LEGANTI.
Nelle malte il legante è il componente che, attraverso processi di tipo chimico, permette la presa e l'indurimento del composto. I leganti tradizionalmente impiegati in edilizia sono i gessi e le calci aeree, piu' recentemente le calci idrauliche ed i cementi; derivano tutti da procedimenti di cottura di rocce presenti in natura, ed hanno caratteristiche differenti, a seconda del tipo di lavorazione a cui sono sottoposti.
- Calce aerea :
Chimicamente è costituita da protossido di calcio (CaO), derivato dalla calcinazione di calcari puri formati da solo carbonato di calcio (marmo bianco, alabastro, ecc.) con meno del 10% di materie estranee quali manganese, argilla ed altri.
Le calci aeree possono essere grasse, magre e forti a seconda della variazione dei materiali componenti; nel caso della calce grassa, ad esmpio, la percentuale di materie estranee è inferiore al 5% del volume complessivo.
La calce grassa è un prodotto caustico, da non toccare e da non mettere a contatto con la pelle.
Un processo generalmente lento di cottura in forni trasforma il materiale di base, liberando l'acido carbonico contenuto; quando tale processo non è completato l'acido rimasto rende disomogeneo il prodotto, alterandone le caratteristiche di presa.
Degradi del materiale, come cadute, efflorescenze e distacchi, sono dovuti infatti alla messa in opera di calce non completamente cotta. Superata la cottura la calce anidra, o calce viva, è molto avida di acqua; se bagnata emana calore fino a 300 gradi, sprigiona abbondanti ebollizioni e aumenta il suo volume di circa 2/3 volte.
La calce aerea è reperibile in commercio in due forme, derivate entrambe dal processo di idratazione del materiale di base; se la somministrazione d'acqua è graduale e contenuta, si ottiene un prodotto in polvere chiamato calce idrata, se l'idratazione è maggiore si ha il grassello di calce.
Calce idrata o bianchetto:
Polvere bianca reperibile in sacchi, nei tinteggi è preferita nell'uso comune al grassello, per la comodità e la facilità di impiego. Stemperando la polvere in acqua si ottiene una pasta omogenea, impiegata per intonaci e pitture a calce.
Il processo di indurimento del materiale applicato è graduale, ed avviene per carbonatazione, cioè assorbimento dell'anidride carbonica dall'atmosfera con perdita dell'acqua; un intonaco realizzato con calce idrata resta friabile per alcune settimane, forma successivamente uno strato superficiale compatto, e solo dopo un anno dalla stesura raggiunge la stessa durezza degli intonaci idraulici. A causa della lentezza di presa, per la calce idrata è preferibile un utilizzo negli interni.
Grassello:
Pasta legante grassa al tatto, che indurisce come la calce idrata a contatto dell'aria, ma con tempi piu' rapidi rispetto a quest'ultima; per questo motivo viene preferito per impieghi all'esterno degli edifici, sia per gli intonaci sia per i tinteggi.
Nella preparazione delle malte il grassello di calce deve essere preventivamente stemperato, cioè sciolto in pari volume d'acqua fino ad ottenere una densità che conservi parzialmente le forme, non autolivellante in superficie.
Ottenuto il latte di calce, sempre mescolando si aggiunge gradualmente l'inerte.
Se non si stempera preventivamente la calce, vuotando direttamente l'impasto sull'inerte le operazione di mescolatura risultano difficili per il formarsi immediato di grumi.
Quando al grassello si voglia aggiungere calce idraulica, questa deve essere preventivamente mescolata con l'inerte.
Calce idraulica:
La calce idraulica è il prodotto della cottura di calcari con presenza di argilla e silicio comprese tra il 10 ed il 20% del peso; questo rapporto viene definito indice di idraulicità. La denominazione di idraulica è relativa alla caratteristica di far presa nell'acqua, contrariamente alla calce aerea; si differenzia inoltre per la proprietà di non aumentare il volume a contatto con l'acqua e di non sviluppare calore con l'estinzione. Sulle confezioni dei sacchetti di carta si trovano normalmente solo due dizioni, calce idraulica e calce eminentemente idraulica, in funzione alla minore o maggiore quantità di argilla contenuta.
La calce di buona qualità si riconosce per la sua leggerezza e per la tipica effervescenza a contatto con l'acqua. Quando le polveri sono pesanti, compatte ed alcune parti sono inattive sebbene immerse, vuol dire che la cottura è eccessiva.
La calce và conservata in un luogo riparato, privo di umidità e sollevata da terra; se per un certo periodo di tempo non viene utilizzata è preferibile conservarla in contenitori chiusi ermeticamente.
Pozzolane:
Polveri di derivazione lavica che, mescolate a calce grassa, conferiscono idraulicità alla malta. Sono essenzialmente composte da silice, allumina, perossido di ferro e si trvano allo stato naturale a Pozzuoli, ma si estraggono anche in altre zone di origine vulcanica. La loro idraulicità è dovuta all'argilla contenuta, dal 40% al 90% sul peso complessivo. Analogamente al cemento, la pozzolana può essere composta artificialmente, o partendo per calcinazione da rocce come scisti, graniti e poffidi. Per lo stoccaggio e la preparazione si procede come la calce idraulica e il cemento.
Gesso:
Chimicamente è composto da solfato di calcio anidro, ottenuto dalla calcinazione del solfato di calcio idrato che si trova in natura sotto forma di minerale. La polvere è ottenuta dalla cottura del minerale ad una temperatura tra i 100 e i 200 gradi; il successivo contatto con l'acqua inverte il processo, riportando la polvere alla propria struttura originaria con lo sprigionamento di calore. Temperature di cottura differenti, diversa qualità dei minerali e granulometria del prodotto cotto e macinato dà luogo a gesso o scagliola. l gesso è di colore grigio chiaro. ha una grana disomogenea ed una presa rapida, ridotta a pochi minuti. Il gesso in polvere assorbe l'umidità se esposto all'aria, perdendo le sue caratteristiche; è per questo che occorre utilizzarlo in un lasso di temppo breve, oppure conservarlo in recipienti ermetici per aumentarne la durata.
Nella preparazione del gesso è sconsigliabile utilizzare attrezzi in ferro, soggetti alla presenza di ruggine, che rimane sul gesso determinando aloni superficiali; inoltre la forte igroscopicità del gesso porta all'ossidazione dei ferri posti come armatura. Di solito nella preparazione del gesso la quantità d'acqua e di polvere è la stessa, ma la percentuale può variare a seconda dell'utilizzo che se ne deve fare: una malta per il muro deve essere ricca d'acqua, per compensare quella che assorbe il paramento e per rallentare il processo di presa. Aumentando ancora si otterrà un impasto adatto a intonacare i soffitti ed attirare le cornici. Se si riduce ancora la quantità di polvere (in proporzione 1 a 2) si ottiene un materiale adatto alla riparazione di stampi in gesso. L'eccesso di acqua porta peraltro ad una perdita parziale delle proprietà fisiche del materiale. Un fenomeno che si verifica durante la presa e da tenere in considerazione è l'aumento del volume di circa l'1%, tanto che negli stampi di grandi dimensioni è norrmale il verificarsi di cavillature. E' pericoloso riempire grandi cavità con gesso liquido, poichè può verificarsi un effetto "martinetto" su tutte le superfici perimetrali, che può portare alla rottura di materiali anche molto solidi. In questo caso si riesce ad annullare l'aumento di volume mescolando all'impasto circa la stessa quantità di polistirolo in grani. L'utilizzo del ferro abbinato al gesso, per i motivi descritti in precedenza, è da limitare agli elementi provvisori da demolire, come stampi, forme, protezioni ecc..; non va utilizzato nei restauri, dove è preferibile sostituirlo con l'acciaio inox e, dove non sia possibile, con l'ottone.
Scagliola:
Polvere di colore bianco, di grana omogenea, impalpabile con una presa lenta. Le sacgliole normali trovano impiego nell'edilizia per rasature, intonaci ecc.., mentre le scagliole più fini, come l'alabastrina, sono impiegate per produrre stampi.
La scagliola può essere applicata con facilità alla calce, al cemento, ai mattoni ed alla pietra, a aptto che i supporti siano sciutti e senza tracce di polvere.
Cemento:
Ottenuto con un procedimento di cottura identico a quello della calce, ma con l'impiego di calcari con contebnuto di argilla tra il 23 ed il 40% del peso; normalmente i componenti sono miscelati artificialmente, poichè è raro troare banchi di calcare con le giuste proporzioni di argilla. I migliori cementi vengono chiamati Portland dal nome dell'omonima città inglese dove esiste una pietra che produce un ottimo cemento. Il colore del cemento è di un griogio più scuro rispetto a quello della calce idraulica, dalla quale si distingue anche al tatto per la maggiore freddezza. Al contrario della calce diminuisce di volume mescolato con l'acqua; se mescolato alle calci grasse conferisce idraulicità, aumentandola nelle calci normali. I cementi hanno due tipi diversi di presa: presa lenta quando induriscono tra le 8 e le 15 ore, presa rapida quando induriscono in pochi minuti;la rapidità di presa va a discapito della qualità del cemento, che col tempo, soprattutto se esposto in esterno, tende a marcire. Va immagazzinato e conservato allo stesso modo della calce idraulica; tende ad avariarsi per assorbimento di umidità, cominciando dalla superficie per arrivare gradualmente verso l'interno. Per la preparazione della mlta il cemento va mescolato accuratamente con l'inerte, aggiungendo successivamente l'acqua che non deve superare la metà del volume del cemento in polvere. Quando l'impasto è completamente omogeneo ha un aspetto lucente e leggermente untuoso.
Preparazione delle malte:
Escludendo quelle a base di calce aerea, in generale le malte vanno preparate al momento dell'uso; è sbagliato premiscelare la calce ed il cemento con la sabbia per un utilizzo graduale, poichè l'umidità della sabbia e l'esposizione all'aria produce nella polvere un inizio di presa. La preparazione deve essere eseguita con cura in modo da produrre una malta omogenea; si procede mescolando in primo luogo l'inerte al legante in polvere (calce, cemento, calce idrata) fino ad avere i due componenti miscelati, dopodichè si aggiunge gradualmente l'acqua nella quantità strettamente necessaria, per evitare cadute qualitative nelle caratteristiche. Nelle malte la consistenza è adeguata quando l'impasto mantiene una certa forma sulla cazzuola. E' necessario impiegare abbondante acqua nel rendere umidi i supporti, piuttosto che applicare malte liqiude su supporti asciutti; in quest'ultimo caso le malte perdono consistenza e spolverano.
INERTI
L'attuale pratica edilizia ci ha abituati all'utilizzo di una serie ben definita e sostanzialmente limitata di malte, notevolmente perfezionate ed ottimizzate nelle caratteristiche fisico-meccaniche, calibrata sulle attuali esigenze costruttive.
La tecnologia edilizia tradizionale, invece, era determinata dai materiali locali e dall'economia delle risorse, il più delle volte povere, sul loro massimo e spesso fantasioso sfruttamento per il costante miglioramento dei risultati. Le malte hanno sempre svolto un ruolo essenziale nell'edilizia antica; oltre a quelle "strutturali" per la realizzazione delle murature, si svilupparono varianti specifiche per le finiture interne ed esterne. Ad un diverso utilizzo dovevano necessariamente corrispondere differenti caratteristiche, per ottenere le quali si ricorreva a più tipi di inerti spesso mischiati fra loro.
Sono distinguibili quattro principali tipologie di inerti, tutte reperibili anche attualmente sul mercato:
1) Inerti di fiume.
2) Inerti di cava.
3) Inerti derivati dalla lavorazione di marmi e pietre.
4) Cotto macinato
Inerti di fiume:
La particolare conformazione geologica della nostra penisola, suddivisa per tutta la sua lunghezza dal crinale degli Appennini, è ricca di corsi d'acqua, nei quali si è andata formando col tempo una capillare rete di estrazione, lavorazione e distribuzione di inerti di diversa pezzatura.
Gli inerti possono essere suddivisi in 5 categorie:
a) Inerti naturali da semplice raccolta, per esempio:
- sabbia fine proveniente da torrenti, fiumi, cave con granulometria in mm. 0,5/2 utilizzata per rifiniture e intonaco a finire.
- sabbia grossa proveniente da torrenti, fiumi, cave con granulometria in mm.4/6 utilizzata per inerti per malta da costruzioni, fondi, rinzaffi (per spessori di 2:5 cm.).
b) Inerti selezionati con vaglio, per esempio i sassi di diverse granulometrie:
- ghiaietto con granulometria in mm. 3/6 - 6/12 utilizzato per rinzaffi, zoccolature e bugnati.
- ghiaione con granulometria in mm. 6/12 - 12/25 - 25/35 utilizzato per getti, riempimenti, solai.
- ghiaione con granulometria in mm. 35/100 utilizzato per riempimenti, vespai e sottofondi.
c) Inerti ottenuti dalla lavorazione con mezzi meccanici:
- polvere di frantoio risultante dalla triturazione dei sassi con granulometria in mm. 1/3 utilizzata per fondi, posa pietre,
pavimenti ecc..
- pietrisco risultante dalla triturazione di sassi con granulometria in mm. 3/6 - 8/12 - 10/20 - 15/30 - 20/40 -30/50 -40/70 utilizzato
per getti, riempimenti, vespai.
d) Miscele, composte da sabbia e sassi di piccola granulometria:
- sassi misti con sabbia grossa con granulometria in mm. 3/6 - 6/12- 25/35 utilizzati per rinzaffi ad alto spessor e getti.
e) Compatto o compattato, ossia miscela costituita dall'unione di sassi di diverse granulometrie e da polvere di frantoio:
- polvere di frantoio o sabbia e sasso spaccato con granulometria in mm. 0/20 - 0/40 - 0/70 utilizzate per riempimenti e
sottofondi.
I sassi utilizzati nelle miscele devono essere integri, quindi non vengono utilizzati quelli spaccati meccanicamente,perchè presentano microfratture che li rendono inadatti all'uso nei getti in cemento armato. Un proporzionamento corretto per una resa ottimale della miscela con leganti quale calce e cemento è di una parte di sabbia o sabbione contro due di ghiaia, ossia mc. 0,4 di sabbia e 0,8 di ghiaia per mc. 1,2 di miscela.
Gli inerti da impiegare con leganti vengono lavati per toglierne le impurità; più sono puliti, maggiore è la resa.
Inerti derivati dalla lavorazione di marmi e pietre:
Sono materiali storici dell'edilizia ed erano utilizzati particolarmente in impasti di supporto di finitura e per pavimentazioni.
L'alto costo e la difficile reperibilità ne relegò l'uso a "finiture particolari" generalmente riscontrabili in edifici di rilevanza architettonica. In esterno, tale inerte in polvere era utilizzato per la composizione di malte per finitura pregiata, stese " a velo" su di un supporto, lamate o quantomeno trattate ad imitazione di materiali più nobili. Le polveri di marmo più comuni (carrara, verona, botticino) erano bianche, raramente gialle o rosa; la funzione specifica nell'impasto di intonachini non era però tanto la pigmentazione, quanto le caratteristiche di malleabilità operativa e resistenza al degrado.L'uso degli inerti derivati da pietre e marmi porta buoni risultati se questi sono ottenuti con ricerche e applicazioni; la vasta gamma cromatica consente di ottenere intonachini pigmentati in impasto e finiture di notevole pregio.
Terminologia di riferimento:
- Impalpabile: con granulometria in mm. 000/00 utilizzato per atucchi lucidi, intonaci di finitura, pigmentazioni in impasto,
finiture particolari.
- Polveri: con granulometria in mm. 0/1,2 utilizzate per intonaci di supporto, finiture, pigmentazioni in impasto, pavimentazioni
e finiture particolari.
- Granigliati: con granulometria in mm. 08/1,2 - 1,2/1,8 - 1,8/1,5 - 2,5/4,0 utilizzati per bugnati, zoccolature, pavimentazioni.
- Granulati: con granulometria in mm. 0/80 utilizzati per pavimentazioni, conglomerati, finiture particolari.
Cotto macinato:
Questo materiale è stato e viene tutt'ora usato come carica per intonaci e finiture particolari; si ottiene dalla macinazione del cotto (generalmente cascami di fornace) ed è reperibile sul mercato in sacchi da 50 kg. in differenti granulometrie.
A seconda delle zone di provenienza ha dominante rossa o gialla ed alto potere colorante se utilizzato in polvere.
Quando sapientemente dosato puo' conferire agli intonaci, soprattutto quelli aerei, una estrema resistenza ed una maggiore impermeabilità; il cotto reagisce con l'idrato di calcio (il grassello) conferendo caratteristiche di idraulicità.
Le malte con questa composizione vanno preparate poco prima dell'impiego, mentre quelle a base di sabbia o polvere di marmo durano fintanto che l'acqua le isola dall'anidride carbonica dell'atmosfera.
Un particolare da tenere in considerazione è la diversità di comportamento nella miscelazione delle malte a base di cotto rispretto a quelle con sabbia; a parità di composizione, le prime risulteranno "grasse" anche con una percentuale troppa elevata di inerte. Per questo è necessario orientarsi con un dosaggio accurato.
La polvere di cotto consente di confezionare malte dalle diverse caratteristiche: dall'impalbabile per sagramature a velo su paramento arrotato, a quelle un po' piu' consistenti, per sagramature semitrasparenti (dello spessore di 1-5 mm.) e per intonachini (dello spessore 3-8 mm.), fino agli intonaci ed ai rinzaffi (dello spessore dai 10 ai 50 mm.).
Un'altra proprietà, rilevabile nei manufatti storici, è la compatibilità con gli altri inerti, con i quali puo' essere mescolata per attenuare i ritiri e migliorarne la resa, soprattutto nei forti spessori; tra questi la sabbia nelle sue varie granulometrie e la polvere di marmo. Unica controindicazione riguarda la qualità del prodotto: se nel processo di macinazione sono inserite percentuale anche piccole di mattoni o cascami ammalorati, queste si manifesteranno sotto forma di leggere efflorescenze saline che emergono sugli intonaci.
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