Differenza tra Calce Idraulica e Cemento: Caratteristiche e Usi

La calce e il cemento 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.

Calce: Un Legante Antico e Versatile

La calce è un materiale da costruzione utilizzato già in epoca antichissima per la sua versatilità e le sue proprietà leganti. 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.

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.

Calce Aerea

La calce aerea è un tipo di calce ottenuta dalla calcinazione del calcare puro, o quasi puro, che una volta cotto si trasforma in ossido di calcio (CaO), chiamato anche calce viva. Questa se miscelata con acqua forma idrossido di calcio (Ca(OH)₂), noto anche come calce spenta o calce idrata. Questa tipologia di calce ha la capacità di indurirsi solo con l’aria, da qui la definizione di “calce aerea”. Può essere in pasta (grassello di calce) o in polvere (calce idrata).

Tra gli utilizzi della calce aerea, oltre all’edilizia, vi è quello della conceria, viene infatti utilizzata per la conciatura di pelli, ma anche per trattare le acque che vengono utilizzate nell’industria alimentare, oltre che nell’industria farmaceutica. Ovviamente gli utilizzi della calce aerea in edilizia sono quelli più conosciuti e comuni dato che se ne fa uso fin da epoche remote. Viene impiegata per la produzione di malte, intonaci e finiture.

La calce aerea infatti proviene dalla cottura di calcari puri ed è costituita prevalentemente da idrossido di calcio. Si indurisce attraverso una reazione con l’anidride carbonica presente nell’aria, formando carbonato di calcio.

Calce Idraulica

La calce idraulica è un legante a base d’idrossido di calcio che può far presa e indurire anche se immersa in 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 un tipo di calce che ha la capacità di indurirsi non solo all’aria, come la calce aerea, ma anche in presenza di acqua, da qui la definizione di “calce idraulica”.

La calce idraulica può essere naturale se ottenuta dalla cottura di calcare marnoso (che contiene argilla e altri silicati) a una temperatura tra 900 e 1000 °C oppure pozzolanica se ottenuta dalla miscelazione di calce aerea e pozzolane. Grazie alle sue proprietà meccaniche e alla sua resistenza all’acqua e in ambienti umidi viene utilizzata ampiamente nel campo della bioedilizia e del restauro. La calce idraulica deriva dalla cottura di calcari marnosi (calce idraulica naturale) o dalla reazione chimica di calce e pozzolane (calce idraulica pozzolanica) e contiene, oltre all’idrossido di calcio, anche altri composti come silicati e alluminati di calcio.

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.

Calce Idraulica Naturale (NHL)

CALCE IDRAULICA (HL: Hydraulic Lime): la normativa identifica con questa dicitura composti a base di calce resi idraulici tramite l’aggiunta di altri materiali, in genere cemento.

• NHL 2, NHL 3.5, NHL 5: classificazione delle calci idrauliche secondo la loro resistenza a compressione.
• Le 3.5 sono più adatte ad intonaci e al restauro storico data la loro maggiore elasticità e traspirabilità.

Cemento: Un Legante Idraulico Moderno

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. L’utilizzo dei primi leganti in edilizia risale addirittura all’epoca degli Egizi nel III millennio a.C.

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. 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.

Calcestruzzo: Un Materiale Composito a Base di Cemento

Il calcestruzzo è una miscela composta da cemento, acqua, sabbia, ghiaia o altri aggregati e, talvolta, additivi. Il calcestruzzo è uno dei materiali da costruzione più utilizzati al mondo grazie alla sua resistenza alla compressione, versatilità e durabilità. L’ampio utilizzo in edilizia deriva dalle sue proprietà e caratteristiche, che lo rendono adatto all’esecuzione di opere di diverse forme e dimensioni. 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. 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.

Differenze Chiave tra Calce Idraulica e Cemento

Nel campo dell’edilizia e del restauro, i termini malta, calce e calcestruzzo sono spesso utilizzati, a volte interscambiati, ma presentano caratteristiche e usi distinti. Comprendere le differenze tra questi materiali è fondamentale per scegliere il prodotto giusto in base alle esigenze specifiche di un progetto.

La malta è una sostanza pastosa che ha la proprietà di indurire e di aderire ai materiali da costruzione; utilizzata principalmente per la realizzazione di murature, intonaci e finiture, è composta da aggregati (sabbia, cocciopesto, pozzolane), un legante (calce, cemento o una combinazione di entrambi) e acqua. Il legante può essere calce, cemento, oppure una combinazione di entrambi. La malta è quindi il materiale finale, il cemento un legante di partenza.

La differenza principale tra malta e calcestruzzo sta nella composizione e nell’uso: la malta è composta principalmente da aggregati, calce e/o cemento ed acqua. È una miscela più fine e meno resistente rispetto al calcestruzzo. Il calcestruzzo è composto da sabbia, ghiaia o pietrisco, cemento ed acqua. È una miscela più robusta e resistente rispetto alla malta.

Riassumendo, ecco le principali differenze:

• Composizione: La calce idraulica è ottenuta dalla cottura di calcari marnosi o dalla miscela di calce aerea e pozzolane, mentre il cemento è composto da silicati e alluminati di calcio.
• Indurimento: La calce idraulica indurisce sia all'aria che in presenza di acqua, mentre il cemento indurisce grazie a una reazione chimica con l'acqua.
• Utilizzo: La calce idraulica è preferita in bioedilizia e nel restauro per la sua compatibilità con materiali antichi e per la sua traspirabilità. Il cemento è utilizzato per costruzioni moderne che richiedono alta resistenza.
• Impatto ambientale: La produzione di calce idraulica richiede meno energia rispetto al cemento, rendendola una scelta più sostenibile.

Impatto Ambientale

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.

Applicazioni e Usi Specifici

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.

Preferita negli interventi in bioedilizia essendo un materiale naturale e a basso impatto ambientale; per la sua produzione viene infatti impiegata meno energia rispetto al cemento. Fondamentale negli interventi di restauro in cui è richiesta la compatibilità storica con le tecniche costruttive e i materiali antichi. La calce inoltre essendo meno rigida del cemento si adatta meglio ai movimenti delle strutture storiche senza causare danni.

È molto indicata per prevenire problemi di umidità nelle murature e risalita capillare dell’umidità. 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.

Tabella Comparativa: Calce Idraulica vs Cemento

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