Per secoli, la calce idraulica è stata un materiale da costruzione versatile utilizzato in progetti di costruzione e ristrutturazione. Le sue qualità distintive la differenziano da altre forme di calce. Si ottiene bruciando il calcare che contiene argilla e altre impurità. Potete utilizzare queste conoscenze per prendere decisioni su come utilizzarla nei vostri progetti.
La capacità della calce idraulica di solidificare e indurire in acqua è una delle sue qualità essenziali. Questo la rende un'ottima opzione per gli edifici esposti all'umidità, come scantinati, muri esterni e fondamenta. La calce idraulica è in grado di polimerizzare in condizioni di umidità, offrendo resistenza e durata in diversi ambienti, a differenza della calce non idraulica, che dipende solo dall'aria per indurire.
La traspirabilità è un'altra caratteristica degna di nota della calce idraulica. Permette all'umidità di permeare, evitando l'accumulo di umidità e riducendo la possibilità di muffe e funghi. Per questo motivo, è particolarmente indicata per le strutture più vecchie che devono mantenere un corretto equilibrio di umidità. Inoltre, la flessibilità della calce idraulica le permette di adattarsi ai movimenti naturali degli edifici senza creparsi.
La calce idraulica è relativamente più facile da lavorare rispetto a molti altri materiali da costruzione. Fornisce finiture da lisce a strutturate e può essere utilizzata in intonaci, intonaci e malte. Grazie alle sue qualità adesive, può aderire saldamente a una varietà di substrati, aumentando la stabilità complessiva della costruzione.
Scegliere la calce idraulica per un progetto di costruzione o ristrutturazione promuove la sostenibilità e garantisce l'integrità strutturale. Poiché può essere ottenuta localmente e produce meno anidride carbonica durante la produzione rispetto ai cementi moderni, è una scelta più ecologica. La sua lunga durata di vita e la bassa necessità di manutenzione ne aumentano ulteriormente l'ecocompatibilità.
- Calce idraulica – proprietà e caratteristiche
- Materie prime per la produzione di calce idraulica
- Calce idraulica e torrefazione delle materie prime di produzione
- Bagnatura della calce idraulica
- Possibili applicazioni nell'industria delle costruzioni
- Cos'è l'indice di cementazione (CI) + formula
- Tabella dei parametri per gli standard di CaO idraulico
- Video sull'argomento
- Isolamento autoportante realizzato con legna da ardere e calce idraulica
- Differenze tra gesso e calce – una storia dettagliata
- ARIA DA COSTRUZIONE E CALCE IDRAULICA GESSO DA COSTRUZIONE
Calce idraulica – proprietà e caratteristiche
La reazione con l'acqua provoca un parziale indurimento della calce idraulica. Questa è una delle caratteristiche che distingue il prodotto ottenuto da altre varietà di calce, che solidificano grazie a una reazione chimica che coinvolge anidride carbonica e aria.
Le caratteristiche della calce idraulica si collocano a metà strada tra il cemento Portland e la calce normale. La produzione, tuttavia, utilizza essenzialmente le stesse procedure.
La calce idraulica contiene silicati di calcio, che sono paragonabili agli ingredienti primari del cemento Portland, oltre all'ossido di calcio, che costituisce la maggior parte del materiale normale.
Il materiale pozzolanico e il normale ossido di calcio possono essere combinati per creare un cemento con caratteristiche simili alla calce idraulica.
È possibile rendere la calce idraulica più robusta rispetto al materiale tradizionale. Di conseguenza, questo tipo di prodotto può essere applicato in alcune situazioni in cui la calce tradizionale è inadeguata, soprattutto in presenza di acqua.
La calce idraulica è un prodotto raro delle industrie dei Paesi in via di sviluppo. Ciononostante, c'è sempre una buona possibilità che la produzione di questi materiali da costruzione aumenti nei casi in cui il cemento Portland è considerato un ingrediente costoso o scarso.
Materie prime per la produzione di calce idraulica
Le materie prime principali utilizzate nella produzione sono una certa quantità di argilla e calcare contenente carbonato di calcio (calcare argilloso). Insieme all'allumina, due costituenti cruciali dell'argilla, un contenuto di silice del 15-35% caratterizza una parte sostanziale dei calcari adatti alla produzione di calce idraulica.
I calcari argillosi sono tipicamente identificati dalla presenza di toni blu o grigi nella struttura. La superficie di frattura opaca della roccia, che non riflette la luce del sole, è un'altra caratteristica che la contraddistingue. Analogamente ad altre varietà di calcare, i calcari argillosi reagiscono quando viene aggiunta una piccola quantità di acido solforico o cloridrico diluito.
"Pietra marna" o calcare tenero, è una materia prima comune che sembra essere la più adatta per il ciclo di produzione della calce idraulica.
La maggior parte delle pietre calcaree si differenzia per il tipo di minerali argillosi presenti nello stesso giacimento e per il loro contenuto di argilla. Anche con un rigoroso controllo di qualità durante tutto il processo di produzione, questo punto porta alla produzione di un prodotto con notevoli variazioni nella resistenza e nel tempo di presa.
Calce idraulica e torrefazione delle materie prime di produzione
I seguenti obiettivi sono raggiunti dalla calcinazione di calcari argillosi:
- Deviazione del gas di anidride carbonica per produrre una forma di calce viva del prodotto (CaO), come nella produzione di calce convenzionale.
- Stimolare una reazione chimica tra la calce viva e i minerali della componente argillosa per formare composti di silicato di calcio.
Se la temperatura di cottura è superiore di 50-100°C rispetto a quella del calcare convenzionale, si innesca quest'ultima reazione. Nella produzione di calce idraulica, le temperature del forno possono raggiungere i 1200°C. Per il momento, la maggior parte dei modelli di forno sono eccellenti per la produzione di calce idraulica.
Questa opzione di produzione comporta tuttavia un tempo di cottura del forno più breve perché è necessaria una minore rimozione di anidride carbonica. Alcune specie di conifere non bruciano con una produzione di calore sufficiente a raggiungere le temperature necessarie quando vengono utilizzate come combustibile. In questa situazione è opportuno utilizzare un combustibile diverso:
- carbone,
- altri tipi di legno,
- carbone di legna.
In un forno si cuociono temperature diverse per produrre calce idraulica con proprietà differenti. Di conseguenza, è difficile fornire informazioni precise sul tempo di cottura o sulla quantità di combustibile necessaria.
Anche il tipo di materia prima utilizzata e la capacità del forno influiscono su queste cifre. I parametri per un particolare progetto possono essere stabiliti solo attraverso la sperimentazione o l'applicazione reale.
Bagnatura della calce idraulica
La calce viva esistente deve essere sufficientemente bagnata, ma non tanto da far solidificare i componenti di silicato di calcio. I grumi di calce viva dovrebbero essere ridotti in polvere fine e asciutta durante il processo di idratazione.
Per la bagnatura manuale si può utilizzare un idratatore meccanico o una superficie dura e piana. In generale, la reazione di idratazione è più lenta e meno intensa rispetto a quella della calce viva ordinaria.
In alcune situazioni è necessario utilizzare acqua calda e, se è presente molta calce idraulica, il CaO deve essere macinato subito prima dell'idratazione.
L'idratazione può trasformare in polvere l'ossido di calcio che contiene il 10-15% di calce viva. Spesso, dopo la combustione di calcare vicino al limite superiore dell'intervallo di temperatura e con un'alta percentuale di argilla nella materia prima, vengono lasciati frammenti simili a clinker, noti come grabbers. Per rimuovere questi pezzi è necessario utilizzare un vaglio e schiacciarli separatamente.
Il prodotto può essere utilizzato come cemento romano o naturale. In questo caso, il prodotto ha caratteristiche simili al cemento Portland. La calce idraulica può essere combinata con il prodotto per aumentare la resistenza e diminuire il tempo di presa.
Anche con materie prime diverse, il produttore può rispettare gli standard di resistenza grazie a questo processo di miscelazione. Se il prodotto finito non viene utilizzato subito, deve essere conservato in un luogo asciutto e preferibilmente in sacchi sigillati.
Tutto il clinker generato durante la fase di cottura della produzione del cemento Portland viene macinato in una polvere fine utilizzando costosi mulini a sfere o a tubi. Con la calce idraulica, invece, i mulini non sono necessari, a meno che non si vogliano macinare le graniglie o i prodotti di calce viva per l'idratazione.
Il cemento Portland "morbido" è meno adatto alla produzione su piccola scala rispetto alla calce idraulica a causa di questi e altri fattori, tra cui i requisiti di attrezzatura meno complicati.
Possibili applicazioni nell'industria delle costruzioni
La calce idraulica viene usata principalmente come malta. Tuttavia, anche l'uso di questo tipo di legante è appropriato:
- come intonaco per pavimenti e soffitti,
- come cemento per la produzione di blocchi in calcestruzzo non armato.
Di solito se ne sconsiglia l'uso su ferrocemento o cemento armato, a meno che non siano stati completati i test iniziali e/o non sia stata ottenuta una consulenza professionale.
La sabbia eventualmente già presente nella materia prima deve essere presa in considerazione al momento della preparazione dell'impasto di malta, e deve essere aggiunta solo la quantità di sabbia sufficiente per ottenere le proprietà necessarie dell'impasto di malta.
In genere, a seconda delle qualità desiderate, si aggiunge 1 parte di calce idraulica a 2 parti di cemento.5, 3 o 4 parti di sabbia in volume. Il tempo di utilizzo consigliato per la malta preparata è di quattro ore. Ma il cemento Portland "morbido" le malte possono essere applicate per lunghi periodi di tempo.
Se è necessaria una maggiore resistenza, è possibile aggiungere la pozzolana, a condizione che sia accuratamente combinata con la calce prima dell'aggiunta di sabbia e acqua. La malta ottenuta ha una plasticità a metà strada tra il cemento Portland e la calce normale.
I criteri per la tecnologia di cottura sono i seguenti:
- composizione chimica,
- sottigliezza,
- tempo di presa,
- resistenza alla compressione,
- resistenza complessiva,
Sono caratteristiche cruciali dei materiali realizzati con il cemento. La tabella seguente mostra un confronto dei valori delle proprietà della calce idraulica secondo gli standard indiani e americani (ASTM).
Cos'è l'indice di cementazione (CI) + formula
L'indice di cementazione (CI) o il rapporto tra silice e calce, o SiO2/CaO, è il fattore principale che determina il grado di cementività di un prodotto.
Altri minerali eventualmente presenti nel prodotto sono presi in considerazione dal cosiddetto indice di cementazione. Di seguito viene riportata la classificazione delle calci idrauliche in base all'indice di cementazione:
- Morbido (CI: 0.3-0.5).
- Moderato (CI: 0.5-0.7).
- Grado più alto (CI: 0.7-1.1).
La formula seguente fornisce il coefficiente CI:
%CaO+1.4 * %Mg / (2.8 * %SiO2+1.1 * %Al2O3+0.7 * %Fe2O3)
La norma indiana distingue tra due sole varietà di calce idraulica.
- Classe "A" – il prodotto di grado più elevato per scopi strutturali.
- Classe "B – prodotto semilavorato per muratura.
Dopo sette giorni di utilizzo, la calce idraulica raggiunge un livello di resistenza alla compressione pari a 0.5-1.0 MPa (N/mm2), e dopo sei mesi, per una miscela standard 1:3 con sabbia, raggiunge un livello di 3-7 MPa (N/mm2).
Il grado di idraulicità e le specificità del processo determineranno valori più precisi. La resistenza alla compressione del cemento Portland, invece, è di 17 MPa dopo 7 giorni e di 28 MPa dopo 6 mesi.
Tabella dei parametri per gli standard di CaO idraulico
| Proprietà | Standard indiano | Standard americano | |
| Classe "A | Classe "B" | ||
| Contenuto minimo di ossido di calcio e di magnesio, % | 60 | 70 | 65 |
| Contenuto massimo di ossido di calcio e magnesio, % | 75 | ||
| Ossido di magnesio massimo, % | 5 | 5 | |
| Contenuto minimo di silice, allumina e ossido di ferro, % | 25 | 15 | 16 |
| Valore massimo di cementazione | 0.6 | ||
| Valore minimo di cementazione | 0.6 | 0.3 | |
| Dimensioni | Senza 2.Setaccio da 36 mm, non più del 5% sul setaccio da 850 µm e non più del 10% della frazione che passa attraverso il setaccio da 850 µm sul setaccio da 300 µm | Come la classe "A" | Residuo non più di 0.5% su un setaccio da 600 micron e non più del 10% su un setaccio da 75 micron |
| Tempo di presa | Entro 2 ore prima del reclutamento iniziale ed entro 48 ore prima del reclutamento finale | Entro 2 ore prima del reclutamento iniziale ed entro 24 ore prima del reclutamento finale | |
| Resistenza minima alla compressione | 1.75 MPa dopo 14 giorni e 2.8 MPa dopo 28 giorni | 1.25 MPa dopo 14 giorni e 1.75 MPa dopo 28 giorni | Media 1.7 MPa dopo 7 giorni e 3.4 MPa dopo 28 giorni |
| Sostenibilità | Espansione massima 10 mm secondo il test di Le Chatelier | Come la classe "A" | Le malte non devono espandersi più dell'1.0% secondo i test ASTM |
La calce idraulica è un materiale da costruzione durevole e traspirante, ecologico e adattabile. Si differenzia dalla calce normale per il fatto che fa presa quando è bagnata, il che la rende perfetta per una serie di lavori di costruzione e ristrutturazione, in particolare quando il tempo è umido. Tra le sue qualità speciali figurano l'eccezionale adesione a diverse superfici e l'elevata flessibilità, che riduce la possibilità di fessurazione. La calce idraulica aiuta anche a mantenere sani gli ambienti interni facendo "respirare" gli edifici che inibisce la crescita di muffe e l'accumulo di umidità. Questo la rende un'opzione molto apprezzata sia per le nuove costruzioni che per il restauro di edifici storici.
| Proprietà | Caratteristica |
| Composizione | Prodotto a partire da calcare con impurità di argilla |
| Tempo di presa | Si fissa lentamente nell'arco di giorni o settimane |
| Resistenza all'acqua | Migliora dopo la presa, rendendola adatta alle condizioni di umidità |
| Flessibilità | Più flessibile di altri tipi di calce |
| Utilizzi | Ideale per il restauro di edifici storici e per l'edilizia eco-compatibile |
Un materiale particolarmente utile e importante per i progetti di costruzione e ristrutturazione è la calce idraulica. Le sue particolari qualità, tra cui la traspirabilità e la capacità di indurimento sott'acqua, lo rendono perfetto per una serie di utilizzi, quali intonaci, intonacature e muratura. La calce idraulica, a differenza di altri leganti, offre un'armonia di resistenza e flessibilità, garantendo che le strutture possano resistere nel tempo a una serie di carichi e condizioni atmosferiche.
La compatibilità della calce idraulica con i materiali da costruzione convenzionali è uno dei suoi principali vantaggi. Per questo motivo, è particolarmente utile per il restauro di edifici storici, dove è essenziale mantenere l'integrità originale della struttura. Grazie alla permeabilità e alla composizione naturale del materiale, può essere utilizzato in armonia con i vecchi metodi di costruzione, riducendo la possibilità di danni dovuti all'umidità.
La calce idraulica ha anche il vantaggio di essere rispettosa dell'ambiente. Ha un'impronta di carbonio inferiore a quella del cemento perché richiede meno energia per essere prodotto. Inoltre, la calce idraulica può essere riciclata e riutilizzata in vari modi, sostenendo metodi di costruzione ecocompatibili.
Tutto sommato, la calce idraulica presenta molti vantaggi sia nell'edilizia che nella ristrutturazione. Per molti progetti, l'ecocompatibilità, la durabilità e la compatibilità con i materiali convenzionali ne fanno il materiale preferito. La calce idraulica è una soluzione affidabile e sostenibile per risultati duraturi, sia che si tratti di una nuova costruzione che di un restauro storico.
