Materiali Leganti e Malte PDF

DIPARTIMENTO DAD – CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELL’ARCHITETTURA FONDAMENTI E PRATICHE DI TECNOLOGIA I LEGANTI E LE MALTE Lezione introduttiva Prof.ssa Marta Casanova [email protected] OBIETTIVI FORMATIVI...

DIPARTIMENTO DAD – CORSO DI LAUREA IN SCIENZE DELL’ARCHITETTURA FONDAMENTI E PRATICHE DI TECNOLOGIA I LEGANTI E LE MALTE Lezione introduttiva Prof.ssa Marta Casanova [email protected] OBIETTIVI FORMATIVI DEL SEGMENTO DIDATTICO MATERIA ORIGINE E COSTITUZIONE PROPRIETA’ ESTRAZIONE E LAVORAZIONE IMPIEGHI MATERIALI CARATTERISTICHE PRESTAZIONALI MODALITA’ DI POSA IN OPERA RUOLO NELLA COSTRUZIONE, USI 2 I LEGANTI E LE MALTE I LEGANTI E LE MALTE NON SONO LA STESSA COSA 1. Il legante è un materiale con proprietà «adesive» 2. La malta è una miscela composta di diversi materiali, tra cui il legante, che dà luogo a un composto che indurisce a contatto con l’aria o con l’acqua  RISPOSTA 1 Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Fango miscela composta da materiale solido finemente disperso e da una quantità relativamente piccola di liquido, derivata principalmente, ma non necessariamente, da sedimentazione (argilla, strato di sedimentazione fine, roccia clastica disegregata) Bitume Miscela naturale o artificiale di idrocarburi solidi o semisolidi, di colore nerastro, ottenuta da rocce asfaltiche o da petroli naturali; è usata per pavimentazioni stradali o anche come isolante o impermeabilizzante Il termine calce indica una serie di materie da costruzione, note fin dall'antichità, ottenute per cottura a temperatura elevata di calcare, marmo, conchiglie o latri materiali contenenti carbonato di calcio (CaCO3), di colore bianco Cemento: varietà di materiali da costruzione, noti come leganti idraulici (che induriscono in presenza di acqua), che miscelati con acqua sviluppano proprietà adesive Gesso: Il gesso è un materiale di aspetto bianco- grigio e polveroso, è un legante aereo  RISPOSTA 1 Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza IN EDILIZIA I LEGANTI PIU’ USATI SONO LA CALCE (USATA I PASSATO E FINO LLA SECONDA META’ DELL’OTTOCENTO, OGGI USATA QUANDO SI INTERVIENE SU ARCHITETTURE STORICHE) IL CEMENTO («SCOPERTO» NEL xix SECOLO) IL CEMENTO HA RAPIDAMENTE SOSTITUITO LA CALCE NEL MONDO DELLA COSTRUZIONE PERCHE, NEI COMPOSTI SPIEGATI PIU AVANTI’: - FA PRESA (INDURISCE) PIU’ RAPIDAMENTE - HA MAGGIORE RESISTENZA A COMPRESSIONE Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Malta di calce = miscela composta da calce (legante di colore bianco) + acqua + aggregati (inerti) fini – sabbia e polvere di pietra È possibile distinguere una malta di calce dal suo colore Malta di cemento= miscela composta da cemento (legante di colore grigio) + acqua + aggregati (inerti) fini – sabbia e polvere di pietra È possibile distinguere una malta di cemento dal suo colore Malta bastarda = miscela composta da calce e cemento (legante di colore grigio) + acqua + aggregati (inerti) fini – sabbia e polvere di pietra Calcestruzzo di cemento = miscela composta da cemento(legante di colore grigio) + acqua + aggregati (inerti) fini e grossi (ghiaia) Il ciclo produttivo dei leganti (calce e cemento) - Provenienza - Lavorazione Calce: legante usato nel passato (fino al XIX secolo) – oggi nuovamente usato perché materiale naturale Cemento: legante usato a partire dalla fine del XIX secolo  Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza IL CICLO DELLA CALCE IL CICLO DI PRODUZIONE DELLA CALCE https://www.youtube.com/watch?v=rHs4TsT29VM&ab_chan nel=TizianoLucchesi VIDEO: LO SPEGNIMENTO TRADIZIONALE DELLA CALCE https://www.youtube.com/watch?v=- YcMVn6GPqA&ab_channel=equilibriumsrl Estrazione della roccia calcarea pura: carbonato di calcio Dopo la cottura: calce viva (ossido di calcio) Ha proprietà caustiche – usato come disinfettante Spegnimento della calce viva in vasche con acqua Calce idrata (idrossido di calcio) IL CICLO DELLA CALCE Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Calce idrata (in polvere) IL CICLO DELLA CALCE Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Grassello di calce (densità pastosa) Cosa succede se si impiega carbonato di calcio con impurità argillose (marne)? Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Oggi sappiamo che la pozzolana è un materiale di natura inorganica, prevalentemente costituito da silice (SiO2) e da allumina (Al2O3). Essa è in grado di provocare l’indurimento della calce e di rendere il conglomerato indurito resistente all’azione dell’acqua grazie alla formazione di silicati di calcio idrati (C-S-H) e alluminati di calcio idrati (C-A-H) per reazione della calce con la silice e l’allumina della pozzolana. Una vera rivoluzione, datata attorno al 1750 ad opera dell’inglese Smeaton, fu l’invenzione della calce idraulica ottenuta fortuitamente per cottura di un calcare che, contravvenendo alle raccomandazioni di Vitruvio per la produzione della calce, conteneva impurezze argillose. L’impiego della calce idraulica presentava caratteristiche analoghe a quelle della miscela calce-pozzolana, con il vantaggio, tuttavia, di non dover ricorrere all’introduzione di pozzolana non disponibile ovunque. Una volta capito che il meccanismo di reazione della calce idraulica era legato alla presenza di impurità argillose, cominciarono, a partire dagli inizi del 1800, le sperimentazioni nella cottura di miscele artificiali di calcare ed argilla. Negli stessi anni in cui si assiste al progresso nella produzione del cemento Portland, compaiono anche le prime pubblicazioni relative all’importanza dell’utilizzo di aggregati con granulometria assortita al fine di minimizzare il volume dei vuoti interstiziali tra elementi lapidei,e di conseguenza, il volume di matrice cementizia necessaria al loro riempimento. CLS = CEMENTO (LEGANTE) + AGGREGATI + ACQUA La prima differenza tra calce e cemento è nella loro provenienza: La calce deriva dal carbonato di calcio puro Il cemento deriva da carbonato di calcio che contiene marne e argille VIDEO: IL CICLO DI PREPARAZIONE DEL CEMENTO https://www.youtube.com/watch?v=N5Oqv4LhC_A&ab_chann el=Howit%27sMade https://www.youtube.com/watch?v=22Ew6e80YHo&ab_chann el=HolcimSchweiz-Suisse-Svizzera Il cemento è un legante di natura idraulica per malta e calcestruzzo capace di raggiungere, dopo la presa e il conseguente indurimento, resistenze meccaniche molto elevate e rispondenti a normative di legge. Il cemento viene prodotto a partire da una miscela costituita fondamentalmente da calcari, marne ed argille dosati in opportuni rapporti, e sottoposta ad una cottura ad elevatissime temperature, che porta alla formazione del semilavorato chiamato "clinker da cemento", minerale artificiale, principale costituente del cemento Il tipo di cemento più comune è il cemento Portland. Per la sua produzione, si procede alla cottura di una miscela di calce e argilla al di sopra del livello di sinterizzazione di 1450°C. Il clinker di cemento risultante viene macinato fino all’ottenimento di una polvere fine, il cemento, che si differenzia dagli altri leganti idraulici per la sua elevata resistenza.Con l’aggiunta dell’acqua il cemento indurisce, sia con l’esposizione all’aria che sotto l’acqua. Questo procedimento chimico-fisico viene chiamato idratazione e inizia direttamente con il primo contatto tra l’acqua e i granuli di cemento. Dapprima si crea la pasta di cemento, che passa lentamente allo stato liquido e di poltiglia a quello di cemento rigido. Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza  COME PREPRARE UN CALCESTRUZZO E UNA MALTA (Tutorial Leroy Merlin, con prodotti premiscelati) https://www.youtube.com/watch?v=oP2ht_50c5w&ab_channel=l eroymerlinitalia COME PREPRARE UN CALCESTRUZZO E UNA MALTA BASTARDA https://www.youtube.com/watch?v=rHDJyfwvB3s&ab_channel=FlickAdventure Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza I LEGANTI sono parte costitutiva, insieme ad aggregati (inserti) ed acqua, di malte (aggregati fini) e calcestruzzi (aggregati fini e grossi) A cosa servono le malte? A cosa servono i calcestruzzi? Le malte servono per legare i corsi (filari di pietra) e le pietre tra loro. In questo caso si chiamano malte di allettamento (dalla parola letto = posizionamento sul filare) Le malte servono per posare un rivestimento Le malte servono per rifinire all’esterno un muro, per proteggerlo dagli agenti esterni. I questo caso si chiamano malte da intonaco Le malte idrauliche servono principalmente per: Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza L’»antenato» del calcestruzzo: L’opus caementicium Per la realizzazione del muro «a sacco» (cfr. lezione n. 5 pietra) Nella figura: due paramenti murari in blocchetti lapidei, con funzione di «cassaforma a perdere» e un riempimento di materiale incoerente (calcestruzzo a base di malta, acqua, aggregati di dimensioni diverse) I romani conoscevano già il potere coesivo di alcuni materiali leganti (soprattutto la calce) e impiegavano un calcestruzzo a base di calce come «riempimento» di paramenti murari per realizzare le spesse murature OPUS CAEMENTICIUM MURI A SACCO  Il termine calcestruzzo include anche materiali compositi largamente utilizzati nell’antichità. Le principali differenze tra i due tipi di conglomerato consistono nel diverso legante impiegato e nel concetto di assortimento granulometrico degli aggregati assente nella produzione antica ed essenziale, invece, nella produzione moderna. Nelle costruzioni romane a sacco, i paramenti in mattoni o in pietra, che fungevano da casseri a perdere, venivano riempiti di malta all’interno della quale venivano poi conficcati a mano rottami di pietra e mattone (30-50mm) costipati con una mazza di ferro. Il legante della malta era costituito da sola calce o da calce e pozzolana. Nel primo caso l’indurimento del calcestruzzo avveniva molto lentamente in seguito alla reazione della calce, Ca(OH)2, con l’anidride carbonica presente nell’aria (CO2) e alla conseguente produzione di carbonato di calcio (CaCO3). Questo processo d’indurimento, fortemente legato al grado di penetrazione dell’aria, risultava paradossalmente tanto più scadente quanto più compatta ed impenetrabile era la barriera offerta dai paramenti in pietra o in mattoni. La scoperta della pozzolana (la "rena di Cuma" nel testo di Vitruvio) segnò un rivoluzionario progresso nelle antiche costruzioni in calcestruzzo grazie alla capacità della miscela calce- pozzolana, non solo di indurire in assenza di CO2 , ma anche con velocità molto maggiore di quella richiesta dal processo di carbonatazione della calce.  Slide di riepilogo 1 Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza  Slide di riepilogo 2 Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Slide di riepilogo 3 Robie House, 1909 Frank Lloyd Wright Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza https://www.bing.com/videos/search?q=you+tube+stesura+di+intonaco&docid=6079 90305320734298&mid=7D6F6438C97D8B50B0C07D6F6438C97D8B50B0C0&view=de tail&FORM=VIRE Video esplicativo di un solo strato di intonaco, ne occorrono 3 Intonachino rinzaffo arriccio velo Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Autore: Antonio Lauria, Tecnologie di base per la residenza Intonaco Termico – Intonaco Termoisolante Intonaci su murature storiche – legante CALCE