AhRCOS Srl ® - Restauro e Consolidamento

Terra, fuoco, acqua, aria.
I quattro elementi che governano e conformano il nostro pianeta sembrano condensarsi nel materiale che rappresenta per antonomasia il mestiere e l'arte del muratore: la CALCE. Vi è del magico nel cogliere un sasso dalla terra, cuocerlo e demolirlo al fuoco, renderlo plastico con l'acqua, lavorarlo secondo volontà e riottenerlo solido grazie all'influsso dell'aria.

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 senza mai perdere i caratteri di partenza: vale a dire, le proprietà chimico-fisiche della roccia originaria.
Una vera e propria metamorfosi della materia, che cambia, si trasforma e si ricompone per ritornare alla fine sempre uguale a se stessa. Tutto questo per merito e volontà di una schiera di maestranze - dai cavatori ai carrettieri, ai fornaciai, fino ai manovali addetti alla confezione delle malte - che si distribuiscono il compito di offrire ai muratori le calci necessarie per alzare i muri, realizzare gli intonaci, portare a compimento le delicate opere decorative e di finitura.
La calce è il più antico e apprezzato dei leganti utilizzati dall'uomo per le edificare, decorare e proteggere le sue costruzioni. Mescolata con sabbia, ha trovato impiego nelle malte da muratura da tempi antichissimi e reperti archeologici ottimamente conservati ne attestano a tutt'oggi valore e durabilità.

Per oltre 10.000 anni, la calce dispersa in acqua ha rappresentato il sistema di imbiancatura e igenizzazione delle superfici architettoniche; unita alle terre colorate e ai pigmenti minerali, si è imposta come materiale di riferimento per coloriture, decori murali e affreschi. Oggi la calce non si usa quasi più, i leganti di tipo cementizio e polimeri di sintesi l'hanno sostituita ovunque e comunque, e dell'antico legante rimane soltanto la memoria impressa negli edifici storici e nei trattati di arte ed architettura. Dell'antico legante rimane quasi soltanto la memoria impressa negli edifici storici, nei trattati di architettura, nelle testimonianze dei vecchi muratori. Eppure si fa sempre più strada la consapevolezza che ogni intervento di restauro deve ripartire proprio dai materiali tradizionali, da un loro uso corretto e coerente. A iniziare dalle buone calci del passato.
Eppure si fa sempre più strada la consapevolezza che le prerogative e la qualità della calce debbano essere rivalutate: non sono negli interventi di restauro, dove è necessario un uso corretto e coerente dei materiali simili agli originali, ma anche e soprattutto nell’edilizia tradizionale, in bio-architettura, dove i materiali moderni hanno definitivamente mostrato i loro limiti.
Calce è un termine generico che comprende i prodotti e le forme chimiche e fisiche, sotto le quali possono presentarsi gli ossidi e/o idrossidi di calcio e/o magnesio.
L'impiego di termini quali aerea, viva, caustica, spenta, estinta, calcica, dolomitica ecc. ci consente di distinguere diversi prodotti, tutti riferiti alle calci aeree da costruzione, così come vengono definiti dalla norma europea UNI EN 459-1.

LA CALCE AEREA
La calce aerea, così chiamata perchè indurisce per assorbimento dell'anidride carbonica dall'aria, è il prodotto della cottura di calcari più puri, rocce ad alto contenuto di carbonati di calcio.
Nell'ambito specifico delle calci da costruzione, con calce aerea si indicano due prodotti:

la calce ‘viva', costituita prevalentemente da ossido di calcio;
la calce ‘idrata' o ‘spenta' costituita prevalentemente da idrossido di calcio.

Dalla cottura dei calcari che contengono anche carbonato di magnesio si ottiene ancora 'calce viva' e successivamente 'calce idrata', che conterrà insieme all'ossido/idrossido di calcio, l'ossido e l'idrossido di magnesio.
I termini di calce viva e calce spenta si usano, pertanto, indipendentemente dal contenuto o meno di magnesio, ma quando si vuole specificare la presenza del solo calcio, oppure del calcio e del magnesio insieme, si distinguono le ‘calci calciche' (CL) e le ‘calci dolomitiche' (DL).
La calce viva non è utilizzabile direttamente in edilizia e all'uscita del forni viene trasformata in calce idrata, facendola reagire con acqua (idratazione).
La calce idrata, impiegata per la realizzazione di malte, intonaci, finiture architettoniche ecc. è disponibile sul mercato in polvere o in pasta.

La calce idrata in polvere
La calce idrata in polvere si ottiene facendo reagire la calce viva con acqua in condizioni controllate, tramite apparati chiamati idratatori. La calce idrata in polvere rappresenta l'espressione moderna e industriale della calce, nasce in concomitanza all'avvento dei leganti cementizi, come esigenza di commercializzare leganti secchi da vendersi in sacco in analogia con cemento. La calce idrata in polvere è reperibile in sacchi ed è apprezzata esclusivamente per la comodità di confezionamento.

La calce idrata in pasta
Commercialmente la calce aerea è disponibile anche sotto forma di pasta, cioè di dispersione densa di calce (idrossido di calcio) in acqua. La calce in pasta è ottenuta aggiungendo in fase di idratazione un eccesso d'acqua rispetto a quella necessaria a trasformare tutto la calce viva (CaO) in calce idrata (Ca(OH)2). La calce aerea in pasta si può ottenere anche stemperando la calce idrata in polvere in acqua fino ad ottenere un prodotto omogeneo.
La calce idrata in pasta è chiamata comunemente 'grassello di calce'.
In realtà, il grassello di calce è un prodotto con caratteristiche peculiari e proprietà che lo rendono unico e non accomunabile ad una pasta di calce idrata.

Il grassello di calce
La calce idrata in pasta e il grassello di calce sono prodotti molto diversi l'uno dall'altro e non andrebbero mai confusi!
La principale differenza tra una calce idrata in pasta e il grassello di calce è che la prima non beneficia degli straordinari effetti che il tempo produce in ordine alla struttura chimico-fisica del materiale, durante quello che viene chiamato invechiamento o maturazione.
Durante la maturazione (fase che caratterizza e distingue il grassello dalla pasta di calce idrata) i cristalli di idrossido di calcio (portlandite) subiscono importanti cambiamenti morfologici e dimensionali, con il risultato di aumentare plasticità, lavorabilità e ritenzione d'acqua.

Confronto di morfologia dei cristalli di portlandite al microscopio elettronico
a )pasta di calce idrata; b) grassello inchecchiato 2 mesi; c) grassello inchecchiato 6 mesi; d) grassello invecchiato 24 mesi
Foto: Carlos Navarro-Rodriguez

Alcuni dei vantaggi ottenuti dall'impiego, nella formulazione di malte e pitture, di grassello di calce correttamente invecchiato in luogo al suo corrispettivo di calce idrata in pasta sono:

con il grassello di calce si ottengono malte più 'grasse', più pastiche e lavorabili, quindi meno soggette a ritiro, a suzione da parte delle murature e pertanto preferibili sul piano tecnico e estetico;
le pitture formulate con grassello di calce, rispetto quelle formulate con calce idrata in pasta (o in polvere), hanno una minor tendenza segregare, non richiedono additivi organici, carbonatano, si fissano al supporto con maggior velocità e forza e, se ben applicate, non hanno tendenza a 'sporverare'.
il grassello di calce si carbonata con maggiore rapidità della calce aerea in pasta (o in polvere), con benefici rispetto alla durabilità e alle resistenze dell'opera che si andrà a realizzare, sia questa una malta, un intonaco o una pittura murale ecc.

LA CALCE IDRAULICA
Esistono diversi tipi di leganti ognuno adatto ad un determinato tipo di utilizzo, per questo e altri motivi le calci aeree non vanno mai confuse con le calci idrauliche, leganti assolutamente diversi per origine, chimismo e processi di presa e indurimento. La calce idraulica si distingue dalla calce aerea perché i suoi impasti possono indurire a contatto con l’acqua. L’idraulicità garantisce anche la possibilità di un graduale indurimento anche in condizioni in cui sono limitate le possibilità di scambio con l'anidride carbonica nell’aria che consente le reazioni d’indurimento della calce aerea.
Le calci idrauliche sono materiali da costruzione tradizionali e costituiscono una tappa fondamentale della storia dei leganti impiegati in architettura prima dell'avvento del cemento Portland.
I primi esempi di impiego di malte idrauliche risalgono ai Romani e prima di loro ai Greci. In realtà, questi popoli ottenevano composti idraulici mescolando calce aerea e pozzolana e non direttamente con calci idrauliche, così come noi la conosciamo, che sono prodotti decisamente più recenti.
L'esistenza di calci, ottenute dalla cottura di calcari particolarmente richi di argille, note anche come 'calci forti', è ben documentata, ma fu solo nel Settecento che fu capito che il meccanismo di reazione della calce idraulica era legato alla presenza di impurità argillose, cominciarono le sperimentazioni nella cottura di miscele artificiali di calcare ed argilla.
Nel 1793, J. Smeaton scoprì fortuitamente che la cottura del calcare contenente impurezze di argille produceva un tipo di calce (la calce idraulica appunto) con caratteristiche analoghe a quelle della miscela calce-pozzolana.
L'aggettivo 'idraulico', riferito a un legante, è stato introdotto da ingegnere francese Louis Vicat (1786 –1861), che per primo stabilì in maniera precisa le proporzioni tra calcare e argille necessaria a produrre materiali in grado di fare presa e indurire anche in assenza di aria, ovvero in presenza di acqua. Sempre il Vicat, propose la prima, e sotto molti aspetti ancora valida, classificazioni delle calce idrauliche.Con calci idrauliche si intendono prodotti derivati dalla calcinazione di calcari marnosi o marne calcaree (miscele naturali che presentano un certo tenore, dal 6 al 22%, di argille o altri alluminosilicati idrati) sottoposti a cottura a temperature generalmente comprese tra 1100 e 1250°C.
In tali condizioni si forma ossido di calcio (CaO) che successivamente si combina in parte con la silice e l’allumina dell’argilla formando silicati e alluminati di calcio idraulici, composti cioè che reagendo chimicamente con l’acqua formano idrati stabili ed insolubili che permettono al materiale di indurire e rimanere stabile anche sott’acqua (azione idraulica).

Negli ultimi cento anni, i significati dei termini utilizzati per designare i leganti idraulici hanno subito alcune importanti variazioni.
Ciò ha determinato notevole confusione e disorientamento da parte degli utilizzatori della calce.
Attualmente, in base alla norma UNI EN 459-1:2001, ciò che commercialmente viene indicato come Calce Idraulica (sigla HL) non viene prodotto per cottura di marne o miscele di calcare ed argilla ma è ottenuto, di fatto, miscelando cemento Portland con un buon tenore di filler (materiale inerte macinato finemente, generalmente di tipo calcareo) e piccole quantità di additivi aeranti.
I prodotti ottenuti con la cottura di marne naturali oppure di mescolanze omogenee di pietre calcaree e di materie argillose sono indicati come Calci Idrauliche Naturali.
Le calci idrauliche naturali vengono contraddistinte con la sigla NHL (Natural Hidraulic Limes) in quanto, non sono modificate e idraulicizzate con l'aggiunta di materiali pozzolanici o idraulici (clinker, cemento, ceneri ecc).
Nel caso specifico delle calci idrauliche naturali, la normativa prevede una distinzione basata sulla resistenza meccanica e sul tenore di calce libera; tale distinzione si traduce nella definizione di tre classi: NHL 2, NHL 3,5, NHL 5.

La norma UNI EN 459-1:2001 classifica le calci idrauliche in tre categorie.
Calci Idrauliche Naturali (NHL): derivate esclusivamente da marne naturali o da calcari silicei, senzal’aggiunta di altro se non l’acqua per lo spegnimento;
Calci idrauliche naturali con materiali aggiunti (NHL-Z): calci come sopra, cui vengono aggiunti sino al 20% in massa di materiali idraulicizzanti o pozzolane:
Calci Idrauliche (HL): calci costituite prevalentemente da idrossido di Ca, silicati e alluminati di Ca, prodotti mediante miscelazione di “materiali appropriati”. Grazie a questa norma, finalmente, si è definito cosa deve intendersi per calce idraulica naturale (NHL). Secondo questa classificazione, il solo materiale che, a pieno titolo, può essere definito e impiegato come tale è quello siglato NHL.