Transcript Le Malte
I materiali costituenti la muratura LA MALTA La malta viene usata per regolarizzare le superficie di contatto fra gli elementi costituenti la muratura, in modo da evitare il contatto per punti e quindi picchi di tensione, e nel contempo aderire agli stessi elementi in modo tale da contribuire a rendere monolitica la struttura muraria risultante. La malta è ottenuta impastando: ACQUA in quantità adeguata a rendere il composto plastico un LEGANTE: calce, idraulica o pozzolanica o aerea, oppure cemento. INERTE, in genere sabbia eventuali SOSTANZE atte a conferire particolari doti alla miscela Il composto è lavorabile; dopo un certo periodo di tempo, solidifica per reazione chimica o per evaporazione dell'acqua, producendo una massa dura in grado di aderire ai materiali da costruzione e collegarli tra loro malte comuni o aeree: hanno la proprietà di fare presa e di indurire solo in aria malte idrauliche: hanno la proprietà di fare presa e di indurire anche in ambiente umido o sommerso tali proprietà sono conferite dalla qualità dei gesso aerei LEGANTI calce aerea calce idraulica idraulici cemento e derivati un legante di tipo idraulico è da utilizzarsi: - per murature contro terra dove può mancare l'aria - per murature di notevole spessore in quanto è in grado di garantire la presa anche negli strati interni, dove può esserci assenza d'aria IL GESSO • primo tipo di legante prodotto dall'uomo • si ricava per cottura di rocce calcaree • impiegato fin dall'antichità per i sistemi di fabbricazione abbastanza semplici • sebbene di caratteristiche tecniche più povere, è impiegato largamente nell'edilizia storica soprattutto per la proprietà di fare presa e indurire rapidamente • è usato come legante per malte da muratura per realizzare stucchi e decorazioni per preparare boiacca per iniezioni per il consolidamento delle murature il gesso cotto di buona qualità si presenta come una polvere sottile, di colore da bianco a bianco-grigiastro, eventualmente impuro, di consistenza morbida e non ruvida come nei prodotti più scadenti la qualità del minerale di partenza e le diverse temperature di cottura permettono di ottenere diversi tipi di gesso: gesso d'alabastro stucchi, statuaria per interni gesso da modellatori scagliola macinazione finissima, presa molto rapida decorazioni d'interni gesso cotto (ordinario, da muratore, da presa, ...) con altri leganti: malta bastarda per murature gesso da pavimenti gesso da finiture gesso cotto a morte gessi composti Il gesso è molto igroscopico e tende ad alterarsi a causa dell'umidità dell'aria perdendo le caratteristiche di adesività e di presa Deve essere usato con cautela anche per i fissaggi, non solo perché si gonfia o polverizza, ma perché l'acqua può arrivare fino agli elementi metallici che si ossidano LA CALCE AEREA legante aereo, chiamato anche calcina comune da roccia calcarea con contenuto in carbonato di calcio (CaCO3) maggiore del 95% cottura a temperature maggiori rispetto al gesso come caratteristiche meccaniche, è migliore del gesso calce grassa (calce dolce) da rocce pure cotte al giusto grado di temperatura la pasta non si raggruma ed è molto adesiva calce magra alto tenore di impurità o cottura imperfetta poco adesiva, ruvida e granulosa calce forte deboli doti idrauliche impiegata prima della diffusione dei leganti idraulici calce idrata in polvere fior di calce calce idrata in polvere contiene idrati di calcio LA CALCE IDRAULICA calce viva + miscela di silicati, alluminati, ferriti di calcio durante la presa, formano composti molto resistenti che conferiscono le caratteristiche di idraulicità ottenute dalla cottura di pietre calcaree con impurità argillose rapidità di presa e possibilità di venire impiegata in ambienti umidi nel passato è stata molto utilizzata in luogo delle malte idrauliche composte da calce aerea e pozzolana, non sempre reperibile dalla metà del sec. XVIII viene sostituita dai cementi le caratteristiche dipendono dal quantitativo di minerali argillosi presenti nella roccia naturale o nelle miscele artificiali impiegate nella preparazione: ad un forte tenore di argilla corrisponde un alto grado di idraulicità ad un aumento dell'indice di idraulicità corrisponde una diminuzione dei tempi di presa e di indurimento: calce debolmente idraulica: prevalgono i processi di idratazione dell'idrato di calcio, tempi di presa circa 2 settimane, tempi di indurimento circa 1 mese calce eminentemente idraulica: prevale la reazione di idratazione dei composti di calcio con la silice, l'allumina e il ferro; presa e indurimento in tempi inferiori ai 4 giorni naturale derivata da roccia presente in natura artificiale miscela di partenza a base di calcare e argilla siderurgica calce viva libera + scorie o loppe d'altoforno calce idrata in polvere pozzolanica + pozzolana Le calci pozzolanica e siderurgica hanno proprietà meccaniche e di resistenza all'umidità superiori a quelle della calce idraulica, ma non vengono quasi più impiegate perché sostituite dal cemento. IL CEMENTO legante idraulico in grado di fare presa e di indurire sia all'aria che sott'acqua viene ricavato sottoponendo ad elevata temperatura una miscela, naturale o artificiale, di calcare e argilla rispetto alla calce, ha rigidezza molto maggiore tipi principali di cemento: cemento a presa rapida o romano fa presa in 5 – 20 minuti indurisce nel tempo non raggiunge elevate prestazioni cemento Portland cinque tipi principali inizio presa dopo 1 - 2 ore, fine presa entro 6 - 12 ore dopo circa 1 mese, durezza lapidea, elevata resistenza cemento d'altoforno Portland + scorie o loppe d'altoforno compatto e resistente in acque chimicamente aggressive cemento ferrico calcare e argilla + ossido di ferro basso sviluppo di calore e ritiro minimo serve per le grandi gettate cemento bianco caolino al posto dell'argilla cemento pozzolanico indurimento in tempi lunghi alta resistenza alla compressione e agli agenti aggressivi costruzione di dighe e opere subacquee cemento alluminoso rapido indurimento ed elevato sviluppo di calore resistente al freddo, all'acqua marina, agli agenti atmosferici I COMPONENTI NON LEGANTI DELLE MALTE ACQUA qualità: priva di impurità dolce o di limitata durezza temperatura: acqua calda accelera la presa gelo prima della presa disgregazione prodotti antigelo efflorescenze, umidità prodotti che accelerano la presa e abbassano la temperatura di congelamento quantità: minima necessaria per produrre un impasto omogeneo troppa acqua ritarda la presa, diminuisce la resistenza finale INERTI hanno funzioni quasi del tutto meccaniche: durante la presa e l'indurimento, si ha una diminuzione di volume dovuta all'evaporazione dell'acqua e dal prodursi del nuovo assetto cristallino; gli inerti costituiscono uno scheletro diffuso in tutto il corpo della malta che distribuisce il ritiro ed impedisce alle tensioni derivate dalla contrazione di sommarsi e produrre fessurazioni nella massa o distacchi fra i cristalli formati dopo l'idratazione SABBIA • silicea: alto contenuto di minerali quarzosi granuli compatti, non friabili adatta • calcarea: granuli friabili tende ad assorbire parte dell'acqua di impasto meno adatta preferibile sabbia a grana grossa (2-3 mm): accelera i tempi di indurimento, aumenta la resistenza finale passante a 5 mm: piccoli getti per scopi decorativi passante a 3 mm: murature ordinarie passante a 1 mm: murature faccia a vista, intonaci < ½ mm: malte porose, poco resistenti a compressione ma fortemente adesive intonaco a finire LA MALTA DI GESSO • composta solo con acqua; la sabbia serve solo ad aumentare la • • • • • • • resa in volume, ma peggiora le caratteristiche di resistenza indurisce solo all'aria fa presa rapidamente se bagnata o a contatto con parti umide, il gesso si solubilizza e si dilava anche dopo l'indurimento aderisce a quasi tutti i materiali da costruzione forma un collegamento abbastanza stabile con la pietra e con il laterizio, se provvisti di superficie scabra e leggermente porosa per questo e per il rapido indurimento è molto usata per fissare elementi alla muratura, ma per l'igroscopicità possono aversi profonde corrosioni nelle parti in ferro problemi: al calore intenso si sgretola, all'umido perde di consistenza e si dilava LA MALTA DI CALCE AEREA grassello di calce, ottenuto per spegnimento di calce viva + sabbia proporzioni all'incirca 1:3 impiegata per murature e intonaci processi di trasformazione richiedono tempi lunghi a volte risultano incompleti quando le parti più interne dei muri rimangono isolate dall'aria LE MALTE IDRAULICHE confezionate con un legante idraulico: • calce idraulica ~ 3 N/mm2 • cemento ~ 30 N/mm2 la presa e l'indurimento avvengono in aria, in ambiente umido o sommerso LE MALTE BASTARDE più leganti mescolati in diverse proporzioni per ottenere malte con le qualità dei diversi leganti e vantaggi economici in passato: calce aerea + gesso tempi di presa intermedi attualmente: calce aerea + calce idraulica calce idraulica + cemento particolarmente adatta per intonaci LE MALTE IDRAULICHE COMPOSTE malte con aggiunta di sostanze, naturali o artificiali, note con il nome generico di "pozzolana" conferiscono qualità di idraulicità alla malta di calce aerea pozzolana naturale: ricavata dai luoghi di estrazione e setacciata oppure dalla macinazione delle pietre cocciopesto: dalla macinazione di laterizi o scarti di fornace CLASSIFICAZIONE DELLE MALTE malte nuove: classificazione secondo la composizione e le proprietà meccaniche malte esistenti: è importante riuscire a conoscerne la composizione - per problemi di compatibilità (chimica e meccanica) - per dedurne le caratteristiche meccaniche per confronto CLASSIFICAZIONE DELLE MALTE NUOVE NTC 2008 classificazione secondo la composizione in volume malte di composizione diversa possono essere classificate secondo la resistenza media a compressione ottenuta da prove PROVE DI CARATTERIZZAZIONE DELLE MALTE NUOVE PROVA DI FLESSIONE (UNI EN 10015-11/2007) PROVE DI CARATTERIZZAZIONE DELLE MALTE NUOVE PROVA DI COMPRESSIONE sui monconi rotti per flessione (UNI EN 10015-11/2001) ~ Le caratteristiche meccaniche della malta dipendono molto dalle condizioni di posa e di stagionatura. Ad es., il laterizio, che è poroso, tende ad assorbire l'acqua di confezionamento della malta, ne impedisce quindi in una certa misura le reazioni chimiche che conducono all'indurimento. Le condizioni in opera sono perciò diverse da quelle in laboratorio; è quindi indispensabile eseguire le prove di laboratorio in condizioni standard, così da ottenere risultati confrontabili, ed utilizzare un coefficiente di sicurezza che tenga conto delle differenze di comportamento in opera. PROVE SULLE MALTE DI MURATURE ESISTENTI prove meccaniche: è abbastanza difficile recuperare campioni di dimensioni sufficienti analisi chimiche e petrografiche: permettono di individuare - il tipo di legante e di aggregato - il rapporto legante-aggregato - il grado e l'estensione della carbonatazione - la presenza di reazioni chimiche La conoscenza della composizione di una malta, anche se non esatta, permette la riproduzione di malte o di miscele da iniezione con caratteristiche simili o comunque compatibili con quelle originarie, da usare in eventuali interventi di riparazione. Sulle malte di caratteristiche simili si può misurare la resistenza Prove in situ strumenti a percussione • sclerometro a pendolo: si basa sulla misura del rimbalzo di una massa battente sulla superficie • penetrometri a percussione: basati sulla profondità di penetrazione di una sonda d'acciaio nella malta Prove in situ strumenti a rotazione: basati sulla resistenza alla penetrazione • penetrometri: specie di trapani strumentati Riferimenti bibliografici Menicali U., "I materiali dell'edilizia storica", La Nuova Italia Scientifica, 1992, bibl. DIS, P III 34 Binda L.: "Caratterizzazione delle murature in pietra e mattoni ai fini dell'individuazione di opportune tecniche di riparazione", http://gndt.ingv.it/Pubblicazioni/ Jurina L. : "La caratterizzazione meccanica delle murature. Parte prima: prove penetrometriche", www.jurina.it