Calce

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==Calce aerea==
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La sua natura è minerale, ed è costituita da ''[[carbonato di calcio]]'' (CaCO<sub>3</sub>), un [[sale]] di [[densità assoluta|densità]] pari a 2710 kg/cm<sup>3</sup>, punto di fusione di 825°C, molto poco solubile in acqua ma facilmente attaccabile dagli [[acido|acidi]].<br/>
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La sua natura è minerale, ed è costituita da ''[[carbonato di calcio]]'' (CaCO<sub>3</sub>), un [[sale]] di [[densità assoluta|densità]] pari a 2710 kg/m<sup>3</sup>, punto di fusione di 825°C, molto poco solubile in acqua ma facilmente attaccabile dagli [[acido|acidi]].<br/>
Viene impiegata nella produzione di [[malta|malte]] per allettamento o per intonaco; a volte viene miscelata con il [[cemento]] per la realizzazione di '''malta bastarda''', dalle caratteristiche intermedie tra quella di calce e quella di cemento (fessura meno ed è più resistente della malta di calce, mantenendo una discreta [[permeabilità al vapore]]).<br/>
Viene impiegata nella produzione di [[malta|malte]] per allettamento o per intonaco; a volte viene miscelata con il [[cemento]] per la realizzazione di '''malta bastarda''', dalle caratteristiche intermedie tra quella di calce e quella di cemento (fessura meno ed è più resistente della malta di calce, mantenendo una discreta [[permeabilità al vapore]]).<br/>
Nella calce prodotta è sempre presente una percentuale di impurità; se questa è inferiore al 10%, allora viene detta '''calce grassa''', di colore quasi bianco. La '''calce purissima''', quasi del tutto esente da corpi estranei, è completamente bianca, ed è utilizzata per realizzare opere ad affresco.<br/>
Nella calce prodotta è sempre presente una percentuale di impurità; se questa è inferiore al 10%, allora viene detta '''calce grassa''', di colore quasi bianco. La '''calce purissima''', quasi del tutto esente da corpi estranei, è completamente bianca, ed è utilizzata per realizzare opere ad affresco.<br/>
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La notevole perdita di massa per effetto dell'evaporazione riduce notevolmente il volume della calce rispetto all'idrossido di partenza. Questo fenomeno del '''ritiro''' può provocare la fessurazione del materiale, ed è molto evidente nelle malte di calce aerea; la presenza di aggregato, riducendo la quantità di legante, limita la fessurazione e ne aumenta le proprietà meccaniche. Questo inoltre ne aumenta la porosità, permettendo la penetrazione dell'aria all'interno e favorendo di conseguenza la carbonatazione.
La notevole perdita di massa per effetto dell'evaporazione riduce notevolmente il volume della calce rispetto all'idrossido di partenza. Questo fenomeno del '''ritiro''' può provocare la fessurazione del materiale, ed è molto evidente nelle malte di calce aerea; la presenza di aggregato, riducendo la quantità di legante, limita la fessurazione e ne aumenta le proprietà meccaniche. Questo inoltre ne aumenta la porosità, permettendo la penetrazione dell'aria all'interno e favorendo di conseguenza la carbonatazione.
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Per la preparazione di malte per iniezioni o per eseguire [[sbruffatura|sbruffature]] si è soliti impiegare '''latte di calce''', cioè un idrossido di calcio al quale viene aggiunta una grande quantità di acqua; si ottiene sciogliendo il grassello in abbondante acqua fino ad ottenere un liquido di colore bianco perfettamente fluido. Il grassello, infatti, resta allo stato plastico fino a trattenere una quantità di acqua pari a 2.5 volte il suo peso; superato tale limite, si diluisce completamente, formando il latte di calce. Di solito le proporzioni utilizzate sono di 100 kg di acqua per 20 g di idrossido (83.3 % di H<sub>2</sub>O e 16.7% di Ca(OH)<sub>2</sub>). Aumentando la quantità di acqua si può ottenere una sospensione satura senza residui di idrossido, detta '''acqua di calce''', dove 1.1 grammi di Ca(OH)<sub>2</sub> sono disciolti per ogni litro di H<sub>2</sub>O (circa lo 0.1% di idrossido e il 99.9% di acqua).<br/>
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Per la preparazione di malte per iniezioni o per eseguire [[sbruffatura|sbruffature]] si è soliti impiegare '''latte di calce''', cioè un idrossido di calcio al quale viene aggiunta una grande quantità di acqua; si ottiene sciogliendo il grassello in abbondante acqua fino ad ottenere un liquido di colore bianco perfettamente fluido. Il grassello, infatti, resta allo stato plastico fino a trattenere una quantità di acqua pari a 2.5 volte il suo peso; superato tale limite, si diluisce completamente, formando il latte di calce. Di solito le proporzioni utilizzate sono di 100 kg di acqua per 20 kg di idrossido (83.3 % di H<sub>2</sub>O e 16.7% di Ca(OH)<sub>2</sub>). Aumentando la quantità di acqua si può ottenere una sospensione satura senza residui di idrossido, detta '''acqua di calce''', dove 1.1 grammi di Ca(OH)<sub>2</sub> sono disciolti per ogni litro di H<sub>2</sub>O (circa lo 0.1% di idrossido e il 99.9% di acqua).<br/>
Latte ed acqua di calce vengono usate quando occorre un blando legante o un fluido da iniettare all'interno di murature o colare in intonaci distaccati da risanare.
Latte ed acqua di calce vengono usate quando occorre un blando legante o un fluido da iniettare all'interno di murature o colare in intonaci distaccati da risanare.

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Indice

Definizioni

Legante costituito da ossido di calcio, usato per la composizione di malte: aeree, se impastato con aggregati sottili, inerti (sabbie calcaree o silicee), idrauliche, se impastato con leganti idraulicizzanti (pozzolana, Trass ecc.)[1].

Descrizione

Con il termine calce si indica il legante utilizzato nella produzione di conglomerati quando ha raggiunto lo stato solido e si è indurito. Per estensione, il termine viene impiegato anche per indicare i prodotti intermedi della produzione, anche quando il legante si trova allo stato di polvere o di pasta fluida.
Le calci sono suddivise in calci aeree (che vengono spesso indicate semplicemente come calci) e le calci idrauliche: le prime solidificano solo a contatto con l'aria, le secondo solidificano anche se immerse in acqua.

Calce aerea

La sua natura è minerale, ed è costituita da carbonato di calcio (CaCO3), un sale di densità pari a 2710 kg/m3, punto di fusione di 825°C, molto poco solubile in acqua ma facilmente attaccabile dagli acidi.
Viene impiegata nella produzione di malte per allettamento o per intonaco; a volte viene miscelata con il cemento per la realizzazione di malta bastarda, dalle caratteristiche intermedie tra quella di calce e quella di cemento (fessura meno ed è più resistente della malta di calce, mantenendo una discreta permeabilità al vapore).
Nella calce prodotta è sempre presente una percentuale di impurità; se questa è inferiore al 10%, allora viene detta calce grassa, di colore quasi bianco. La calce purissima, quasi del tutto esente da corpi estranei, è completamente bianca, ed è utilizzata per realizzare opere ad affresco.
Le calci prodotte da rocce appenniniche sono di solito più pure di quelle delle Alpi. Le calci purissime migliori provengono dall'Umbria e dalla Campania.

Fase di pre-produzione

In questa fase, le industrie produttrici utilizzano dei minerali presenti in natura per realizzare il grassello di calce, un prodotto fluido venduto in sacchi che viene direttamente impiegato come materia prima in cantiere.
A tale scopo, vengono estratte e cotte in speciali forni delle pietre calcaree pure (il calcare è costituito da carbonato di calcio) che, ad una temperatura superiore ai 600°C comincia a dissociarsi in ossido di calcio e anidride carbonica secondo la reazione:

CaCO3 → CaO + CO2.

Per poter completare la dissociazione è necessario raggiungere i 900°C, temperatura alla quale tutto il carbonato di calcio si è trasformato in ossido ed anidride, nella proporzione teorica di 56 a 44 (100 kg di carbonato di calcio originano 56 kg di ossido di calcio e 44 kg di anidride carbonica), anche se - per la presenza di impurità, la quantità di ossido che si ottiene è sempre inferiore. Gli attuali forni industriali permettono di arrivare a temperature di 1200°C e di velocizzare la dissociazione.
L'ossido di calcio che si ottiene è detto calce viva perché risulta essere fortemente reattiva all'acqua, a contatto con la quale sprigiona un forte calore (fino a 300°C), in un processo che viene detto spegnimento della calce. Questa lavorazione, che una volta veniva fatta direttamente in cantiere, necessita di molte cautele perché venire in contatto con la mistura di ossido di calce ed acqua è molto pericoloso e può provocare delle ferite cutanee molto profonde. La formula alla base della reazione è la seguente

CaO + H2O → Ca(OH)2 + 64.9 J.

Al termine si ottiene idrossido di calcio (Ca(OH)2), comunemente detto calce spenta o calce idrata, un solido in polvere di colore bianco della densità di 2210 kg/m3, notevlmente solubile e con un punto di fusione di 580°C. La quantità di acqua necessaria a spegnere completamente la calce è di 32.1 kg di H2O per 100 kg di CaO (pari ad un rapporto stechiometrico[2] di 18 litri per 56 kg di calce viva); se si eccede tale valore (di solito si impiegano 1,5 m3 di acqua per 500 kg di ossido di calcio), si ottiene una pasta fluida detta grassello di calce, o semplicemente grassello, che viene confezionata in buste impermeabili o in secchi ermetici, allo scopo di evitare il contatto con l'aria che lo farebbe seccare e trasformare in calce, e commercializzata per gli impieghi più comuni. Se invece l'idrossido di calcio viene solubilizzato completamente in acqua, si ottiene l'acqua di calce, un prodotto fortemente alcalino utilizzato per la disinfezione di fogne, di locali interrati come cantine e depositi.

Fase di produzione

Per gli usi più comuni, nella fase di produzione la calce viene acquistata sotto forma di grassello, che viene utilizzato tal quale per la produzione di conglomerati, mischiandolo con aggregati per la realizzazione di malte di allettamento o per intonaci; molto rara oggi, ma praticata dagli antichi romani, è la realizzazione di calcestruzzi.
All'aria, il grassello comincia la reazione di presa, cioè avvengono al suo interno le reazioni chimiche che portano l'idrossido di calcio a trasformarsi nuovamente in carbonato di calcio; per fare questo, l'idrossido si combina con l'anidride carbonica presente nell'atmosfera, dando luogo ad una reazione chimica detta carbonatazione:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O.

L'acqua, sia di impasto che quella prodotta dalla carbonatazione, evapora grazie anche alla struttura porosa del solido che si forma. È molto importante che la carbonatazione avvenga lentamente ed in costante presenza di umidità; questo permette all'idrossido di sciogliersi progressivamente nell'acqua e di reagire con l'anidride carbonica che naturalmente si trova anch'essa disciolta, formando micro cristalli di carbonato di calcio. Se la massa si asciuga velocemente, è possibile che parte dell'idrossido non venga a contatto con l'anidride carbonica e che la carbonatazione del materiale sia soltanto parziale. Per questo motivo, durante la presa, i muratori esperti bagnano la malta per evitarne la completa disidratazione.
La notevole perdita di massa per effetto dell'evaporazione riduce notevolmente il volume della calce rispetto all'idrossido di partenza. Questo fenomeno del ritiro può provocare la fessurazione del materiale, ed è molto evidente nelle malte di calce aerea; la presenza di aggregato, riducendo la quantità di legante, limita la fessurazione e ne aumenta le proprietà meccaniche. Questo inoltre ne aumenta la porosità, permettendo la penetrazione dell'aria all'interno e favorendo di conseguenza la carbonatazione.

Per la preparazione di malte per iniezioni o per eseguire sbruffature si è soliti impiegare latte di calce, cioè un idrossido di calcio al quale viene aggiunta una grande quantità di acqua; si ottiene sciogliendo il grassello in abbondante acqua fino ad ottenere un liquido di colore bianco perfettamente fluido. Il grassello, infatti, resta allo stato plastico fino a trattenere una quantità di acqua pari a 2.5 volte il suo peso; superato tale limite, si diluisce completamente, formando il latte di calce. Di solito le proporzioni utilizzate sono di 100 kg di acqua per 20 kg di idrossido (83.3 % di H2O e 16.7% di Ca(OH)2). Aumentando la quantità di acqua si può ottenere una sospensione satura senza residui di idrossido, detta acqua di calce, dove 1.1 grammi di Ca(OH)2 sono disciolti per ogni litro di H2O (circa lo 0.1% di idrossido e il 99.9% di acqua).
Latte ed acqua di calce vengono usate quando occorre un blando legante o un fluido da iniettare all'interno di murature o colare in intonaci distaccati da risanare.

Calce magnesiaca

La calce magnesiaca è un miscuglio di carbonato di calcio (CaCO3) e carbonato di magnesio (MgCO3), due sali di colore bianco, poco solubili, di cui il secondo ha densità di 2960 kg/m3 e punto di fusione di 350°C (per il carbonato di calcio, → calce aerea).
È anch'essa un legante aereo; ha un colore più scuro della normale calce ed è particolarmente indicata per applicazioni all'esterno perché più resistenti alle condizioni climatiche severe. Si ottengono principalmente da rocce provenienti dalle Alpi.

Fase di pre-produzione

Le fasi di pre-produzione ed i prodotti ottenuti sono analoghi a quelle della normale calce aerea (→ vedi sopra), anche se in questo caso vengono cotti materiali che contengono anche magnesio, oltre che calcio. Questo accade quando, oltre al calcare puro, viene utilizzata anche la dolomite, un carbonato di calce e magnesio (MgCa(CO2)3) che produce ossidi di calcio (CaO) e magnesio (MgO). L'unica differenza consiste nel fatto che il carbonato di magnesio si dissocia già alla temperatura di 350°C, mentre occorre arrivare ai 900°C per dissociare completamente il carbonato di calcio.
La calce viva che si ottiene va spenta in acqua, ottenendo contemporaneamente idrossido di calcio e idrossido di magnesio:

CaO + H2O → Ca(OH)2 + 64.9 J; MgO + H2O → Mg(OH)2 + 41.8 J.

Aumentando la quantità di acqua è possibile ottenere, invece che la calce spenta o idrata, il grassello di calce, da impiegarsi direttamente in cantiere.

Fase di produzione

L'impiego del grassello di calce magnesiaca è analogo alla normale calce aerea (→ vedi sopra), ed anche le modalità di presa sono le medesime. Occorre soltanto aggiungere che qui, oltre al carbonato di calcio, si assiste anche alla formazione di carbonato di magnesio, e cioè alle reazioni:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O; Mg(OH)2 + CO2 → MgCO3 + H2O.

Calce idraulica

(da completare)

Voci correlate

Link esterni

Note

  1. Voce calce dell'Enciclopedia online Treccani.
  2. Per rapporto stechiometrico si intende la proporzione esatta tra i componenti di una reazione chimica necessari a formare i composti. Cfr. stechiometria dell'Enciclopedia online Treccani.
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