Le polveri di Vitruvio

01 – origini della calce 

La calce è il legante storico più diffuso, noto ed in varie forme utilizzato dai Fenici e dai Romani che, mescolandola con la sabbia, formavano gli “impasti” per costruire.

1 = la “scoperta” del primo vero legante, la calce, probabilmente dovuta al contatto accidentale di pietre calcaree con il fuoco; 2 = schematizzazione di un forno “romano”; 3 = un forno “a legna” per calce di epoca storica.

Vitruvio, nella sua opera “De architectura” del I° secolo a.c., descrive la produzione della calce a partire da pietre bianche, cotte in appositi forni (le calcare) dove perdono peso (in conseguenza della liberazione di anidride carbonica). Il materiale ottenuto, la "calce viva", era poi "spenta" gettandola in apposite vasche piene di acqua.

02 – produzione della calce 

Viene prodotta attraverso la cottura del calcare, con un processo fortemente endotermico che genera la “calce viva” e dopo lo spegnimento, la “calce spenta” per tornare “carbonato di calcio”, dopo reazione con l’anidride carbonica atmosferica.

La calce così prodotta indurisce solo a contatto con aria (con l’anidride carbonica atmosferica) e, per questo motivo è definita “calce aerea”.

03 – la “grande trasformazione”  

I limiti della calce, in parte propri del materiale ed in parte ascrivibili alla sommarietà della tecnologia dispo-nibile per la produzione, non facevano della “calce” il legante più adatto per le ambizioni dei “costruttori ro-mani”. La calce, ed il suo prodotto di reazione, il carbonato di calcio, sono infatti instabili, solubili, dilavabili ed aggredibili e, come tali, inadatti per durare a contatto con l’acqua.

Come è possibile rilevare dal testo sotto riportato, desunto dal libro di Vitruvio citato, la soluzione, per questo problema, tutt’altro che trascurabile, veniva individuata attraverso la sperimentazione, l’osservazione e la metodica annotazione delle osservazioni, che erano alla base della sapienza costruttiva di Roma.

La “narrazione” di Vitruvio descrive, seppure con i “mezzi tecnici” dell’epoca, l’attitudine a combinarsi con la calce, propria dei materiali ricchi di silice, come la pozzolana, i laterizi macinati (cocciopesto), e di più recente scoperta, i fumi di silice (microsilica) e la caolinite calcinata (Idrosana), attraverso un processo altrimenti definito “reazione pozzolanica”. Il risultato di questa reazione endotermica è una vera e propria idraulicizzazione della calce, con formazione di silicati ed alluminati di calcio idrati, stabili ed insolubili.

L’invidiabile durata delle opere e degli acquedotti romani, alcuni tutt’ora in servizio, è il risultato della “Gran-de trasformazione” di Vitruvio che anche in epoca più moderna mantiene tuta la sua validità : il carbonato di calcio, risultante dall’indurimento della calce, ha la stessa composizione del guscio d’uovo che, in una nota pubblicità, scompare a contatto con un agente acido di pulizia domestica. Basta infatti considerare il livello di acidità raggiunto, in epoca industriale, dalle precipitazioni atmosferiche, per comprendere l’attualità della “Grande trasformazione”. 

Non si può trascurare, inoltre, che anche nel più “moderno” calcestruzzo si producono, per idrolisi,  quantità non trascurabili di calce libera (Ca(OH)₂ che, attraverso il fenomeno della “carbonatazione”, diventa carbonato di calcio, instabile, solubile e, soprattutto incapace di proteggersi e proteggere, per la sua insufficiente alcalinità, l’acciaio delle armature.

04 – La “pozzolana”, fondamentale polvere di Vitruvio  

Materiale naturale di origine vulcanica (piroclastite sciolta) presente, soprattutto in Lazio e Campania (Pozzuoli), con granulometria variabile, dal limo alla sabbia, è caratterizzata da una struttura amorfa essenzial-mente costituita da silice e dalla già citata reattività con la calce.

05 – Il “cocciopesto”, un’altra polvere di Vitruvio  

Il cocciopesto, utilizzato sistematicamente nella tecnica costruttiva dei romani, per il rivestimento di cisterne, terrazze, ambienti termali, pavimentazioni, ecc., merita certamente di essere annoverato fra le “Polveri di Vitruvio”. Può essere definito come l’insieme di frammenti fittili (di terracotta) frantumati, provenienti da tegole ed anfore, impastati o meno con calce e sabbia.

Spesso identificato con il termine “opus signinum”, dal nome della città di Signia, l’odierna Segni, in realtà, il cocciopesto si caratterizzava per gli aspetti chimici e compositivi, seppure all’epoca, soltanto intuiti, mentre l’opus signinum aveva proiezioni più correlabili con le funzioni statiche derivanti dalla compressione nella muratura.

I “segreti chimici” del cocciopesto sono riconducibili al “comportamento idraulico” che lo rende “capace” di esercitare comunque un’azione legante. In altre parole anche il solo cocciopesto, aggiunto ad adeguate quantità di aggregati fini (arena), è grado di sviluppare una forma, seppure debole, di indurimento nel tempo. In presenza di calce la sua reazione pozzolanica è assimilabile a quella citata in 03.

06 – il concetto di “aggiunta pozzolanica” al calcestruzzo
  

Premesso che ciò che vale per il calcestruzzo può essere efficacemente utilizzato per i conglomerati in genere: malte ed intonaci, si riporta la specifica indicazione della più recente normativa.

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07 – Le moderne polveri di Vitruvio: i reattivi pozzolanici  

Per realizzare, al meglio, superandola, la reazione pozzolanica, nelle malte, negli intonaci e nei calcestruzzi ,AZICHEM propone una gamma di prodotti, naturali ed industriali.

07.1 – Il moderno cocciopesto: LATERSANA  

LATERSANA è un composto aggiuntivo a base di mattoni non sinterizzati, opportunamente macinati, da addizionare a miscele di calce aerea o idraulica ed aggregati selezionati per il confezionamento di malte, intonaci e betoncini assimilabili ai composti di "cocciopesto" della tradizione, negli interventi bioedili e nel restauro di edifici d'epoca e monumentali.

07.2 – Il reattivo superpozzolanico “naturale”: IDROSANA

Composto aggiuntivo, a base di caolino calcinato, fibre minerali ed agenti specifici, da addizionare a miscele di calce idraulica ed aggregati (sabbia ecc.) per il confezionamento di malte, intonaci e betoncini ad elevate prestazioni, in termini di aderenza, coesione, resistenza ed impermeabilità, negli interventi bioedili,  nel re-stauro di edifici d'epoca e monumentali. (*1) 

07.3 – Il reattivo superpozzolanico industriale: MICROSIL 90

"Aggiunta" costituita da polvere finissima a base di silice amorfa ad elevata reattività superpozzolanica, per il confezionamento di malte, intonaci, betoncini e calcestruzzi antidilavanti, ad elevatissime prestazioni in termini di impermeabilità, resistenza meccanica, resistenza chimica ecc., nella realizzazione di strutture ed opere civili e idrauliche, in atmosfera marina, montana, urbana ecc. (*1)

(*1) = La superficie specifica che definisce IDROSANA e MICROSIL 90, dell’ordine di 18 – 22 m²/grammo (nel cemento, per esempio, è di circa 0,5 m²/grammo) è alla base dell’elevatissima efficienza idraulica e pozzolanica che li caratterizza. LATERSANA, IDROSANA e MICROSIL 90, possono essere agevolmente impiegati per migliorare le caratteristiche, le prestazioni e la durabilità di malte, intonaci, betoncini e calce-struzzi sulla base delle informazioni riportate nelle rispettive schede tecniche.
 

08 – Prospettive di ulteriore innovazione

Il “Centro Studi Azichem” sta concludendo una accurata ricerca volta ad individuare le possibili utilizzazioni di speciali reattivi pozzolanici “nano tecnologici”. E’ quindi possibile ritenere che, già nel corso del corrente anno, una innovativa gamma di “aggiunte innovative” possa essere resa disponibile per gli utilizzatori.

Edoardo Mocco