Le malte per intonaci

Definizione di malta: Miscela composta da 1 o più leganti, da inerti e/o aggregati, eventuali additivi e da acqua.
Serve per costruire muri, intonaci, eseguire iniezioni, ecc.

I LEGANTI PER GLI INTONACI
I leganti degli intonaci tradizionali sono, in ordine di scoperta:
• il gesso
• la calce aerea bagnata, cioè il grassello
• la calce idraulica artificiale (malta idraulica creata da un artificio dell'uomo)
• la calce idraulica naturale
• il cemento (prodotto composto da clinker, gesso e additivi)
• la calce idraulica sintetica (derivata dalla produzione di clinker)
• calce aerea in polvere, cioè la calce idrata

IL GESSO
Solfato di calcio biidrato, CaSO4•2(H2O).
È l'unico legante minerale a pH acido, circa 4,5. Tutti gli altri sono alcalini, pH da 10 in poi. Messo quindi a contatto con il ferro lo corrode (la corrosione avviene sotto a pH 9,7), a differenza della calce e il cemento che, essendo fortemente alcalini, lo proteggono.
In natura si trova sotto forme diverse, dai cristalli lenticolari alle rose del deserto. In Italia lo troviamo soprattutto in Emilia Romagna, Toscana, Sicilia.
Scaldato a 120° - 180° C. perde una molecola d'acqua e si chiama semidrato, noto commercialmente come gesso da stucco o gesso da modellatori.
Questo, miscelato con gesso crudo cristallino, tritato molto fine, dà origine alla scagliola.
Portando la cottura a 200° - 300° C., perde completamente l'acqua di cristallizzazione e si trasforma in anidride (utilizzata per alcuni intonaci moderni e sottofondi per pavimenti).
Gesso da stucco, scagliola ed anidride, impastati con l'acqua, fanno rapidamente presa riprendendosi le due molecole d'acqua e sviluppando un moderato calore.

Vantaggi
- Buon modulo elastico.
- Velocità di presa.

Svantaggi
L'umico legante per malte ad avere un pH acido (calci e cementi sono alcalini) e quindi, messo a contatto con parti in ferro, ne provoca l'ossidazione.
Il gesso è un prodotto igroscopico e con proprietà idrofile, cioè assorbe facilmente acqua, crescendo contemporaneamente di volume.
Deve quindi essere usato con molta cautela negli esterni, nelle parti umide e in ambienti che producono vapore.

LA CALCE AEREA
Risale come scoperta a circa 6-7.000 anni orsono. Tutte le più grandi opere al mondo sono state costruite con l'uso di questo legante.
La calce aerea si ottiene dalla cottura, in forni continui e verticali dalla caratteristica forma di tino, di calcare, il carbonato di calcio (CaCO3).
La materia prima è costituita da materiale di cava.
La cottura lo spegnimento e la stagionatura
La cottura in forni a legna garantisce una cottura a temperature idonee, data la bassa emissione di calorie del combustibile, e per questo motivo è preferita, se non addirittura pretesa, dalle Soprintendenze ai Beni Architettonici ed Ambientali italiane.

Il carbonato di calcio (CaCo3), nella fase di cottura, perde circa il 30% di peso e aumenta leggermente di volume, diventando ossido di calcio (CaO), cioè calce viva. Il nome deriva dal fatto che il sasso cotto, lasciato anche solo esposto all'aria, perde la sua forma diventando lentamente polvere, perché è sufficiente la sola umidità nell'aria per scatenare la reazione di spegnimento stechiometrico.

La cottura, in forni a legna, avviene tra i 900° ed i 1.100° C.; in forni industriali a metano, carbone o gasolio può arrivare anche a 1.250° - 1.300° C., con il rischio però di snaturare il prodotto finito.
Lo spegnimento della calce viva avviene in una specie di grossa betoniera, chiamata "ciclone" dove viene introdotta anche l'acqua necessaria allo scopo. L'ossido di calcio si trasforma così in idrossido di calcio, cioè in calce spenta (Ca(OH)2).
Durante l'azione di spegnimento avviene una reazione chimica esotermica, che produce cioè calore, circa 180° C.

Se aggiungiamo invece alla calce viva solo l'acqua necessaria per spegnerla chimicamente, si dice in modo stechiometrico, otteniamo la calce aerea idrata in polvere.
La differenza che c'è tra la calce aerea in polvere, la calce idrata (attenzione: idrata e non idraulica), e quella bagnata, il grassello, è nel diverso contenuto di acqua.
Se, infatti, continuiamo ad immettere acqua, otteniamo il grassello di calce aerea. Il grassello è poi posto in vasche o buche a stagionare.
Durante la stagionatura non avviene alcun cambiamento chimico, ma solo fisico. I cristalli dell'idrossido di calcio, cioè del grassello, che hanno una forma esagonale, da una situazione di grande disordine, si dispongono, gradualmente e lentamente, in tante file parallele, come tanti salsicciotti posti uno accanto all'altro.
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.
Quanto deve stagionare il grassello nelle vasche?
1. Per fare malta da muro: da uno a 3 tre mesi.
2. Per fare malta da intonaco: tre mesi.
3. Per fare rasanti e tinte colorati: almeno sei mesi.

La presa e l'indurimento della calce aerea
La calce aerea bagnata, cioè il grassello, fino a quando non è a contatto con l'aria, non attiva alcun processo di presa ed indurimento. Una volta posta in opera invece, venendo a contatto con l'aria, o meglio, con l'anidride carbonica che è nell'aria, si attiva prima la presa (paragoniamola alla nascita) e poi il processo di indurimento (che definiamo la vita), chiamati carbonatazione.

Il processo di carbonatazione è molto lento in quanto, per ottenere 100 chili di calce carbonatata - cioè il carbonato di calcio o calcare dal quale si era partiti per ottenere la calce -, occorrono 63 Kg d'idrossido di calcio (cioè di grassello) e ben 37 Kg d'anidride carbonica.

Se pensiamo che, nell'aria, l'anidride carbonica è presente in percentuale bassissima, solo nella misura dello 0,03%, possiamo spiegarci la lentezza di questo fenomeno. Dobbiamo evidenziare un particolare rilevante: l'idrossido di calcio non è in grado di assimilare direttamente l'anidride carbonica ma questa deve essere trasformata in acido carbonico.
Motivo per il quale è importante che il supporto sul quale si applica una finitura colorata a calce sia bagnato in precedenza, copiosamente in estate.
Inoltre, se la temperatura scende sotto ai 5° C. e l'umidità relativa dell'aria sale oltre il 90% la presa si blocca, riprendendo solo quando migliorano le condizioni climatiche.
Quanto tempo impiegano i manufatti di calce aerea a indurire completamente?
1. Una tinta a calce: poche settimane.
2. Un intonachino (rasatura colorata da 2-3 mm): due o tre mesi.
3. Un intonaco da 2-3 cm: almeno uno o due anni.
4. Un muro di calcestruzzo dallo spessore di qualche metro (per esempio i muri del Pantheon a Roma): parecchi secoli.
La domanda allora è: come facevano gli antichi romani a fare getti di calcestruzzo così consistenti e a disarmarli dopo pochi mesi?
Lo vediamo nel prossimo numero.
Abbiamo quindi visto come l'uomo, in una delle maggiori e meravigliose scoperte che abbia mai fatto, sia stato in grado di trasformare la roccia, plasmandola e facendola tornare ancora roccia. Un vero miracolo!