Scegliere i leganti per ristrutturare o costruire

La necessità, sin dall’antichità, di collegare in modo stabile, tra loro, elementi in pietra o laterizio ha spinto l’uomo ad utilizzare leganti minerali di varia natura, in grado di fare presa e successivamente indurire.

La principale caratteristiche di tali composti – ottenuti dalla miscelazione del legante vero e proprio con aggregati di diversa natura – è proprio quella di riuscire a costituire un tutt’uno compatto con l’elemento costruttivo vero e proprio, laterizio od altro.
Tra i materiali più antichi utilizzati come leganti un posto di primo piano spetta, sicuramente alla calce.

La calce

La calce è una materia prima estremamente versatile e dalla storia antica. Furono, infatti, probabilmente i Fenici a scoprire per primi che l’impasto di calce aerea e sabbia vulcanica costituiva una malta capace di indurire sia all’aria sia sott’acqua.
In seguito i Romani, maestri nell’arte del costruire, realizzarono imponenti infrastrutture tra cui strade, ponti, acquedotti oltre a monumenti e ville proprio utilizzando la calce.
La calce si ottiene dalla cottura, in speciali forni a tino, alla temperatura di 900-1000 °C, della Pietra Calcarea, roccia sedimentaria, largamente diffusa in natura. Per diventare grassello di calce deve contenere, almeno, il 95% di carbonato di calcio. Sono, ovviamente presenti, in quantità variabili (max 5%), anche delle impurità quali il carbonato di magnesio, l’argilla, l’ossido di ferro ecc.

Calce aerea e calce idraulica

La calce si distingue in:

1. calce aerea, che indurisce per assorbimento dell’anidride carbonica dall’aria;
2. calce idraulica che indurisce anche sott’acqua.

La calce aerea rappresenta, sicuramente, il legante più tradizionale tra quelli tuttora impiegati. Originariamente era utilizzata, quasi esclusivamente, sotto forma di grassello di calce spento sul cantiere o stagionato.
La calce aerea esiste, a sua volta, nelle due forme di calce viva e calce idrata.
La calce viva – od ossido di calcio – è ottenuta secondo processi continui basati sulla cottura ad alta temperatura del calcare in forni. Il materiale, reagendo, libera grosse quantità di calore che fa evaporare la quantità d’acqua dosata volutamente secondo un eccesso controllato.

La calce idrata – o idrossido di calcio – si ottiene, invece, industrialmente alimentando un apparecchio, denominato idratatore, con calce viva ed acqua. La calce idraulica si ottiene dalla cottura ad alta temperatura di una marna con successivo spegnimento e macinazione e aggiunta di materiali che producono effetti idraulici.
La calce idraulica, come sottolineato in precedenza, deve il suo nome alla capacità di fare presa e indurire anche se non esposta all’aria e questo grazie alla presenza, nella sua formulazione, di idrossido di calcio in combinazione con silicati reattivi.
Allo stato naturale si presenta come una polvere di colore nocciola o grigio chiaro ed estremamente fine.
Un prodotto di maggiore purezza è la calce idrata fiore. Si tratta di una calce particolarmente fine che, in opera, permette di realizzare malte estremamente lavorabili, uniformi e con una notevole plasticità, oltreché ottimamente pigmentabili con coloranti sia naturali che artificiali.
Va ricordato come l’ecologicità di questi materiali si riflette, oggi, anche nei processi di produzione. I moderni impianti di produzione della calce, infatti, sono realizzati secondo i criteri del massimo risparmio energetico in tutte le fasi che vanno dall’estrazione del calcare in cava, alla cottura nel forno gestita con complessi sistemi computerizzati.

Grassello di Calce

Come già anticipato, tradizionalmente, nei cantieri la calce veniva utilizzata quasi esclusivamente sotto forma di grassello di calce.
Si tratta di una calce “aerea”, quindi che fa presa solo a contatto con l’aria.
È un idrato di calcio ottenuto dallo spegnimento della calce viva con acqua in eccedenza, sino ad ottenere una pasta plastica e fine. La cava di origine del calcare è molto importante nella scelta dei grasselli da utilizzare per le caratteristiche diverse dei calcari, a seconda del loro uso per malte di allettamento o per intonaci o per pitture.

Gli antichi Romani, ad esempio, conoscevano l’importanza dell’invecchiamento dei grasselli di calce poiché il tempo ne migliora la qualità e consente:
– la decantazione delle impurità;
– lo spegnimento omogeneo;
– l’assenza di calcinaroli.
I tempi minimi vanno dai 3 mesi di invecchiamento per malte di allettamento e rinzaffi, 1 anno per tonachini monostrato colorati o per rasature, 3 anni per pitture e affreschi.

Pozzolana e cocciopesto

Le malte a base di calce aerea realizzate con grassello o calce idrata possono essere rese idrauliche aggiungendo, al momento dell’impasto, frazioni di pozzolana o di cocciopesto.
L’argilla cotta (cocciopesto), inerte usata fin dall’antichità, è un’argilla composta da silicato di alluminio cotto e frantumato. Si può considerare una pozzolana artificiale, infatti veniva usata dai Romani per idraulicizzare il grassello di calce per realizzare interventi in presenza di acqua (Acquedotti, fogne, porti ecc) e come impermeabilizzante di coperture.

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. La pozzolana ed il cocciopesto non si possono considerare degli inerti poiché, combinandosi con la calce e l’acqua (idraulicizzazione), danno origine a malte che hanno proprietà cementanti e si utilizzano soprattutto per restauri storici e monumentali di grande pregio.

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. Con le polveri di cocciopesto, inoltre, è possibile eseguire delle rasature e finiture a spessore .

Le malte a base calce

La mescolanza tra legante, acqua ed inerte prende il nome di “malta”. A seconda del legante possiamo avere differenti Sistemi a base calce

1. malta aerea
2. malta idraulica

Le calci aeree ed idrauliche, infatti, vengono largamente impiegate, sia sole che miscelate tra loro e talvolta con l’aggiunta di piccole quantità di cemento, nel recupero e restauro di edifici storici.
L’applicazione più usuale di queste malte riguarda gli intonaci di facciata e le finiture di interni. Nella realizzazione di intonaci tradizionali a più strati sia il grassello di calce che la calce idraulica naturale sono spesso usati in abbinamento, data la loro totale compatibilità.
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 malta di grassello di calce, da rendere idraulica, viene composta, a seconda dei casi, aggiungendo i seguenti inerti o agglomeranti:
– sabbia;
– polvere di marmo (es.botticino);
– carbonato di calcio di varie granulometrie;
– pomice (funzione deumidificante);
– tufo;
– pozzolana;
– argilla cotta (polvere di mattone) detta cocciopesto.
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. La polvere di marmo è ricavata dalla frantumazione meccanica delle rocce marmifere calcaree, ed anche questa può essere di varie granulometrie.

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