La calce è un legante molto versatile che viene utilizzato fin dall’antichità in edilizia, ma utilizzata comunque per diversi scopi. Dalla preistoria all’antico Egitto, fino ai Romani, questo materiale trova largo impiego anche a scopo decorativo. Esistono diversi tipi del legante calce: la calce aerea, che indurisce solo all’aria e la calce idraulica, che indurisce anche sott’acqua e, una volta indurita, resiste al contatto con l’acqua stessa.

Tipologie di Calce

Non esiste un solo tipo di calce. Questo particolare legante per l’edilizia ha diverse composizioni che lo rendono adatto a differenti lavorazioni e impieghi. I diversi tipi di calce possono essere raggruppati in due principali categorie: calce aerea e calce idrata (o spenta). Entrambe derivano dalla calce viva, ovvero l’ossido di calcio (CaO), ottenuto dalla cottura del calcare. A contatto con l’acqua, la calce viva subisce una reazione chimica esotermica che la trasforma in idrossido di calcio (Ca(OH)₂), cioè la forma spenta o idrata.

La calce viva in edilizia non trova largo impiego, quindi viene spenta in acqua. La calce spenta è una base molto forte e a seconda della quantità di acqua che le viene aggiunta può formare una pasta più o meno consistente. La differenza tra calce spenta e calce idrata sta nel modo in cui avviene questa trasformazione. La calce spenta si ottiene con un metodo tradizionale, mescolando la calce viva con abbondante acqua fino a ottenere una pasta morbida e viscosa. Diversa è la calce idrata, prodotta industrialmente con meno acqua e in condizioni controllate.

Calce Idrata e Calce Spenta

Calce idrata o calce spenta: può derivare anche dalla calce viva magnesiaca e allora sarà una calce idrata magnesiaca.

  • Calce viva in zolle: 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. Lo spegnimento si conclude con una stagionatura della massa in apposite vasche, in cui il grassello è ricoperto da sabbia per ridurre il contatto con l’aria, e la susseguente formazione di carbonato. Nel caso in cui l’idratazione sia incompleta, essa continua quando il materiale è in opera, provocando rigonfiamenti localizzati. Questi difetti, noti come bottaccioli o calcinaroli, sono tipici degli intonaci realizzati con calce non perfettamente spenta.
  • Calce idrata in polvere: Si ottiene spegnendo la calce viva in stabilimento con una quantità stechiometrica di acqua, nei cosiddetti idratatori. L’esotermicità della reazione permette di ottenere un prodotto finale consistente in una massa secca polverulenta.
  • Grassello: È una dispersione in acqua di cristalli di idrossido di calcio. Questi, per la loro piccolissima dimensione, impartiscono alla pasta plasticità e una caratteristica untuosità al tatto. L’indurimento degli impasti, nei quali il legante è costituito da calce idrata o dal grassello, è provocato dalla carbonatazione degli idrossidi ad opera dell’anidride carbonica dell’aria. Il prodotto dell’indurimento è costituito da carbonato di calcio e da carbonato basico di magnesio, se la calce è di tipo dolomitico. Affinché la calce idrata possa manifestare le proprietà leganti, occorre che essa sia posta in opera in strati molto sottili e dispersa in una ragguardevole quantità di sabbia. Si impiega perciò sempre in malta sia per lavori di intonaci sia per legare pietre da costruzione. Nella malta il grado di carbonatazione è maggiore e il ritiro è molto ridotto in quanto gli elementi lapidei si contrastano mutuamente.

Calce Idraulica: Cos'è e Come si Ottiene

Tra le diverse tipologie di calce, una delle più utilizzate è certamente la calce idraulica naturale. Ma, cos’è la calce idraulica? La calce idraulica si distingue per via della sua capacità di far presa e indurirsi a contatto con l’acqua. Essa deriva da rocce calcaree ricche di silice e può essere sia naturale che artificiale. Per produrla, le rocce vengono cotte ad una temperatura di circa 1000°, all’interno di appositi forni. Una volta uscito dal forno, il materiale viene spento e in seguito macinato, ottenendo una polvere ricca di idrossido di calcio e silicati di calcio. La quantità di argilla presente nella roccia di partenza, e quindi il rapporto tra la quantità di calce e la calce idrata determinerà l’idraulicità del prodotto.

Calce idraulica commerciale o cementino: miscela costituita dal 10-15% di cemento portland e dall’85-90% di calcare.

Le calci idrauliche sono ottenute per cottura a 900-1000 °C di miscele di calcari argillosi. Il prodotto ottenuto contiene: CaO, C2S e alluminati. Parte del C2S si ritrova sotto forma di polvere fine. Pertanto, dopo aver allontanato questa frazione, il prodotto rimanente è spento con acqua, in quantità stechiometricamente controllata, in modo da trasformare la CaO in calce idrata. 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 presa è lenta e ciò rappresenta un inconveniente. Le malte diventano impermeabili a tempi lunghi per stagionatura in ambienti umidi o quando sono immerse in acqua. Si possono preparare anche calci idrauliche pozzolaniche o di altoforno.

Calce Idraulica Naturale (NHL)

Chi si occupa di restauro da sempre conosce l’importanza della calce nei lavori di recupero di edifici storici e il rischio che si corre con l’utilizzo di cemento o altri leganti impropri. Le calci idrauliche naturali sono ottenute a partire da calcari impuri o marne. Solo questi prodotti sono classificabili come NHL, Natural Hydraulic Lime, secondo la norma EN 459-1:2010. Se si aggiungono intenzionalmente altri componenti, si parla di calce idraulica o di calce formulata (HL e FL nello stesso standard europeo).

Nel diagramma è riportata anche la suddivisione delle calci secondo Vicat (leggi le origini delle calci idrauliche) come ‘debolmente idrauliche’, ‘moderatamente idrauliche’ e ‘eminentemente idrauliche’. Dal confronto salta subito all’occhio che la moderna NHL2 corrisponde alla classe ‘moderatamente idraulica’, mentre la NHL3.5 si avvicina di più alla classe ‘eminentemente idraulica’. Con sorpresa infine si nota che le NHL5 possono essere, per alcune aspetti, paragonate a prodotti che per Vicat erano classificabili come ‘cementi naturali’! Inoltre, la classificazione della norma EN459-1 lascia uno ‘spazio vuoto’ tra le Calci Aeree e la NHL2.

Vantaggi dell'Utilizzo della Calce nell'Edilizia

La calce è un materiale molto versatile, che offre numerosi benefici sia dal punto di vista tecnico che ambientale. La sua utilizzazione in edilizia consente di ottenere murature durevoli, salubri, esteticamente gradevoli e a basso impatto ambientale. La malta di calce è uno dei materiali da costruzione più antichi del mondo. Dagli antichi egizi fino a molti degli edifici storici moderni, è stata da sempre una scelta popolare. Offre una serie di vantaggi sia all’edificio stesso che alle persone che lo utilizzano.

  • Durabilità: Quando la calce viene utilizzata correttamente, ha una durata molto elevata e può resistere alla prova del tempo per molti anni. Alcuni edifici storici hanno dimostrato di resistere a oltre 600 anni di usura senza bisogno di lunghi lavori di riparazione.
  • Sostenibilità: La sua produzione richiede solo l’estrazione delle pietre calcaree e la cottura a temperature relativamente basse, rispetto ad altri leganti come il cemento. Ciò comporta un minor impatto ambientale e una maggiore sostenibilità dell’intero processo produttivo.
  • Traspirabilità: A differenza delle opzioni moderne, come il cemento, la calce permette alle pareti di un edificio di respirare. Negli edifici più vecchi, questo impedisce all’umidità di rimanere intrappolata nelle pareti, causando danni significativi nel tempo.
  • Regolazione dell'umidità: Aiutando a regolare l’umidità nelle pareti, la calce riduce l’umidità in una stanza e riduce al minimo il rischio di contaminanti legati all’umidità come muffe o condensa e migliora lo stato di benessere.
  • Compatibilità con altri materiali: Con la sua granulometria fine, la calce si lega bene con altri materiali. Essendo porosa e permeabile, la calce rimuove l’umidità in eccesso che impedisce il deterioramento degli altri materiali da costruzione utilizzati. Offre uno strato di protezione contro i sali nocivi.
  • Lavorabilità: Ha una buona lavorabilità. Quando viene utilizzata, consente ai lavoratori di ottenere una finitura di alta qualità e di offrire buone prestazioni all’edificio.
  • Estetica: La calce può essere utilizzata anche come base per l’applicazione di pitture o vernici, conferendo loro caratteristiche di durabilità e aspetto estetico. La calce è composta da migliaia di cristalli di calcite che riflettono la luce e le conferiscono una lucentezza unica. Può anche essere realizzata in una varietà di colori per abbinarsi perfettamente all’edificio originale.
  • Proprietà antibatteriche e antifungine: Inoltre, la calce presenta proprietà antibatteriche e antifungine, che contribuiscono a mantenere un ambiente salubre e privo di agenti patogeni.
  • Riduzione delle emissioni di CO2: Un altro vantaggio della calce è la sua capacità di compromissione con il carbonio atmosferico nel processo di carbonatazione. Questo permette di ridurre l’emissione di CO2 nell’atmosfera, contribuendo alla lotta al cambiamento climatico.

Tipi di Calce Utilizzati nell’Edilizia

I quattro principali tipi di calce utilizzati nell’edilizia sono:

  1. Calce viva
  2. Calce spenta
  3. Calce grassa
  4. Calce idraulica

1. Calce Viva

La calce viva è anche chiamata calce caustica (ossido di calcio). Questo è prodotto bruciando calcare puro (Processo di calcinazione). È la forma più economica di calce disponibile, altamente amorfa e caustica. La calce viva ha una grande affinità con l’umidità. La calce viva è uno degli ingredienti chiave nella produzione del cemento. Questo è anche un materiale importante utilizzato per il trattamento dell’acqua potabile.

2. Calce Spenta

La calce spenta si ottiene dal processo di slaking, in cui la calce viva viene combinata con l’acqua. La calce spenta è anche conosciuta come idrato di calce. Questo è disponibile come calce pura sotto forma di polvere bianca. La calce spenta se esposta all’atmosfera, assorbe l’acido carbonico in presenza di contenuto d’acqua. È anche chiamato idrossido di calcio o idrato di calcio o idrato di calce. La calce spenta formata dall’aggiunta di calce viva e acqua dà un materiale liquame. Questo è molto adatto per applicazioni di malta. Può essere utilizzato anche nei lavori di intonacatura e nel cemento come legante.

3. Calce Grassa

La calce che contiene ossido di calcio ad alto contenuto è chiamata calce grassa. Questo è anche chiamato calce bianca o calce ricca o calce ad alto contenuto di calcio o calce pura. Si sfalda vigorosamente quando vi si aggiunge acqua. Questa sgrassatura aumenta il suo volume fino a due volte e mezzo maggiore di quello della calce viva.

4. Calce Idraulica

La calce idraulica è anche chiamata calce d’acqua. Contiene il 30% di silice e il 5% di allumina insieme all’ossido di ferro. Questa calce si solidifica quando vi viene aggiunta dell’acqua. La calce idraulica ha la seguente classificazione:

  • Eminentemente idraulico: La calce idraulica ha una composizione chimica simile al cemento Portland ordinario (OPC). Questo è costituito dal 25 al 39% di silice e allumina. Questo tipo può essere utilizzato per lavori di malta di buona qualità.
  • Semi-idraulico: La calce semiidraulica è costituita dal 15 al 25% di silice e allumina. Viene utilizzato per lavori di buona qualità di muratura, muratura e malta. Questo è meno forte della calce eminentemente idraulica.
  • Non idraulico: La calce non idraulica contiene silice e allumina in quantità inferiori al 15%. Durante il processo di slaking, subisce una minore espansione. Per lavori meno importanti è accettata malta a base di calce non idraulica.

Usi della Calce nell’Edilizia

I principali usi della calce sono elencati di seguito:

  • La calce viene utilizzata nella produzione dell’acciaio per rimuovere le impurità.
  • La stabilizzazione del suolo per la costruzione di strade, campi d’aviazione e fondazioni edilizie richiede calce in grande quantità.
  • L’impasto di calce viene utilizzato come malta per opere murarie e per intonaci.
  • La calce viene utilizzata come additivo nell’asfalto che aiuta a migliorare la proprietà di coesione.
  • La calce aiuta ad aumentare la resistenza dell’asfalto allo stripping e all’invecchiamento.

TAG: #Idraulica

Potrebbe interessarti anche: