La calce è una materia prima estremamente versatile con una storia antica, ampiamente utilizzata come legante in edilizia e nel restauro. Tra i diversi tipi di calce, le due categorie principali sono la calce aerea e la calce idraulica, ognuna con caratteristiche e applicazioni specifiche.
Calce Aerea: Caratteristiche e Produzione
La calce aerea è un legante tradizionale ottenuto dalla cottura di rocce calcaree ricche di carbonato di calcio a temperature elevate (900-1000 °C). Questo processo, noto come calcinazione, trasforma il carbonato di calcio in ossido di calcio (calce viva), che successivamente viene spento con acqua per formare idrossido di calcio (calce idrata o spenta).
Le calci aeree sono il prodotto della cottura, a una temperatura di 900-1000 °C, del carbonato di calcio, costituente fondamentale delle rocce calcaree.
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.
La calce aerea si suddivide in calce viva (ossido di calcio) e calce idrata (idrossido di calcio). La calce viva non può essere utilizzata direttamente in edilizia e deve essere spenta con acqua per trasformarsi in calce idrata.
Tipologie di Calce Spenta
Esistono diverse tipologie di calce spenta:
- Calce spenta in pasta (grassello di calce): Dispersione densa di calce in acqua, ottenuta aggiungendo un surplus di acqua durante l'idratazione.
- Calce in polvere (calce idrata): Ottenuta facendo reagire la calce viva con l'acqua mediante idratatori. È disponibile in sacchi.
- Grassello di calce stagionato: Ottenuto dallo spegnimento della calce viva con acqua in eccedenza, sino ad ottenere una pasta plastica e fine.
- Grassello di calce: Simile alla calce in pasta, ma con migliori performance di lavorabilità e plasticità grazie al processo di maturazione.
Durante la stagionatura non avviene alcun cambiamento chimico, ma solo fisico. A questo ordine microfisico corrisponde un materiale più compatto e tenace, molto più lavorabile con l’attrezzo, rispetto al grassello non stagionato.
Il buon Vitruvio, circa 2.000 anni fa, prescriveva una stagionatura del grassello di 7 anni, prima dell'utilizzo.
Le calci aeree possono essere magre o grasse, in dipendenza dei materiali di partenza e della insufficiente o troppo spinta cottura.
Utilizzi della Calce Aerea
La calce aerea è utilizzata principalmente per:
- Malte per muratura
- Intonaci
- Finiture interne ed esterne
- Tinteggiature
Le malte a base di calce aerea viva, idrata o grassello di calce, non hanno elevati valori di resistenza a compressione, invece una volta indurite presentano un’elevata elasticità, quindi sono facilmente lavorabili, una notevole adesione al supporto, un’elevata traspirabilità e permeabilità al vapore acqueo.
Questo spiega il perché siano molto utilizzate negli interventi di restauro e recupero di edifici storici, costruiti con tecniche e materiali tradizionali, arricchiti con decori architettonici vari, sia in facciata che all’interno.
Questo consente il corretto smaltimento dell’umidità che si può formare all’interno e crea una piacevole sensazione di benessere per chi vi risiede.
Calce Idraulica: Caratteristiche e Produzione
La calce idraulica si distingue per la capacità di indurirsi anche in presenza di acqua, grazie alla presenza di silicati e alluminati di calcio. Si ottiene dalla cottura di rocce calcaree ricche di silice a temperature di circa 1000 °C.
Le calci idrauliche sono ottenute per cottura a 900-1000 °C di miscele di calcari argillosi. Il prodotto ottenuto contiene: CaO, C2S e alluminati.
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.
Tipologie di Calce Idraulica
Esistono due tipologie principali di calce idraulica:
- Calce idraulica naturale (NHL): Ottenuta dalla cottura di marna o miscele di calcare e argilla.
- Calce idraulica artificiale (HL): Ottenuta da materiali diversi come calce pozzolanica o di altoforno, oppure da miscele di cemento Portland, calcare macinato e additivi plastificanti.
La calce idraulica naturale si produce cuocendo la marna (roccia calcarea impura) o miscele di calcare ed argilla, ad una temperatura di circa 1000°C in forni simili a quelli della produzione della calce aerea.
Dopo la cottura, il materiale viene “spento” e poi macinato. Queste temperature permettono di ottenere una polvere ricca di idrossido di calcio (calce idrata) e silicati di calcio.
La calce idraulica naturale dopo lo spegnimento e la stagionatura si presente sottoforma di polvere con colore variabile dal bianco al nocciola.
La calce idraulica artificiale si presenta di color grigio.
Utilizzi della Calce Idraulica
La calce idraulica è utilizzata per:
- Opere che tollerano carichi moderati
- Restauro di edifici storici
- Bioedilizia
- Murature in laterizio e pietra
- Consolidamento di strutture degradate
Calce Aerea vs Calce Idraulica: Una Comparazione
La principale differenza tra calce aerea e calce idraulica risiede nella capacità di indurimento. La calce aerea richiede l'anidride carbonica presente nell'aria per la carbonatazione, mentre la calce idraulica può indurirsi anche in assenza di aria e in presenza di acqua.
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 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.
La calce aerea, essendo 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.
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.
Tabella Comparativa
| Caratteristica | Calce Aerea | Calce Idraulica |
|---|---|---|
| Indurimento | Solo con l'aria | Anche in acqua |
| Materia Prima | Calcare puro | Calcare marnoso (con silice) |
| Composizione | Idrossido di calcio | Idrossido di calcio, silicati e alluminati di calcio |
| Usi | Intonaci, finiture interne | Restauro, bioedilizia, murature |
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