Calce Idraulica: Caratteristiche e Utilizzo

La calce è un materiale da costruzione utilizzato già in epoca antichissima per la sua versatilità e le sue proprietà leganti. Oggi parliamo delle calci idrauliche, un legante utilizzato fin dall’antichità per la realizzazione delle più diverse opere architettoniche. L’epoca moderna le ha viste passare in secondo piano, soprattutto dopo l’avvento del cemento: in realtà le loro caratteristiche sono pregevoli e il loro uso è molto diffuso ancora oggi, soprattutto da chi cerca di coniugare la resistenza all’ecologia.

Cos'è la Calce Idraulica?

Ma, cos’è la calce idraulica? La calce idraulica è un legante a base di idrossido di calcio che, a contatto con l’acqua, fa presa e si indurisce. In particolare, si tratta di un prodotto che deriva dalla calcinazione delle marne, particolari pietre calcaree che, al loro interno, contengono una percentuale di argilla superiore al 6%.

Se cerchi una definizione più precisa del termine calce idraulica, eccola qui di seguito. La calce idraulica è un legante a base d’idrossido di calcio che può far presa e indurire anche se immersa in acqua. E’ molto indicata per prevenire problemi di umidità nelle murature e risalita capillare dell’umidità.

La calce idraulica è un tipo di calce che ha la capacità di indurirsi non solo all’aria, come la calce aerea, ma anche in presenza di acqua, da qui la definizione di “calce idraulica”. La calce idraulica può essere naturale se ottenuta dalla cottura di calcare marnoso (che contiene argilla e altri silicati) a una temperatura tra 900 e 1000 °C oppure pozzolanica se ottenuta dalla miscelazione di calce aerea e pozzolane.

Calce Idraulica Naturale

Più utilizzate è certamente la calce idraulica naturale. La calce idraulica naturale deriva dalla cottura di rocce calcaree ricche di silice e può essere sia naturale che artificiale. La Calce dei Berici è una calce idraulica naturale pura prodotta esclusivamente mediante cottura di una marna calcarea in forni strati a temperature inferiori ai 900°C.

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. Ad una temperatura di circa 1000°, all’interno di appositi forni. Uscito dal forno, il materiale viene spento e in seguito macinato. Il prodotto ottenuto venne battezzato dai romani calce idraulica, proprio per la sua peculiarità di poter indurire sia all’aperto che sott’acqua.

Differenze tra Calce Aerea e Calce Idraulica

Nel campo dell’edilizia e del restauro, la calce viene utilizzata in due diverse tipologie: calce aerea e calce idraulica. Sebbene entrambe derivino dalla calcinazione del calcare, presentano caratteristiche e applicazioni diverse che le rendono adatte a scopi specifici.

La calce aerea è un tipo di calce ottenuta dalla calcinazione del calcare puro, o quasi puro, che una volta cotto si trasforma in ossido di calcio (CaO), chiamato anche calce viva. Questa se miscelata con acqua forma idrossido di calcio (Ca(OH)₂), noto anche come calce spenta o calce idrata. Questa tipologia di calce ha la capacità di indurirsi solo con l’aria, da qui la definizione di “calce aerea”. Può essere in pasta (grassello di calce) o in polvere (calce idrata). Tra gli utilizzi della calce aerea, oltre all’edilizia, vi è quello della conceria, viene infatti utilizzata per la conciatura di pelli, ma anche per trattare le acque che vengono utilizzate nell’industria alimentare, oltre che nell’industria farmaceutica. Ovviamente gli utilizzi della calce aerea in edilizia sono quelli più conosciuti e comuni dato che se ne fa uso fin da epoche remote. Viene impiegata per la produzione di malte, intonaci e finiture.

Non va quindi confusa con la calce idrata che, come tutte le calci aeree, non può indurire sott’acqua ma soltanto all’aria. 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.

«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. Per pietra da calce aerea si intendono secondo la trattatistica antica i famosi ciottoli bianchi da fiume o del carbonato di calcio da cava. 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.

Storia della Calce

«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.

Lo abbiamo detto all’inizio dell’articolo: l’uso delle calci idrauliche è molto antico. Sono infatti una vera e propria pietra miliare nella storia dei leganti, almeno fino alla “scoperta” del cemento Portland. I primi ad usarle (seppur con formulazioni diverse) furono gli antichi greci e romani. Bisognerà comunque aspettare la fine del 1700 affinché venga scoperto il meccanismo alla base della reazione della calce idraulica, legato alla presenza di impurità di tipo argilloso. Tra i meriti di Luis Vicat, inoltre, c’è anche quello di aver provveduto alla classificazione delle calci idrauliche, da lui raggruppate in “debolmente idrauliche”, “moderatamente idrauliche ed “eminentemente idrauliche”.

Utilizzo in Bioedilizia e Restauro Storico

Entrambe vengono usate per la bioedilizia e il restauro storico, ma secondo quali criteri devono essere scelte? 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.

«Preciso che restauro e bioedilizia sono due correnti di pensiero e di approccio all’architettura diverse. Per trovare materiali sostenibili si è guardato al passato, per un ritorno a materiali naturali, oggi prodotti e impiegati grazie alle più moderne tecnologie. Uno di questi è la calce idraulica naturale, che produce meno anidride carbonica in fase di produzione e una volta posata, grazie al suo secondo processo di presa la riassorbe dall’atmosfera. Inoltre, è un antibatterico naturale, è traspirante e non comporta l’uso di additivi nella sua produzione. La calce, cuocendo a temperature più basse rispetto al cemento, comporta delle minori emissioni da anidride carbonica da combustione e minor inquinamento atmosferico.

Preferita negli interventi in bioedilizia essendo un materiale naturale e a basso impatto ambientale; per la sua produzione viene infatti impiegata meno energia rispetto al cemento. Fondamentale negli interventi di restauro in cui è richiesta la compatibilità storica con le tecniche costruttive e i materiali antichi. La calce inoltre essendo meno rigida del cemento si adatta meglio ai movimenti delle strutture storiche senza causare danni.

Vantaggi della Calce Idraulica Naturale

Scoperta definizione e storia di questi leganti, passiamo subito ai molti vantaggi delle calci idrauliche naturali.

• Sono ecologiche: questo legante è un materiale più green, soprattutto rispetto al cemento.
• Sono belle da vedere e presentano colorazioni naturali di grande pregio.
• L’alta traspirabilità della calce garantisce ambienti sani e privi di muffe.
• La calce funge da antibatterico naturale.

Inoltre ha un’ottima funzione regolatrice igrometrica degli ambienti. 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 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.

Calce e Canapa

Nella bioedilizia, la calce viene spesso utilizzata insieme alla canapa, altro materiale ecocompatibile molto utilizzato in passato, per la costruzione di intonaci e mattoni di calce NHL e canapa. La canapa cresce con poca acqua e senza fertilizzanti, ha una capacità di assorbimento della CO2 di quattro volte superiore alle altre piante, è ideale per le zone sismiche e come materiale fonoassorbente perché assorbe le vibrazioni, è biodegradabile e riutilizzabile. Inoltre, la canapa contribuisce ad aumentare le proprietà della calce di assorbimento dell’umidità e di isolazione.

Calce Idraulica e Restauro: Intervista a Mauro Menaldo (Fassa Bortolo)

Non sempre è chiara la distinzione tra le tipologie di calce presenti sul mercato e a volte è difficile scegliere il giusto legante per gli interventi di restauro storico e per la realizzazione di opere secondo i canoni della bioedilizia. 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.

«Un intonaco da bioedilizia si differenzia per la qualità e la raffinatezza delle materie prime che lo compongono. 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. La linea in calce aerea, PURACALCE, include prodotti per l’intonacatura interna ed esterna, tutti con certificazione ANAB e ICEA. Mentre per la calce idraulica, anch’essa certificata ANAB-ICEA, abbiamo la linea EX NOVO Bio-Restauro Storico. Le due tipologie di calce si prestano a usi differenti. 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. Fassa Bortolo, per esempio, grazie al centro di ricerca interno Fassa I-Lab, è in grado di analizzare la miscela del materiale originale, per stabilire se è a base di calce aerea o se contiene calce idraulica naturale oppure se è cementizia, stabilendo anche la tipologia dell’inerte o dell’aggregato. 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».

Come deve essere composta la malta da utilizzare per interventi di restauro di edifici storici? «Considerata la storia del nostro patrimonio edilizio, si potrebbe pensare che sia più idonea la malta con legante di calce aerea: essa, infatti, è stata largamente utilizzata fino alla fine dell’800, per poi essere sempre più addizionata con percentuali cementizie al fine di accelerarne la presa e di ottenere impasti più resistenti nel mal riuscito tentativo di riprodurre gli antichi impasti idraulici ottenuti dalle civiltà passate miscelando il grassello di calce a pozzolana o altri materiali a presa “pozzolanica”. E, anche se i primi cenni storici che riguardano l’uso della calce idraulica risalgono intorno al 1400-1500, bisogna precisare che la ricetta per la preparazione scientifica di calce idraulica naturale è figlia dell’ingegnere inglese J.

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. Per agevolare i professionisti Fassa Bortolo ha sviluppato l’intonaco Fassacouche, di cosa si tratta? «Nei secoli, la colorazione delle malte è sempre stata determinata dalle materie prime impiegate per farla. Per rispettare la tradizione, Fassa Bortolo ha riproposto un intonaco speciale, il cui impasto è fatto a base di calce aerea interamente colorata nel suo spessore (sul mercato italiano proponiamo 19 diverse colorazioni). Ciò significa che con un unico materiale è possibile realizzare sia la fase di intonacatura di fondo, sia lo strato di finitura e il materiale assicura durabilità cromatica perché la tinta è ottenuta esclusivamente con polveri minerali. Utilizzato nei centri storici, Fassacouche, conferisce maggior morbidezza cromatica alle facciate e oltretutto le preserva da problematiche estetiche nel tempo. Infatti, se il materiale viene scalfito o rovinato da eventuali sfregi, il danno estetico è molto limitato, proprio perché non vi è una stratificazione di colori diversi, ma un’unica tonalità.

A proposito di restauro e conservazione manca poco al termine delle iscrizioni della nuova edizione del Premio Internazionale Domus Restauro e Conservazione Fassa Bortolo. A chi si rivolge? «Il Premio Internazionale Domus Restauro e Conservazione, promosso da Fassa Bortolo in collaborazione con il Dipartimento di Architettura dell’Università di Ferrara, è la dimostrazione di quanto l’Azienda sia sensibile e attenta ai temi del restauro. Questa VIII edizione, dedicata alle Opere Realizzate, è indirizzata non solo ai progettisti, ma anche alle imprese specializzate che abbiano realizzato interventi di restauro rispettandone i canoni. Le candidature, infatti, possono essere presentate da singoli professionisti o in raggruppamento temporaneo, da studi di architettura-ingegneria e dalle imprese di costruzione che hanno realizzato lavori di restauro. Ogni candidato può concorrere con un solo progetto realizzato, la cui opera dovrà essere ultimata entro 10 anni dalla data di pubblicazione del bando. Completa l'iniziativa il Premio Speciale Fassa Bortolo, dedicato a coloro che abbiano saputo utilizzare le soluzioni appartenenti al Sistema Integrato Fassa Bortolo, nel rispetto dei principi conservativi, della sostenibilità e della qualità architettonica.

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