La malta con calce idraulica naturale e pozzolana rappresenta una soluzione antica e innovativa per l'edilizia, combinando le proprietà leganti della calce con la reattività della pozzolana per creare un materiale resistente e duraturo.
Storia e Origini
La ricetta di questa malta fu descritta nel 30 a.C. da Marco Vitruvio Pollione, ingegnere di Ottaviano. L’ingrediente chiave era la cenere vulcanica, la pozzolana (Pulvis Puteolanus) estratta vicino al Golfo di Napoli, combinata dai Romani con la calce per formare una malta eccezionale. Una volta preparata, questa malta veniva integrata con sabbia e pezzi di roccia e versata in stampi di legno (per lavori marini) o in murature a sacco (per acquedotti o opere civili). Il risultato? La pozzolana reagiva con l’idrossido di calcio, trasformando la malta di calce spenta (non idraulica) in malta idraulica (capace di indurire sott’acqua).
Migliaia di tonnellate di cenere vulcanica furono utilizzate dai Romani per costruire porti e acquedotti che si affacciavano sul Mediterraneo. Dalle coste campane, via mare, la pozzolana raggiungeva anche le zone più lontane dell’Impero, fino all’allora Britannia (oggi Inghilterra, Scozia meridionale e Galles).
Composizione e Proprietà
La pozzolana è un materiale naturale di origine vulcanica, costituito prevalentemente da cenere e deiezioni vulcaniche e caratterizzato da una spiccata reattività chimica quando mescolato con calce in presenza di acqua. 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. Oltre a questi ossidi, la pozzolana può contenere anche piccole quantità di ossido di calcio (CaO), ossido di magnesio (MgO) e altri minerali.
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.
La pozzolana è una sostanza naturale o artificiale che si distingue per le sue proprietà reattive, particolarmente utili in edilizia e nel restauro. Questa proprietà, detta pozzolanicità, consente alla pozzolana di agire come un legante idraulico, ossia capace di indurire anche in ambienti umidi.
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)₂, silicato bicalcico (Ca₂SiO₄), alluminato monocalcico (CaAl₂O₄), 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.
Tipi di Pozzolana
Le pozzolane naturali più comuni sono di origine vulcanica e includono rocce trachitiche e piroclastiche. Questi materiali si distinguono in coerenti e compatti, come i tufi conglomerati, e incoerenti. Tra i materiali incoerenti rientrano le tipiche pozzolane italiane provenienti dalle regioni della Campania e del Lazio, oltre alla cosiddetta “terra di Santorino”, un tufo poco coerente ma caratterizzato dal più alto contenuto di silicato idrato attivo.
Le pozzolane artificiali sono materiali che acquisiscono proprietà pozzolaniche tramite specifici trattamenti termici, che modificano la loro natura originaria. I minerali argillosi, sottoposti a cottura a temperature comprese tra 600 e 900 °C e successivamente macinati fino a ottenere una granulometria simile a quella della sabbia, sviluppano una significativa attività pozzolanica. Le ceneri volanti sono polveri fini ottenute dalla combustione del carbone polverizzato in centrali termoelettriche e raccolte attraverso sistemi di filtrazione meccanica.
Utilizzi
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. 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.
Intonaco a Calce: Vantaggi
La calce come intonaco sta ritornando protagonista, richiesta per una serie di caratteristiche, prima fra tutte il comportamento igroscopico. 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.
Un buon intonaco deve evitare i fenomeni di gocciolamento, quindi, quello che dovremo pretendere da un intonaco è, quindi, 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.
L'intonaco a base calce assolve egregiamente a queste esigenze, a differenza dell'intonaco a base cemento la cui igroscopicità è drammaticamente più bassa.
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.
Applicazione dell'Intonaco
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.
Calce Aerea e Calce Idraulica: Differenze
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.
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.
La calce aerea deriva dalla cottura (calcinazione) di pietre calcaree costituite prevalentemente da carbonato di calcio, mentre 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.
Malta per Muri: Elemento Fondamentale
La malta per muri è un elemento fondamentale per la costruzione e il restauro di edifici. È una miscela di leganti (come la calce o il cemento), inerti (come sabbia, carbonati) e/o aggregati (come la pozzolana naturale) e acqua. Questa miscela, una volta indurita, fornisce la coesione necessaria per tenere insieme i mattoni o le pietre in una struttura muraria.
- Malta di calce: tradizionalmente utilizzata per restauri storici e costruzioni ecologiche.
- Malta cementizia: offre alta resistenza e viene utilizzata per costruzioni “moderne”.
La scelta della malta per muri è cruciale per il successo di qualsiasi progetto di costruzione o restauro.
Tra le Malte le più antiche sono senz’altro le malte di gesso, anche dovuto alla maggiore facilità di cottura del gesso rispetto alla calce, si sono trovate tracce di queste malte usate sistematicamente in un edificio e più specificatamente come supporto di affreschi decorativi, in Cata Huyuk (Turchia), e datate 9.000 anni fa mentre il più antico manufatto in calcestruzzo al momento è un pavimento di 7.000 anni fa a Yiftah in Galilea.
Tabella Riassuntiva: Tipi di Calce e Loro Utilizzo
| Tipo di Calce | Caratteristiche | Utilizzo Principale |
|---|---|---|
| Calce Aerea | Indurisce solo in presenza di aria; elevata alcalinità | Intonacatura interna ed esterna; bioedilizia |
| Calce Idraulica | Indurisce anche in ambienti umidi; maggiore resistenza meccanica | Opere idrauliche; restauro storico; malte resistenti |
| Malta Cementizia | Alta resistenza; poco traspirante | Costruzioni moderne; ambienti che richiedono impermeabilità |
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.
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