La calce idraulica è un legante a base d’idrossido di calcio che può far presa e indurire anche se immersa in acqua. 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. E’ molto indicata per prevenire problemi di umidità nelle murature e risalita capillare dell’umidità.
Origini e Storia
Già in antichità questa calce veniva usata per le costruzioni ed era composta da materiali calcarei marnosi, contenenti argilla circa al 25% che venivano cotti in forno ad una temperatura che poteva raggiungere un massimo di 1000°C. Il prodotto ottenuto venne battezzato dai romani calce idraulica, proprio per la sua peculiarità di poter indurire sia all’aperto che sott’acqua. In tutta la storia dell’architettura il termine cemento, a partire dall’accezione latina, ha assunto il significato di legante, cioè di materiale in grado di legarne altri (come sabbia o pietrisco), altrimenti sciolti.
Tra il Settecento e l’Ottocento mentre in Inghilterra si sperimentavano i nuovi leganti che avrebbero portato alla scoperta del Roman Cement, in Francia si ottenevano i primi leganti idraulici. Il prodotto è indicato come Roman Cement perché, contrariamente alla calce, la roccia non si estingue dopo il processo di cottura. La calce idraulica rappresenta uno dei pilastri dell’ingegneria romana, capace di indurire e mantenere stabilità anche in presenza di umidità costante. Sin dai tempi di Vitruvio, il suo impiego si diffuse in tutti quegli ambienti soggetti a contatto con l’acqua - dalle vasche termali ai canali di distribuzione.
Calce Aerea vs Calce Idraulica
Non va quindi confusa con la calce idrata che, come tutte le calci aeree, non può indurire sott’acqua ma soltanto all’aria.
Mauro Menaldo, Product manager di Fassa Bortolo per il sistema risanamento, racconta le origini della calce aerea e di quella idraulica naturale, indicandone le caratteristiche e spiegando come scegliere la malta giusta per gli interventi di restauro e la realizzazione di edifici più confortevoli e rispettosi dell'ambiente. «Le differenze sono plurime: innanzitutto la più evidente e conosciuta dagli operatori del settore è che la calce aerea (essendo un legante di tipo aereo per l’appunto) può indurire o, per meglio dire far presa, esclusivamente in aria, mentre la calce idraulica (essendo un legante idraulico che comunque differisce dal cemento perché richiede spegnimento prima della messa in opera) può far presa sia in aria sia in ambiente fortemente umido o in acqua.
Oltre a questo, la calce aerea può essere sia in pasta, ossia in forma umida (idrossido di calcio), sia in polvere fine e impalpabile definita calce idrata, quindi idrato di calcio. Approfondendone la conoscenza capiremo poi che le differenze sono date dalla materia prima da cui provengono i due leganti, ossia: la calce aerea deriva dalla cottura (calcinazione) di pietre calcaree costituite prevalentemente da carbonato di calcio. La normativa UNI EN 459-1, che riguarda i leganti, classifica le calci aeree secondo la percentuale dell’idrossido o dell’idrato di calcio presenti: CL 70S-PL, CL 80S-PL o CL 90S-PL. La calce idraulica invece deriva dalla cottura di una “marna”, ossia una pietra calcarea sedimentaria ove, insieme al carbonato di calcio, sono presenti naturalmente percentuali di impurità terrose, argillose o ferrose contenenti cariche idrauliche.
«L’uomo usa la calce aerea da almeno 10.000 anni. Il primo legante impiegato per realizzare opere murarie è stata l’argilla, dopodiché, una volta giunti alla gestione autonoma del fuoco l’uomo ha iniziato a cuocere i materiali per modificarli chimicamente, dapprima con il gesso, che necessita di temperature inferiori per la calcinazione e successivamente con la calce aerea (grassello di calce spenta). A essere individuato come primo impasto a base di calce aerea e datato come risalente al 7000 a.C. è stato un conglomerato ritrovato nella pavimentazione ed intonacatura di alcuni edifici a Jiftah, una cittadina della Galilea meridionale in Israele.
Differenze Chimiche
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. 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.
Composizione e Preparazione
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 calce idraulica è ottenuta dalla cottura di una pietra calcarea argillosa o di una pietra calcarea con l’aggiunta di argilla in misura del 6-20%. È di colore grigio quando alla pietra calcarea viene aggiunta l’argilla (più comune) o è formata da un miscuglio di calce idrata, pozzolana e loppa basica d’altoforno.
Alla base dell’efficacia della calce idraulica c’è una reazione chimica tra l’idrossido di calcio e le fasi silicee e alluminosilicatiche generate in cottura. Nei primi giorni, l’impasto progressivamente irrigidisce: le particelle di C-S-H si dispongono intorno ai granuli di inerte, saldandoli in una matrice compatta. Inoltre, l’alcalinità iniziale (pH > 12) non solo favorisce la formazione del gel C-S-H, ma svolge un’importante funzione antibatterica e antimuffa.
Le malte di calce sono composte da un legante (calce) e un aggregante (sabbia) cui si aggiunge acqua fino a ottenere un impasto plastico, chiamato calce idraulica. Quando si usa la betoniera l’acqua va introdotta per prima, ma, siccome una quantità eccessiva può comportare la riduzione delle proprietà meccaniche dell’impasto, conviene introdurne soltanto 2/3 della dose necessaria e aggiungerne l’ultima parte solo dopo aver introdotto la calce prima e la sabbia gradualmente poi.
Per impastare la malta nella vasca della carriola dobbiamo rovesciarvi la quantità di sabbia necessaria, formare un cratere centrale e introdurvi la calce idraulica, per poi mescolare bene a secco. Iniziamo a rovesciare nella mescola poco più di metà dell’acqua effettivamente necessaria e amalgamiamo il tutto con il badile, da sotto a sopra. In più riprese aggiungiamo la restante acqua. Quando abbiamo ottenuto una miscela uniforme, per verificare che non sia rimasta “magra”, cioè con una quantità bassa di calce, è sufficiente passare la pala sulla superficie cercando di lisciarla. Se è visibile la sabbia, dobbiamo aggiungere altra calce.
Applicazioni e Vantaggi
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.
La malta di calce idraulica è ideale per realizzare intonaci, erigere un muro di mattoni rustici e civili, o rappezzi su murature danneggiate. Può essere utilizzata anche come legante per mattoni in interni. Risulta facile da lavorare, ma non particolarmente resistente.
Restauro e Bioedilizia
Entrambe vengono usate per la bioedilizia e il restauro storico, ma secondo quali criteri devono essere scelte? «Preciso che restauro e bioedilizia sono due correnti di pensiero e di approccio all’architettura diverse.
Invece, nel mix design di un intonaco destinato alla grande distribuzione, spesso vengono ridotte le percentuali di calce naturale, sia aerea sia idraulica, privilegiando il cemento che a livello meccanico consente di ottenere miscele similari ma qualitativamente inferiori.
«Fassa Bortolo propone il Sistema Bio-Architettura composto da una linea in calce aerea e da una in calce idraulica naturale. Mentre per la calce idraulica, anch’essa certificata ANAB-ICEA, abbiamo la linea EX NOVO Bio-Restauro Storico. Ad esempio, nel caso di un edificio nuovo in muratura che non prevede l’uso del cappotto per la coibentazione, conviene realizzare l’intonacatura interna in calce aerea perché mantiene l’ambiente più asciutto e più sano. Oltretutto, essendo la calce aerea fortemente alcalina, contrasta la proliferazione di funghi e muffe nel tempo.
«In un intervento di restauro è fondamentale che i materiali impiegati siano il più simili possibili, per miscela e comportamento, a quelli originali, in quanto non devono provocare il degrado dell’opera ed è per questo che devono essere privi di sali solubili o sostanze che potrebbero peggiorare le condizioni del manufatto. Che si tratti di malte da costruzione o di intonaci di fondo o di finitura, devono essere totalmente compatibili a livello chimico e comportamentale.
Un altro requisito è la reversibilità, ciò significa, per esempio, che se si interviene sulla facciata di un edificio storico con un apposito intonaco di restauro, esso poi deve poter essere rimosso meccanicamente dall’uomo o dagli agenti atmosferici, senza aver rovinato o intaccato il paramento murario più di quanto non lo fosse già prima dell’intervento». «Prendiamo il caso di un intervento di restauro su una muratura, questo non deve apportare patologie cambiandone il comportamento.
Ad esempio, bisogna fare attenzione a non applicare materiali che limitino la traspirabilità della muratura stessa causando poi problematiche derivanti dall’umidità di risalita capillare e impedendo ai sali di fuoriuscire a causa dello strato di intonaco. I materiali poi, devono avere comportamenti di elasticità simili a quelli degli originali, evitando così di provocare tensioni igrotermiche di facciata».
Per i materiali da restauro, Fassa Bortolo ha scelto la calce idraulica naturale NHL 3,5, con cui si ottengono miscele che sono più vicine agli impasti storici, anche se formati da calce aerea idraulicizzata. Tra le caratteristiche che deve avere la malta usata per interventi di restauro storico vi è quella che riguarda la colorazione della miscela che deve corrispondere a quella del materiale originale.
Esempi di Utilizzo nell'Antica Roma
Nelle residenze patrizie, la calce idraulica veniva sfruttata per garantire solidità e igiene degli ambienti più significativi. I cortili interni, spesso dotati di fontane o ninfei, erano impermeabilizzati con intonaci idraulici stesi in più mani, spessi anche 10 millimetri, a protezione dei muri lignei e delle fondazioni.Le strutture termali richiedevano un’impermeabilizzazione assoluta e una resistenza alle alte temperature e al vapore. Sulle superfici interne delle vasche, questa malta veniva levigata fino a ottenere una finitura quasi specchiante, completata da pigmentazioni naturali che ne miglioravano l’impermeabilità.All’interno dei condotti in muratura, uno strato di malta di 5-8 mm veniva applicato quando i conci erano ancora umidi, assicurando una finitura liscia che minimizzava perdite e incrostazioni.
Tabella Comparativa: Calce Aerea vs Calce Idraulica
| Caratteristica | Calce Aerea | Calce Idraulica |
|---|---|---|
| Indurimento | Solo all'aria | Anche in acqua |
| Composizione | Calcare puro (idrossido di calcio) | Calcare marnoso (con argilla e silicati) |
| Usi | Intonaci interni, finiture | Strutture a contatto con acqua, restauro |
| Resistenza all'umidità | Bassa | Alta |
Negli oltre duemila anni che separano oggi dall’apertura del primo acquedotto romano, la calce idraulica ha dimostrato una resilienza fuori dal comune: è stata impiegata per sostenere arcate, impermeabilizzare piscine, rivestire e decorare mura portanti e oggi offre spunti preziosi per un’edilizia più sostenibile.
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