Negli ultimi 50 anni, la calce è stata soppiantata dal cemento, apprezzato per la sua maggiore facilità di lavorazione. Tuttavia, grazie alle sue numerose qualità, prima fra tutte il comportamento igroscopico, la calce sta tornando ad essere protagonista negli intonaci.
L'Intonaco a Base di Calce: Salute e Igiene
L'intonaco a base di calce soddisfa in modo eccellente queste esigenze, a differenza dell'intonaco a base di cemento, la cui igroscopicità è drasticamente inferiore. Un buon intonaco deve evitare i fenomeni di gocciolamento. Quello che dovremo pretendere da un intonaco è, quindi, un ottimo grado di igroscopicità, ossia un'ottima capacità di assorbire e disperdere lentamente, sia verso l'esterno sia verso l'interno, l'eccesso di umidità relativa presente nell'ambiente.
Definizione e Storia dell'Intonaco
L'origine del nome "intonaco" è affascinante: deriva dal latino tunicare, "vestire", e da una forma ipotetica intunicare, "coprire con la tonaca". Nel XIV secolo, il termine si è affermato per indicare il rivestimento applicato al muro a scopo protettivo. L'intonaco è il rivestimento di superfici più diffuso fin dall'antichità.
Alcune testimonianze raccontano di mattoni crudi ricoperti da intonaco nel palazzo Cosroe I Anushirvan, in Mesopotamia, risalente al V secolo avanti Cristo che viene descritto come realizzato con lo stesso impasto di cui erano prodotti i mattoni ma più fluido grazie all'aggiunta di acqua.
Vitruvio, nel periodo romano, definisce le modalità di realizzazione dell'intonaco a più strati, è lui a definire la composizione del primo strato, il "rinzaffo", del secondo strato di arenato e del terzo strato, detto marmorato che abbina alla funzione di protezione anche quella di finitura.
Da allora, ed ancora oggi, l'intonaco è il rivestimento più diffuso grazie alla sua facile applicazione ed alla sua economicità che ne permettono il rinnovo frequente.
Funzioni dell'Intonaco
L'operazione di intonacatura eseguita all'interno delle abitazioni permette di ottenere superfici murarie lisce e quindi adatte a ricevere tinte o carta da parati. La stesura dell'intonaco rende omogenee pareti sulle quali sono stati fatti passare impianti, dense di fori, tracce, tubazioni... l'intonaco corregge i (leggeri) fuori piombo ed i fuori squadra.
L'intonaco interno ha la funzione di assorbire l'umidità superficiale delle pareti che si forma perchè la temperatura scende sotto il punto di condensa.
Come si Applica un Intonaco a Regola d'Arte
Un intonaco fatto a regola d'arte consiste in almeno tre strati: lo strato inferiore (rinzaffo sottile) ha lo scopo di fornire l'indispensabile aderenza alla muratura degli strati successivi di intonaco; il secondo strato, l'intonaco vero e proprio, dello spessore di 15/ 18 mm (intonaco grezzo) svolge i compiti propri all'intonaco (potere traspirante, igroscopico, idrorepellente, resistenza etc) infine lo strato ultimo, dallo spessore di qualche millimetro (intonaco fine) viene lisciato con frattazzo o pennello e diventa la base per l'ultimo trattamento di pittura.
Quello che cambia, nel caso di un intonaco tradizionale a calce, è la granulometria della sabbia utilizzata per intonacare che è sabbia grossa per lo strato di intonaco grezzo, mentre è sabbia fine nell'ultimo strato di intonaco fine.
Purtroppo la maggiore facilità nella stesura di un intonaco a base cemento e quindi il minor costo ha generato una enorme diffusione degli intonaci cementizi negli ultimi 50 anni a discapito della calce.
I problemi di formazione di condensa e muffa che si stanno verificando a seguito del maggiore isolamento nella costruzione degli edifici sta facendo riscoprire gli intonaci a base calce su cui molti produttori hanno iniziato ad investire, sebbene ancora vi sia, da parte degli applicatori, un notevole attrito a causa della maggiore difficoltà di applicazione e dei tempi più lunghi richiesti.
Calce: Un Disinfettante Naturale
L'intonaco a base di calce, applicato in parete, funziona come un disinfettante naturale: grazie alla sua capacità di assorbire l'acqua superficiale dalle pareti toglie nutrimento a spore, batteri e muffe evitandone la prolificazione. Inoltre è caratterizzato da altissima traspirabilità e porosità, altro elemento sfavorevole alla formazione di muffe.
Calce: Storia, Chimica e Tecnica
La calce è il classico legante dei materiali da costruzione dell'antichità.
Chimica della Calce
Viene preparata mediante cottura di rocce calcaree (CaCO3). Queste, per decomposizione termica, si dissociano in ossido di calcio (Ca0) e anidride carbonica. Il processo avviene rapidamente verso i 1000°C. La massa porosa della calce formatasi, posta in contato con acqua, si trasforma in idrossido di calcio, Ca(OH), capace di indurire lentamente all'aria.
Calce Viva e Calce Spenta
Poiché la trasformazione dell'ossido nell idrossido di calcio avviene con un forte sviluppo di calore, il primo veniva e viene ancora chiamato calce "viva" ed il secondo calce "spenta". L'idrossido di calcio, mescolato con acqua e sabbia, è in grado di formare una malta capace di indurire lentamente all'aria.
Presa e Indurimento della Calce
Inizialmente la malta perde la sua plasticità originale (presa) a seguito dell'evaporazione di una parte dell'acqua di impasto. Successivamente si verifica un lento e progressivo indurimento per la precipitazione di cristalli di CacO, a causa della reazione dell'idrossido di calcio con l'anidride carbonica dell'aria.
Come per il gesso, anche per la calce, quindi, il prodotto finale dell'indurimento è identico alla materia prima di partenza.
Velocità di Indurimento e Aggiunta di Pozzolana
La resistenza meccanica a compressione di una malta di calce raggiunge valori di una decina di Mpa molto lentamente. Aggiungendo pozzolana alla calce, la malta è in grado di indurire più rapidamente, soprattutto a contatto con l'acqua. Infatti, a seguito delle reazioni dell'idrossido di calcio con l'allumina e la silice della pozzolana si possono formare prodotti insolubili in acqua (silicati e alluminati di calcio idrati) che contribuiscono considerevolmente all'indurimento della malta.
In sostanza, in presenza di una pozzolana, la calce si trasforma da legante aereo in idraulico.
La Pozzolana: Un Materiale Chiave
La pozzolana è un materiale naturale di origine vulcanica, costituito prevalentemente da cenere e deiezioni vulcaniche, caratterizzato da una spiccata reattività chimica quando mescolato con calce in presenza di acqua. Nelle regioni mancanti di pozzolane naturali o comunque di materiali a carattere pozzolanico, si è cercato, da un secolo a questa parte, di produrre pozzolane artificiali.
Il tipo più diffuso, nell’uso comune di questi materiali artificiali a comportamento pozzolanico, è quello che si ottiene con adatte torrefazioni delle argille. La pozzolana è una sostanza naturale o artificiale che si distingue per le sue proprietà reattive, particolarmente utili in edilizia e nel restauro.
L'Impiego Rivoluzionario della Pozzolana
L'impiego della pozzolana, per il miglioramento delle malte di calce nei confronti dell'azione dell'acqua, fu una delle scoperte più rivoluzionarie degli antichi Romani nel settore delle costruzioni: soprattutto nelle opere idrauliche e marittime, ma anche in quelle semplicemente esposte all'azione della pioggia, l'impiego della pozzolana nelle malte a base di calce comportò un miglioramento in termini di prestazioni meccaniche e di durabilità come è testimoniato dallo stato di conservazione di molte opere costruite oltre 2000 anni fa.
Il Primo Calcestruzzo
Inoltre, una miscela di calce e pozzolana può indurire in presenza di acqua e in assenza di aria, Ciò consenti lo sviluppo del primordiale calcestruzzo (calcis structio) impiegato molto spesso dai Romani come riempimento all'interno di paramenti in mattoni delle cosiddette murature a sacco. In assenza di pozzolana, la sola calce, al di fuori del contatto con l'aria, non avrebbe potuto indurire in modo altrettanto efficace di una miscela calce-pozzolana.
Composizione Chimica della Pozzolana
La composizione chimica della pozzolana è molto variegata, ma generalmente include ossidi di silicio (SiO₂), alluminio (Al₂O₃) e ferro (Fe₂O₃), che sono i principali responsabili della sua capacità di reagire con la calce in presenza di acqua. Dal punto di vista fisico, la pozzolana si presenta sotto forma di polvere fine, che, grazie alla sua grande superficie specifica, permette una migliore interazione con la calce, migliorandone la coesione e la resistenza a lungo termine.
Tipi di Pozzolana
Le pozzolane naturali più comuni sono di origine vulcanica e includono rocce trachitiche e piroclastiche. Le pozzolane artificiali sono materiali che acquisiscono proprietà pozzolaniche tramite specifici trattamenti termici, che modificano la loro natura originaria.
Utilizzo delle Pozzolane in Edilizia
Le pozzolane sono ampiamente utilizzate in edilizia per migliorare le prestazioni dei materiali da costruzione, grazie alle loro caratteristiche chimiche che permettono loro di legarsi con la calce anche in presenza di acqua. Uno degli utilizzi principali delle pozzolane in edilizia è nella preparazione di malte idrauliche.
Quando mescolata con la calce, la pozzolana attiva una reazione chimica che rende la malta resistente all’umidità, permettendo di costruire strutture durevoli in ambienti umidi o a contatto con l’acqua. L’uso della pozzolana risale all’epoca romana, quando veniva combinata con la calce per realizzare il cemento romano, un materiale che ha reso possibili opere architettoniche di straordinaria durata: acquedotti, terme e monumenti come il Pantheon di Roma.
Varietà di Pozzolana
Si insacca, vaglia e controlla la pozzolana, un particolare tipo di malta il cui nome deriva dal luogo in cui è stata originariamente prodotta in grande quantità e precisamente dalla città di mare Pozzuoli in Campania, utilizzato ancora oggi come materiale edile di elevata qualità.
Le malte idrauliche sono particolarmente indicate per i lavori in muratura dove vi è la vicina presenza del mare o nelle situazioni in cui gli edifici sono stati costruiti su percorsi d’acqua sottostanti. La pozzolana è composta da materiale vulcanico emesso in fase di eruzione.
Pozzolana grigia: La più antica, estratta in Campania nella zona flegrea e nell’area di Pozzuoli. La pozzolana si estrae principalmente in Campania, in particolare in cave presenti nella zona dei Campi Flegrei, in parte anche nelle zone di Avellino e Benevento. Le qualità edili della pozzolana e la sua particolare resistenza all’acqua e all’umidità è stata sempre ben nota. Ed è per questo che lo si trova come materiale edile in molte chiese e strutture edili che hanno resistito nel tempo, molte città di mare sono state interamente costruite con questo tipo di pozzolana.
Prezzo della Pozzolana
Il prezzo della pozzolana può variare notevolmente in base a diversi fattori, tra cui la tipologia (naturale o artificiale), la qualità del materiale, la sua origine e la quantità richiesta.
La Calce Idraulica: Un'Alternativa Sostenibile
Inserendo argilla nella miscela, nel trattamento termico a circa 900-1000° di una marna calcarea, miscela naturale di calcare e argilla, si forma l'ossido di calcio che successivamente si combina con la silice e l'allumina dell'argilla formando prodotti (silicato biocalcico e alluminato monocalcico) capaci di indurire con l'acqua. Nel prodotto cotto restano non combinate parti degli ossidi di calcio, di silicio e di alluminio.
Con aggiunta di acqua in quantità stechiometricamente controllata si può convertire l'ossido di calcio non combinato in idrossido di calcio e pertanto, alla fine del processo, la calce idraulica contiene una miscela di Ca(OH), silicato bicalcico (CasSiO.), alluminato monocalcico (CaAlzO4), oltre a silice e allumina non combinate. Il prodotto così ottenuto si comporta da legante idraulico soprattutto per la presenza del silicato e dell'alluminato di calcio, ma anche per la presenza di silice e allumina non combinate (e amorfe) capaci di reagire con l'idrossido di calcio.
La Calce Idraulica come Sostituto della Pozzolana
In sostanza, la produzione di calce idraulica ha affrancato i costruttori dalla disponibilità di pozzolana, non sempre localmente reperibile, per la produzione di malte idrauliche meccanicamente più resistenti e capaci di indurire anche senza essere a contatto dell'aria.
La calce idraulica, la cui produzione industriale è iniziata nel XVIII secolo, può essere considerata il precursore del moderno cemento portland.
Calce Idraulica Naturale: un Precursore del Cemento
La Calce Pozzolanica Pantheon è la sintesi di tutti i leganti descritti nei documenti d’archivio, da Vitruvio alla letteratura più recente, è perfettamente compatibile con le strutture storiche d’ogni tempo, ed è estremamente versatile nella preparazione di ogni tipo di malta si voglia usare nell’opera di restauro e nell’edilizia sostenibile. Non contiene sali solubili, calce libera né alcuna forma di clinker.
Il particolare legante conferisce all’impasto ottima adesione al supporto, notevole elasticità (basso modulo elastico), elevatissima traspirabilità, alta resistenza alle aggressioni alcaline e alla formazione di muffe e batteri.
Diffidare dalle Imitazioni
Attualmente la produzione di calce idraulica con il processo sopra descritto è stata abbandonata e quasi totalmente rimpiazzata da prodotti ottenuti miscelando il cemento portland con una notevole percentuale di un filler (materiale inerte macinato finemente), generalmente calcareo, e piccole quantità di additivo aerante.
La "diluizione" del cemento con il filler consente così di ottenere prestazioni fisico-meccaniche (porosità, resistenza, modulo elastico ecc.) molto simili a quelle della calce idraulica originale, mentre lo sviluppo di aria (in forma di microbolle) conferisce alla malta quelle caratteristiche di plasticità necessarie per l'applicazione su superfici verticali (intonaci). Il comportamento è simile, ma non si tratta di calce!
I Diversi Tipi di Calce
Vediamo ora i prodotti che puoi acquistare nei nostri magazzini per edilizia e che fanno parte della famiglia delle Calci:
Il Grassello di Calce
Il "grassello", si riferisce generalmente alla calce spenta (idratata), ottenuta dalla cottura di pietra calcarea con impurità inferiori al 10%. Tradizionalmente, la calce veniva spenta in cantiere nella "buca della calce" e utilizzata a mano a mano che necessaria. Oggi, il grassello viene commercializzato allo stato semiliquido, in sacchi di plastica.
Il Latte di Calce
La legislazione non richiede che sui sacchi sia indicato il periodo di invecchiamento del prodotto, lasciando al consumatore la scelta del grassello che meglio soddisfa le esigenze operative. Diluendo il grassello fino a ottenere uno sciroppo denso, si ricava il latte di calce, utilizzato per la tradizionale pittura a calce.
La Calce Idrata in Polvere
Le fornaci che producono calce viva eseguono anche lo spegnimento con un trattamento speciale per ottenere calce idrata in polvere. La produzione della calce idrata è piuttosto semplice: dopo la cottura, la pietra calcarea viene frantumata, idratata con la quantità d'acqua necessaria e finemente macinata. Questo processo produce calce idrata in polvere, venduta in sacchi di carta che conserviamo in ambienti asciutti e ben ventilati.
La Calce Idraulica in Polvere
La calce idraulica si ottiene dalla cottura di pietre calcaree contenenti argilla. Durante la cottura, la silice e l'allumina nell'argilla formano composti che induriscono con l'acqua.
L'indice di idraulicità, determinato dal rapporto argilla-calcare, classifica la calce in base alla sua capacità idraulica: debolmente idraulica, mediamente idraulica, propriamente idraulica, eminentemente idraulica.
Una calce idraulica artificiale, o cemento diluito, non può garantire la traspirabilità essenziale per edifici bioecologici. Pertanto, nella scelta della calce, è importante verificare le sue origini e il processo di produzione seguito.
La calce idraulica è venduta in sacchi che vengono stoccati nei nostri magazzini edili e che riportano il nome del produttore, dello stabilimento e del tipo di legante. È importante ricordare che la calce idraulica inizia la presa non prima di un'ora dall'inizio dell'impasto e la completa entro 48 ore mentre la presa è stabilizzata dopo sei mesi.
Kerakoll Biocalce: Un Esempio di Intonaco Eco-Compatibile
Tra gli intonaci a base calce oggi disponibili sul mercato, e tra i vari marchi che trattiamo, noi preferiamo e consigliamo BIOCALCE di KERAKOLL. È un intonaco certificato, eco-compatibile, di pura calce naturale NHL 3.5 a norma EN 459-1, per intonacature altamente traspiranti. La composizione naturale di questo intonaco lo rende un prodotto ideale nel GreenBuilding e permette di evitare l'inquinamento domestico. Contiene, infatti, solo materie prime di origine naturale e minerali riciclati.
Grazie a questo, oltre a consentire ridotte emissioni di CO2 nella produzione dello stesso, garantisce bassissime emissioni di sostanze organiche volatili e la diminuizione degli inquinanti indoor.
Malte a Base di Calce: Tipi e Caratteristiche
La distinzione tra le diverse malte può essere basata anche sull’idraulicità o meno dell’impasto. La malta si definisce ‘aerea’ o ‘idraulica’ in relazione alla capacità di indurire in presenza di aria (malta aerea) o in presenza di acqua (malta idraulica). Impiegando la calce come legante nella formulazione di una malta si potranno ottenere tre tipi fondamentali di impasti.
Malte Ordinarie o Aeree
Sono malte che fanno presa ed induriscono solo in presenza di aria (anidride carbonica). Sono miscele di calce aerea (calce idrata in polvere o grassello di calce), aggregati (non pozzolanici) ed acqua. In relazione all’impiego e alla tessitura e al colore desiderato, gli aggregati potranno essere sabbie di diversa granulometria e natura, frammenti e polvere di materiali litoidi quali marmo, calcari, ecc. Anche se è ormai dimostrato che un aggregato non ha un comportamento ‘inerte’ rispetto alla malta, in questo tipo di malte non sono impiegati materiali a comportamento pozzolanico e l’indurimento dell’impasto avviene solo per processi di carbontazione della calce. La calce aerea trasferisce ad una malta le seguenti proprietà:
- plasticità e lavorabilità
- promuove forze di legame
- alta ritenzione d’acqua
- maggiore flessibilità e resilienza sotto stress
- scarsa tendenza a formare efflorescenze
- grande traspirabilità, che permette all’umidità interna di evaporare facilmente.
Malte Idrauliche (di Calce Aerea)
Le malte a base di calce aerea realizzate (calce idrata in polvere, calce idrata in pasta o grassello di calce) possono essere rese idrauliche aggiungendo, al momento dell’impasto, frazioni di pozzolana o meglio di materiali pozzolanici*. I materiali a comportamento pozzolanico sono sostanze naturali o sottoprodotti industriali che hanno una struttura amorfa o parzialmente cristallina e sono composti di silice o di silico-alluminati o da una combinazione di questi.
Le sole pozzolane non induriscono una volta messe a contatto con acqua, ma se vengono finemente macinate possono reagire con l’idrossido di calcio, in presenza di acqua e a temperatura ambiente, e formare silicati del calcio idrati. Le malte idrauliche di calce aerea sono di particolare importanza storica essendo state utilizzate dai Romani in grandi opere che si sono ottimamente conservate fino ai nostri giorni. Nelle migliori condizioni di realizzazione per quanto riguarda la composizione, costipazione e maturazione, la resistenza a compressione di una malta ottenuta con calce e pozzolana può variare tra 3 e a 9 MPa.
Ulteriori proprietà degli impasti di calce e pozzolana rispetto alle malte ordinarie sono le seguenti:
- maggiore resistenza meccanica
- minore permeabilità all’acqua
- maggiore durabilità in ambiente esterno.
*La pozzolana, inizialmente estratta dalle cave di Pozzuoli, è un prodotto di origine vulcanica costituito prevalentemente da silicati idrati di allumina, da silice al 70%, ossido di ferro, potassio, sodio e magnesio. Hanno natura acida e reagiscono con l’ossido di calcio per dare silicati amorfi. L’argilla cotta (cocciopesto), inerte usato fin dall’antichità, è un’argilla composta da silicato di alluminio cotto e frantumato. Si può considerare una pozzolana artificiale e veniva usata sin dall’ Antichità per realizzare interventi in presenza di acqua (acquedotti, fogne, porti ecc) e come impermeabilizzante di coperture.
Malte Idrauliche (di Calce Idraulica Naturale)
L’impiego di malte idrauliche risale all’Antichità, ma fatto salvo alcune eccezioni, fino al XVII secolo non si ha notizia che siano state impiegate altre malte idrauliche se non quelle appena citate, a calce e pozzolana. Le malte idrauliche di calce idraulica si realizzano appunto con calce idraulica naturale e aggregato, non necessariamente a comportamento pozzolanico. Malauguratamente, le malte idrauliche più comuni sono quelle ottenute aggiungendo alla calce una percentuale variabile di cemento di tipo Portland: consuetudine deprecabile soprattutto negli interventi di restauro.
Calce e Pozzolana: Malta Idraulica Naturale
La calce e pozzolana è una malta idraulica naturale ottenuta da una speciale combinazione di grassello di calce a lunga stagionatura e pozzolana naturale di cava, un materiale piroclastico incoerente, emesso dal vulcano nella fase esplosiva delle varie eruzioni. Quest’ultima ricca di pomice lapillo e silice, (elementi naturali), quando mescolati con il grassello di calce, creano una reazione chimica particolare e unica. Questa caratteristica la rende ideale per la costruzione di edifici durevoli e sicuri. Inoltre, è un materiale ecologico, poiché sfrutta materiali naturali e rinnovabili.
Le tecniche utilizzate e la qualità delle materie prime impiegate per la produzione della Malta Idraulica (calce e pozzolana) conferiscono una superiore capacità di “respirare”, permettendo alle pareti di dissipare l’umidità in eccesso, prevenendo la formazione di muffe e la disgregazione delle superfici. Queste sue caratteristiche la rendono maggiormente utilizzata in vari contesti, come intonaci, malte ed in alcuni casi anche per la realizzazione di pavimentazioni.
Precauzioni d'Uso
Tutte le calci hanno carattere alcalino e, a contatto con acqua, sviluppano pH molto elevati (pH>12).
Tabella riassuntiva dei tipi di calce e loro caratteristiche:
| Tipo di Calce | Descrizione | Utilizzo Principale |
|---|---|---|
| Calce Viva | Ossido di calcio (CaO), ottenuto dalla cottura di rocce calcaree. | Produzione di calce spenta e altri derivati. |
| Calce Spenta (Grassello) | Idrossido di calcio (Ca(OH)₂), ottenuto aggiungendo acqua alla calce viva. | Intonaci, pitture, malte. |
| Latte di Calce | Sospensione diluita di grassello in acqua. | Pittura a calce. |
| Calce Idrata in Polvere | Calce spenta industriale, venduta in polvere. | Malte, intonaci. |
| Calce Idraulica Naturale | Ottenuta dalla cottura di calcari argillosi, indurisce anche in assenza di aria. | Malte idrauliche, restauri, costruzioni in ambienti umidi. |
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