Quando ci troviamo a scegliere i materiali per la nostra casa, spesso sorge la domanda: calce idraulica o cemento? Gli amanti della sostenibilità opteranno per la calce, ma è fondamentale comprendere le differenze tra questi due materiali.
Origini e Produzione
L'uso della calce risale a molti millenni fa ed è diffuso in tutto il mondo. Nella sua forma più grezza, viene ottenuta dalla cottura di rocce calcaree, trasformandole in calce viva (ossido di calcio).
Il cemento viene prodotto con un procedimento simile a quello della calce, e molti composti a base di calce o la calce idraulica naturale sono cementi. La tecnica di produzione della calce è stata perfezionata nel tempo tramite la selezione delle pietre e il controllo del processo di cottura e spegnimento, ottenendo così anche calci idrauliche.
La produzione del cemento Portland è più energivora e specialistica, mirata ad ottenere alte prestazioni in termini di resistenza, idraulicità, rigidità e rapidità di presa.
Caratteristiche e Trasformazioni Chimiche
La caratteristica peculiare della calce è che, una volta applicata, subisce un'ulteriore trasformazione chimica, la carbonatazione, e non un semplice indurimento per essiccazione. Ed ecco l’origine di ciò che oggi chiamiamo semplicemente “cemento”, senza altri attributi.
La calce è stata abbandonata, negli ultimi 50 anni, a favore del cemento che garantisce una più facile lavorabilità. Ma ora sta ritornando protagonista degli intonaci, richiesta per una serie di caratteristiche, prima fra tutte il comportamento igroscopico.
Vantaggi della Calce
Se utilizziamo la calce come legante o finitura per un intonaco, la sua elasticità e plasticità permettono una perfetta adesione e adattamento alle murature, evitando fessurazioni. La sua traspirabilità e igroscopicità fungono da volano igrometrico, regolando i picchi di umidità della nostra casa.
Oltre all’impiego estetico e funzionale negli intonaci, alle lavorazioni impermeabilizzanti che rendono la calce adatta al rivestimento di bagni e vasche, all’uso in pavimentazioni storiche e artistiche, la calce viene attualmente utilizzata anche nella creazione di cappotti termici traspiranti e intonaci termoisolanti insieme a materiali derivanti da scarti dell’agricoltura, in particolare con il canapulo di canapa.
L'intonaco a base di calce 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.
Intonaco: Definizione e Funzioni
L'intonaco deriva dal latino "tunicare", "vestire", ed è il rivestimento di superfici più diffuso fin dall'antichità. L'operazione di intonacatura permette di ottenere superfici murarie lisce, correggendo imperfezioni e rendendo omogenee le pareti.
L'intonaco interno ha la funzione di assorbire l'umidità superficiale delle pareti, evitando fenomeni di gocciolamento. Un buon intonaco deve avere un ottimo grado di igroscopicità, ossia una ottima capacità di assorbire e disperdere lentamente, sia verso l'esterno sia verso l'interno, l'eccesso di umidità relativa presente nell'ambiente.
Un intonaco fatto a regola d'arte consiste in almeno tre strati: rinzaffo, intonaco vero e proprio (grezzo) e intonaco fine. Nel caso di un intonaco tradizionale a calce, la granulometria della sabbia utilizzata varia a seconda dello strato.
L'intonaco a base calce assolve egregiamente a queste esigenze, a differenza dell'intonaco a base cemento la cui igroscopicità è drammaticamente più bassa.
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: Chimica e Tecnica
La calce è il classico legante dei materiali da costruzione dell'antichità. 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.
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.
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.
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.
L'impiego della pozzolana, per il miglioramento delle malte di calce nei confronti dell'azione dell'acqua, fu una delle scoperte più rivoluzionarie degli antichiRomani 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.
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.
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.
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 combinati. 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.
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.
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!
Tipi di Calce Disponibili
- Grassello di Calce: Calce spenta (idratata) ottenuta dalla cottura di pietra calcarea con impurità inferiori al 10%.
- Latte di Calce: Grassello diluito fino a ottenere uno sciroppo denso, utilizzato per la pittura a calce.
- Calce Idratata in Polvere: Calce viva spenta con un trattamento speciale per ottenere calce idrata in polvere.
- Calce Idraulica in Polvere: Ottenuta dalla cottura di pietre calcaree contenenti argilla.
Classificazione delle Calci Idrauliche
La normativa identifica con la dicitura CALCE IDRAULICA (HL: Hydraulic Lime) 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.
Altri Composti a Base di Calce
- MALTA POZZOLANICA E COCCIOPESTO: sono cementi, ossia leganti idraulici, ottenuti aggiungendo alla calce aerea rispettivamente: pozzolana, cioè materiale di origine vulcanica, oppure polvere di laterizio, cioè tegole, mattoni frantumati. Entrambi vengono usati per intonaci e malte in ambienti umidi. Sono composti di origine romanica che sono straordinariamente sopravvissuti fino ai giorni nostri.
- MARMORINO: pregiato rivestimento liscio e brillante ad effetto marmo.
- CALCE VIVA: calce in uscita dalla fase di cottura delle rocce.
- CALCE IDRATA: calce viva che viene “spenta”, cioè idratata. Può essere in polvere o in pasta.
- GRASSELLO: calce idrata che ha subito il processo di maturazione cioè di invecchiamento in apposite vasche (dai 24 ai 60 mesi).
Kerakoll Biocalce
Tra gli intonaci a base calce oggi disponibili sul mercato, 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.
Leganti: Gesso, Calce, Cemento
I leganti sono materiali ottenuti dalla cottura di particolari rocce e appositamente preparati, che, mescolati in acqua, generano un impasto plastico capace di sviluppare reazioni chimiche irreversibili di presa e di indurimento aderendo alle superfici con le quali viene in contatto.
I principali tipi di gesso impiegati in edilizia sono: gesso da muro, gesso per manufatti, gesso per intonaco, gesso per sottofondi.
La calce aerea è il legante ottenuto dalla cottura del carbonato di calcio, o calcare, fino a trasformarlo in calce viva. Il suo nome deriva dall'attitudine a fare presa soltanto all'aria, a differenza delle calci idrauliche e dei cementi che induriscono anche se immersi in acqua.
La calce idraulica è un legante ricavato dalla calcificazione delle marne, che, a differenza della calce aerea, fa presa e indurisce anche quando il suo impasto è immerso nell'acqua, sviluppando quindi le sue caratteristiche di idraulicità.
Il cemento è un legante idraulico, ottenuto da vari costituenti con processi produttivi complessi, che forma un impasto nel quale si producono reazioni chimiche e processi di idratazione capaci di conferire, anche nel caso di immersione in acqua, le caratteristiche di resistenza meccanica e di stabilità prestabilite.
Malta, Calce e Calcestruzzo: Usi e Differenze
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.
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.
Per calce si intende generalmente e storicamente la calce aerea. Apprezzata per la sua capacità di migliorare la lavorabilità e la traspirabilità delle malte, oltre che per le sue proprietà antibatteriche e di resistenza ai sali.
Il calcestruzzo come viene impiegato oggi è un materiale da costruzione composto principalmente da cemento, aggregati (sabbia e ghiaia) e acqua.
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.
| Materiale | Composizione | Caratteristiche | Usi Principali |
|---|---|---|---|
| Calce Aerea | Calcare cotto (ossido di calcio) | Fa presa solo con l'aria, traspirante, antibatterica | Malte, intonaci, finiture |
| Calce Idraulica | Calcare marnoso cotto | Fa presa anche in presenza di umidità, resistente | Murature in ambienti umidi, restauro |
| Cemento | Rocce calcaree, marne, argille cotte | Legante idraulico artificiale, alta resistenza | Calcestruzzi, malte cementizie |
| Malta | Aggregati, legante (calce o cemento), acqua | Variabile a seconda del legante | Murature, intonaci |
| Calcestruzzo | Cemento, aggregati (sabbia, ghiaia), acqua | Materiale composito resistente a compressione | Strutture portanti |
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