IL CICLO DELLA CALCE Il processo di produzione della calce consiste nella cottura di calcari (calce aerea), o di calcari silicei o argillosi (calce idraulica) a temperature elevate (circa 900 °C per la produzione di calce aerea e circa 950-1250 °C per la produzione di calce idraulica).
In uscita dal forno, la calce (calce viva) viene trasferita all’impianto di idratazione per ottenere altri prodotti (calce idrata, latte di calce, grassello, calce idraulica). “Vi è del magico nel cogliere un sasso dalla terra, cuocerlo e demolirlo al fuoco, render lo plastico con l'acqua, lavorarlo secondo volontà e riottenerlo solido grazie all'influsso dell'aria” così scriveva, il filosofo, poeta e scienziato greco Empedocle nel suo scritto Della Natura, riferendosi alla preparazione della calce, introducendo per la prima volta quello che oggi chiamiamo “ciclo delle calce”.
Un ciclo completo, che dopo una serie di passaggi successivi, porta un materiale ampiamente disponibile in natura, la pietra calcarea, a diventare il legante principale di gran parte delle opere costruttive realizzate dall'uomo negli ultimi cinquemila anni.
Raccolta Il ciclo produttivo della calce inizia con in reperimento in cava (marna) o nel greto del fiume (calcare siliceo). Nei secoli passati era estratto e raccolto dove la pietra risultava abbondante e presentava i caratteri idonei alla preparazione di ottime calci con un certo grado di idraulicità. Questo compito era affidato ai carrettieri che per esperienza, sapevano riconoscere a colpo d'occhio i ciottoli "buoni", di colore biancastro-nocciola o giallino, ideali per la produzione della calce, da quelli "matti", di tonalità grigia, composti quasi esclusivamente da silice.
Quattro momenti del ciclo della calce Il ciclo della calce si compie in quattro momenti fondamentali, corrispondenti alla selezione del calcare (1), la cottura (2), lo spegnimento (3), la carbonatazione (4). Si tratta di una schema semplificato, perchè in realtà le trasformazioni chimico-fisiche che avvengono durate i diversi processi sono assai complesse e articolate.
1) La selezione del calcare: Le caratteristiche mineralogiche e chimiche dei calcari usati come materia prima per la fabbricazione della calce sono di fondamentale importanza. I calcari più idonei alla fabbricazione della calce aerea devono avere una struttura microcristallina, alto contenuto di carbonati e contenere percentuali di impurità, in particolare di natura argillosa, non superiori al 5%.
2) La cottura: In fase di cottura, il calcare viene immesso nei forni e portato a una temperatura prossima a 900°C. In tali condizioni il carbonato di calcio si decompone in ossido di calcio (calce viva) e anidride carbonica. La reazione schematica del processo è la seguente: CaCO3 -> CaO + CO2
3) Lo spegnimento: La calce viva, messa a contatto con acqua reagisce con un forte sviluppo di calore e si trasforma in una polvere bianca (o in una pasta) chiamata calce spenta, chimicamente idrossido di calcio. La reazione schematica è la seguente: CaO + H2O -> Ca(OH)2
4) La carbonatazione: Una volta in opera, in forma di malte, stucchi, pitture ecc., interviene la carbonatazione. Tale processo che può avvenire solo in presenza di anidride carbonica (e acqua libera) porta la trasformazione della calce spenta in calcite, chiudendo così quello che viene chiamato ciclo della calce. La reazione schematica della carbonatazione è la seguente:Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O
Anche se la reazione precedente è corretta dal punto di vista formale, la reazione reale è più complessa. Osservando la precedente reazione infatti, il processo sembrerebbe avvenire tra un solido Ca(OH)2 e un gas CO2, mentre in realtà la reazione avviene in fase acquosa grazie all'acqua di impasto della calce.
Riferimenti bibliografici di tutta la sezione “Calce” esplicitamente ed integralmente tratti dal Forum Italiano Calce (www.forumcalce.it).
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