciata raffreddare e sedimentare, si trasforma in una massa bianca, plastica e untuosa.
La calce aerea si suddivide in calce viva (ossido di calcio) e calce idrata (idrossido di calcio). La calce viva non può essere utilizzata direttamente in edilizia e deve essere spenta con acqua per trasformarsi in calce idrata.
Tipologie di Calce Spenta
Esistono diverse tipologie di calce spenta:
- Calce spenta in pasta (grassello di calce): Dispersione densa di calce in acqua, ottenuta aggiungendo un surplus di acqua durante l'idratazione.
- Calce in polvere (calce idrata): Ottenuta facendo reagire la calce viva con l'acqua mediante idratatori. È disponibile in sacchi.
- Grassello di calce stagionato: Ottenuto dallo spegnimento della calce viva con acqua in eccedenza, sino ad ottenere una pasta plastica e fine.
- Grassello di calce: Simile alla calce in pasta, ma con migliori performance di lavorabilità e plasticità grazie al processo di maturazione.
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.
Le calci aeree possono essere magre o grasse, in dipendenza dei materiali di partenza e della insufficiente o troppo spinta cottura.
Utilizzi della Calce Aerea
La calce aerea è utilizzata principalmente per:
- Malte per muratura
- Intonaci
- Finiture interne ed esterne
- Tinteggiature
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.
Questo consente il corretto smaltimento dell’umidità che si può formare all’interno e crea una piacevole sensazione di benessere per chi vi risiede.
Applicazioni Tipiche della Calce Idrata:
La calce idrata, o calce aerea, 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. 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. 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.
Calce Idraulica: Caratteristiche e Produzione
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 si distingue per la capacità di indurirsi anche in presenza di acqua, grazie alla presenza di silicati e alluminati di calcio. Si ottiene dalla cottura di rocce calcaree ricche di silice a temperature di circa 1000 °C.
Le calci idrauliche sono ottenute per cottura a 900-1000 °C di miscele di calcari argillosi. Il prodotto ottenuto contiene: CaO, C2S e alluminati.
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 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.
Tipologie di Calce Idraulica
Esistono due tipologie principali di calce idraulica:
- Calce idraulica naturale (NHL): Ottenuta dalla cottura di marna o miscele di calcare e argilla.
- Calce idraulica artificiale (HL): Ottenuta da materiali diversi come calce pozzolanica o di altoforno, oppure da miscele di cemento Portland, calcare macinato e additivi plastificanti.
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.
Dopo la cottura, 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.
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. 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.
Utilizzi della Calce Idraulica
La calce idraulica è utilizzata per:
- Opere che tollerano carichi moderati
- Restauro di edifici storici
- Bioedilizia
- Murature in laterizio e pietra
- Consolidamento di strutture degradate
Applicazioni Comuni della Calce Idraulica:
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. 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. 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 Aerea vs Calce Idraulica: Una Comparazione
La principale differenza tra calce aerea e calce idraulica risiede nella capacità di indurimento. La calce aerea richiede l'anidride carbonica presente nell'aria per la carbonatazione, mentre la calce idraulica può indurirsi anche in assenza di aria e in presenza di acqua. 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.
Tabella comparativa tra calce aerea e calce idraulica
| Caratteristica | Calce Aerea | Calce Idraulica |
|---|---|---|
| Composizione | Carbonato di calcio puro | Carbonato di calcio con silicati e alluminati |
| Indurimento | Richiede anidride carbonica dall'aria (carbonatazione) | Indurisce anche in assenza di aria e in presenza di acqua |
| Resistenza | Minore | Maggiore |
| Usi | Intonaci interni, finiture, restauro | Fondazioni, ambienti umidi, murature portanti |
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