Calce: differenze tra le versioni

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Il termineLa '''calce''' indicaè una serietipologia di [[materiale da costruzione|materiali da costruzione]], noti fin dall'antichità, ottenuti per cottura a temperatura elevata di [[calcare]], [[marmo]], [[conchiglia|conchiglie]] o altri materiali contenenti [[carbonato di calcio]], di colore giallino.<ref>''Calce.'' In: {{Cita libro |titolo = EwaGlos, European Illustrated Glossary Of Conservation Terms For Wall Paintings And Architectural Surfaces. English Definitions with translations into Bulgarian, Croatian, French, German, Hungarian, Italian, Polish, Romanian, Spanish and Turkish |curatore = Angela Weyer et al. |url = http://elearn.hawk-hhg.de/projekte/ewaglos/pages/download.php |editore = Michael Imhof |città = Petersberg |anno = 2015 |p = 383 |accesso = 7 marzo 2016 |dataarchivio = 25 novembre 2020 |urlarchivio = https://web.archive.org/web/20201125155445/http://elearn.hawk-hhg.de/projekte/ewaglos/pages/download.php |urlmorto = sì }}</ref>

Il termine '''calce''' indica una serie di [[materiale da costruzione|materiali da costruzione]], noti fin dall'antichità, ottenuti per cottura a temperatura elevata di [[calcare]], [[marmo]], [[conchiglia|conchiglie]] o altri materiali contenenti [[carbonato di calcio]], di colore giallino.<ref>''Calce.'' In: {{Cita libro |titolo = EwaGlos, European Illustrated Glossary Of Conservation Terms For Wall Paintings And Architectural Surfaces. English Definitions with translations into Bulgarian, Croatian, French, German, Hungarian, Italian, Polish, Romanian, Spanish and Turkish |curatore = Angela Weyer et al. |url = http://elearn.hawk-hhg.de/projekte/ewaglos/pages/download.php |editore = Michael Imhof |città = Petersberg |anno =2015 |p = 383}}</ref>

==Storia==

Già i [[Civiltà romana|Romani]] ede i [[Fenici]] prima avevano imparato ada usare la calce come [[materiale da costruzione]], mescolata con la [[sabbia]] a formare la [[Maltamalta (materiale)di calce|malta]]. [[Marco Vitruvio Pollione|Vitruvio]], nella sua opera ''De architectura'' ne descrive la produzione a partire da pietre bianche, cotte in forni (le [[Calcara (fornace)|calcare]]) dove perdono peso (oggi sappiamo in conseguenza della liberazione di [[anidride carbonica]]). Il materiale ottenuto, la calce viva, era poi "spenta" gettandola in vasche piene d'[[acqua]].

Inizialmente adoperata nella forma di "calce aerea" (che indurisce solo se a contatto con [[aria]]) venne successivamente mischiata con pezzi di [[argilla]] cotta (vasellame, mattoni, ecc.) oppure a [[pozzolana]], una [[sabbia]] ricca di [[silice]], che ne alterano le caratteristiche di [[resistenza meccanica|resistenza]] ede [[impermeabilità]] ma soprattutto ne consentono la presa anche in ambienti non a contatto con aria (tipicamente sott'acqua). Nascevano così le "malte idrauliche", sebbene a base di calce aerea.

In tempi moderni, gli ingegneri francesi della scuola di [[École des Ponts ParisTech|Ponts et Chaussées]] nel 1750 iniziavano a costruire le fondazioni dei [[ponte|ponti]] aggiungendo [[argilla]] alla calce e ottenendo quella stessa calce idraulica che sarà studiata dall'inglese [[John Smeaton]]. Alcune [[calcare|rocce calcaree]] (p.e es. le [[Marna (roccia)|marne]]) contengono al loro interno impurità argillose o silicee; da questi materiali si può ottenere la calce idraulica senza l'aggiunta di parti esterne.

== Forme chimiche ==

La calce si presenta in due forme [[chimica]]mente distinte:

* La calce viva: costituita chimicamente da [[ossido di calcio]], CaO, fortemente [[Igroscopia|igroscopica]];

* La [[Idrossido di calcio|calce spenta]] o idrata: costituita chimicamente da [[idrossido di calcio]], Ca(OH)₂.

==Preparazione==

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La materia prima per la produzione della calce è il [[calcare]], una [[roccia sedimentaria]] ricca di [[carbonato di calcio]] (CaCO₃) che viene estratta da [[Cava (miniera)|cave]]; tipiche sono quelle delle [[Dolomiti]]. Anche il [[marmo]] e altre rocce possono essere usate a questo scopo.

Il materiale, grossolanamente frantumato con diametro dei frammenti nell'ordine dei centimetri o anche di un paio di decimetri, è introdotto in forni o ''[[fornace|fornaci]]'' dove viene riscaldato gradualmente a 900-1100 [[Temperatura|°C]]<ref>"Calce spenta" In: {{Cita libro |titolo = Pittura murale. Proposta per un glossario |curatore = Mara Nimmo |anno =2001 |p = 28}}</ref> per poi uscire dal fondo della fornace nell'arco di una decina di ore. In questa fase avviene una [[reazione chimica]] (''reazione di calcinazione'') che porta alla liberazione di [[anidride carbonica]] e alla [[produzione dell'ossido di calcio]] o calce viva:

: <chem>CaCO3 -> CaO + CO2</chem>

Dopo la cottura i frammenti di pietra riducono il loro peso di circa il 40% a causa degli [[atomo|atomi]] di [[carbonio]] e [[ossigeno]] perduti, e assumono una consistenza [[porosità|porosa]]. Inoltre il comune colore grigio del calcare viene perso e le pietre diventano per lo più bianche. Esse costituiscono la calce viva che può essere commercializzata cosìcome com'ècalce viva in zolle oppure ridotta in polvere, dev'esseree conservata in recipienti perfettamente ermetici, poiché è molto [[Igroscopia|igroscopica]].

Per ottenere la calce idrata, o calce spenta, il materiale deve subire la reazione di spegnimento:

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: <chem>CaO + H2O -> Ca(OH)2</chem>

associata a due effetti macroscopici evidenti: un violento rilascio di calore e la disgregazione della pietra per l'effetto espansivo della trasformazione da ossido ada [[idrossido di calcio]].

Lo spegnimento può essere condotto in due maniere differenti, per aspersione o per immersione.

Nel primo caso si ricorre ad un impianto di spegnimento relativamente complesso che prevede: una prima frantumazione dell'ossido in pietre di dimensione millimetrica, il trasferimento dei frammenti su un nastro trasportatore su cui avviene il vero e proprio spegnimento, mediante spruzzatori che distribuiscono l'acqua su tutta la sezione in modo da bagnare uniformemente le pietre, che si frantumano ulteriormente per la reazione. Dopo la reazione si ottiene una polvere fine detta appunto calce idrata in polvere che viene suddivisa in base alla finezza. È infatti possibile commercializzare la calce idrata in due forme diverse come fiore di calce, di maggiore pregio e costo con specifiche tecniche restrittive descritte da una specifica norma UNI, o come calce da costruzione, di minor pregio e finezza.

Lo spegnimento per immersione avviene invece quando le zolle di calce viva vengono gettate in una vasca piena d'acqua. In genere questo tipo di spegnimento avviene in due passaggi, con una prima vasca di spegnimento e il successivo passaggio nelle vasche di stagionatura, dentro le quali si ha la formazione della pasta detta "grassello di calce"<ref name="grassello" />. Nelle vasche di stagionatura è essenziale la presenza di un film d'acqua di qualche centimetro sopra la massa plastica che garantisce che l'idrossido di calcio non reagirà con l'anidride carbonica dell'aria.

Un altro metodo di produzione del grassello prevede di ottenere la pasta per successiva idratazione della calce idrata in polvere ottenuta dall'impianto di spegnimento per aspersione. Questa metodologia di produzione porta ad un grassello di qualità inferiore rispetto a quello ottenibile per immersione e lunga stagionatura.

La [[sospensione (chimica)|sospensione]] bianca che "galleggia" sopra il grassello è a volte venduta come latte di calce.

La [[calce idraulica]] è preparata a partire da [[roccia]] calcarea impura, che presenta un certo tenore, dal 6 al 22%, di argille o altri alluminosilicati idrati.<br />

Il nome deriva dal fatto che, a differenza della calce normale, è in grado di fare indurimento anche non a contatto con l'aria.

Nel primo caso si ricorre ada un impianto di spegnimento relativamente complesso che prevede: una prima frantumazione dell'ossido in pietre di dimensione millimetrica, il trasferimento dei frammenti su un nastro trasportatore su cui avviene il vero e proprio spegnimento, mediante spruzzatori che distribuiscono l'acqua su tutta la sezione in modo da bagnare uniformemente le pietre, che si frantumano ulteriormente per la reazione. DopoSi lausa reazioneacqua siatomizzata ottienee in pressione, favorendo la formazione di una polvere fine detta appunto calce idrata in polvere che viene suddivisa in base alla finezza. È infatti possibile commercializzare la calce idrata in due forme diverse come fiore di calce, di maggiore pregio e costo con specifiche tecniche restrittive descritte da una specifica norma UNI, o come calce da costruzione, di minor pregio e finezza.

== Fenomeno dei calcinaroli ==

Il '''fenomeno dei calcinaroli''' sta ad indicare il fenomeno, tipico della calce aerea, che si manifesta dopo lo "spegnimento" della calce viva [[CaO]] (ossido di calcio). Il [[calcare]] (CaCO₃) durante la cottura si dissocia secondo la [[Reazione chimica|reazione]]:

Lo spegnimento per immersione avviene invece quando le zolle di calce viva vengono gettate in unagrandi vascavasche pienadal dbordo alto, onde evitare incidenti poiché la reazione è altamente esotermica e la produzione di calore è tale da determinare l'ebollizione dell'acqua. In genere questo tipo di spegnimento avviene in due passaggi, con una prima vasca di spegnimento e il successivo passaggio nelle vasche di stagionatura, dentro le quali si ha la formazione della pasta detta "grassello di calce"<ref name="grassello" group="N" />. Nelle vasche di stagionatura è essenziale la presenza di un film d'acqua di qualche centimetro sopra la massa plastica che garantisce che l'idrossido di calcio non reagirà con l'anidride carbonica dell'aria. Il grassello può essere utilizzato prima di quindici giorni per le malte per muratura e tre mesi per le malte per intonaci.

: <chem>CaCO3 -> CaO + CO2</chem>

Un altro metodo di produzione del grassello prevede di ottenere la pasta per successiva idratazione della calce idrata in polvere ottenuta dall'impianto di spegnimento per aspersione. Questa metodologia di produzione porta ada un grassello di qualità inferiore rispetto a quello ottenibile per immersione e lunga stagionatura.

ovvero, si ottiene ossido di calcio (CaO, detta anche calce viva) e si libera [[anidride carbonica]] (CO₂).

La [[sospensione (chimica)|sospensione]] bianca che "galleggia" sopra il grassello è a volte venduta come "latte di calce".

La calce estratta dai forni di cottura può essere messa direttamente in [[commercio]] come calce viva in zolle. Più spesso viene trasformata in idrato ([[Idrossido di calcio|calce spenta]]) secondo la reazione esotermica:

=== Fenomeno dei calcinaroli ===

: <chem>CaO + H2O -> Ca(OH)2</chem>

ovvero, con l'aggiunta di [[acqua]] (H₂O) all'[[ossido di calcio]] (CaO) si ottiene un biidrossido di calcio (Ca(OH)₂, detta anche calce spenta).

Lo spegnimento può avvenire secondo due modalità:

* per aspersione: con apporto d'acqua strettamente necessario alla reazione. Si usa acqua atomizzata ed in pressione, favorendo la formazione di una polvere (fior di calce), venduta in sacchi, utilizzata per malte e [[Pittura a calce|pitture a calce]].

* per immersione: con apporto d'acqua sovrabbondante alla reazione. Viene denominata "in grandi acque" e si realizza in cantiere in grandi vasche dal bordo alto, onde evitare incidenti poiché la reazione è altamente esotermica e la produzione di calore è tale da determinare l'ebollizione dell'acqua. Terminata questa fase, prima della totale evaporazione dell'acqua, si coprono le zolle con uno strato di sabbia. La calce spenta così ottenuta è chiamata grassello (di colore bianco, densa e untosa) e non può essere utilizzata prima di 15 giorni per le malte per muratura e 3 mesi per le malte per intonaci.

Può capitare, però, che alcuni grumi di calce viva finiscano con lo spegnersi dopo l'impiego, producendo con il loro aumento di volume rigonfiamenti e disgregamenti, spesso circolari. Questo è il fenomeno dei calcinaroli e si presenta quando si usa grassello non invecchiato o calce idrata difettosa.

== Presa ede indurimento delle calci aeree ==

Una volta applicata la calce idrata, a contatto con l'aria si ha la reazione:

La presa della calce in opera inizia con l'asportazioneevaporazione dell'acqua e la successiva essiccazione. Ciò la rende inutilizzabile per le applicazioni a contatto con l'acqua (ponti, moli), ma la rende preferibile al cemento dove l'essiccazione avvenga rapidamente, come nell'applicazione di [[Intonaco|intonaci]]. Il cemento infatti non dovrebbe asciugare prima che sia terminata la fase di presa.

: <chem>Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O</chem>

Questo processo è detto "reazione di presa e indurimento". La calce spenta (Ca(OH)₂) a contatto con l'anidride carbonica (CO₂) riforma l'elemento iniziale, il calcare (CaCO₃) e libera acqua.

==Carbonatazione==

La presa inizia con l'asportazione dell'acqua e la successiva essiccazione. Ciò la rende inutilizzabile per le applicazioni a contatto con l'acqua (ponti, moli), ma la rende preferibile al cemento dove l'essiccazione avvenga rapidamente, come nell'applicazione di [[Intonaco|intonaci]]. Il cemento infatti non dovrebbe asciugare prima che sia terminata la fase di presa.

Una volta che la calce si è essiccata, a contatto con l'anidride carbonica presente nell'[[atmosfera]] inizia un lento processo che la trasforma in calcare (''[[carbonatazione]]''), il composto originario dal quale è stata prodotta. La carbonatazione parte dall'esterno e forma cristalli di CaCO₃ tra i granuli di sabbia o tra i materiali che la malta deve legare. La reazione di indurimento è:

:<chem>Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O</chem>

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Anche se la reazione precedente è corretta dal punto di vista formale, la reazione reale è più complessa. Osservando la precedente reazione infatti, il processo sembrerebbe avvenire tra un solido Ca(OH)₂ e un gas CO₂, mentre in realtà la reazione avviene in fase acquosa grazie all'acqua di impasto della calce.

L'idrossido di calcio infatti si scioglie in acqua, grazie ada una buona [[solubilità]], l'anidride carbonica si scioglie anch'essa in acqua, formando una specie indicata come [[acido carbonico]] H₂CO₃, da cui per reazione acido base si forma un sale poco solubile, ovvero il carbonato di calcio. La forma corretta è dunque:

:<chem>Ca^2+ + 2OH- + 2H+ + CO3^2- -> CaCO3 + 2 H2O</chem>

== Presa ed indurimento delle calci aeree ==

La presa e l'indurimento delle calci aeree avvengono nelle seguenti fasi successive:

*Evaporazione dell'acqua in eccesso ed asciugamento dell'impasto.

*Cristallizzazione del Ca(OH)₂ con consolidamento dell'impasto ([[presa (edilizia)|presa]] della calce).

*Partendo dall'esterno inizia la carbonatazione (formazione dei cristalli di CaCO₃) tra i granuli di sabbia o tra i materiali che la malta deve legare ([[indurimento (calcestruzzo)|indurimento]]). Al termine tutto diventa un corpo solido compatto ed insolubile in acqua.

== Forme chimiche ==

La calce si presenta in due forme [[chimica]]mente distinte:

* La calce viva: costituita chimicamente da [[ossido di calcio]], CaO, fortemente [[Igroscopia|igroscopica]]

* La [[Idrossido di calcio|calce spenta]] o idrata: costituita chimicamente da [[idrossido di calcio]], Ca(OH)₂

== Resa al grassello ==

Si definisce resa al grassello di una calce il rapporto fra il volume del grassello<ref name="grassello" group="N">Il grassello di calce è una [[sospensione (chimica)|sospensione]] in acqua di idrossido di calcio (calce spenta). Si forma durante le operazioni di spegnimento della calce viva e si presenta come una massa plastica untuosa al tatto.</ref> (nel momento in cui per evaporazione di una parte dell'acqua in eccesso inizia a fessurarsi in superficie) e il peso della calce viva che l'ha generato.

La resa al grassello viene espressa in metri cubi a tonnellata.

== Calci grasse e magre ==

== Classificazione ==

Una calce si dice grassa quando ha una resa al grassello ≥ 2,5, mentre si parla di calce magra per valori inferiori a 2,5 ma superiori a 1,5.

== Classificazione ==

Agli effetti della normativa vigente le calci aeree si distinguono in:

* calce grassa in zolle;

* calce magra in zolle;

* calce idrata in polvere, che comprende due tipi di prodotto:

** fiore di calce;

** calce idrata da costruzione.

==Impieghi==

La calce viva è usata:

Riga 190 ⟶ 168:

La calce spenta è usata:

* come [[materiale da costruzione]] unita alla sabbia ([[stabilitura]]);

* come prodotto di finitura naturale quale marmorino, calce rasata, ([[Stabilitura|intonachino]]), [[pittura a calce]] utilizzatoutilizzata per la decorazione di pareti interne ed esterne;

* come rivestimento murale impermeabile utilizzato sia in interni chesia in esterni ([[Tadelakt]]);

* mescolato al [[cemento]] per produrre una [[malta (materiale)|malta]] plastica adatta per gli [[intonaco|intonaci]];

* nella [[concia]] delle [[Pelle|pelli]];

Riga 202 ⟶ 180:

* nell'industria farmaceutica per preparare sali di [[calcio (elemento chimico)|calcio]] e [[magnesio]];

* in [[odontoiatria]] come medicamento nei sottofondi e nell'[[endodonzia]].

==Calce idraulica==

La [[calce idraulica]] è preparata a partire da [[roccia]] calcarea impura, che presenta un certo tenore, dal 6% al 22%, di argille o altri alluminosilicati idrati.<br />

Il nome deriva dal fatto che, a differenza della calce normale, è in grado di fare indurimento anche non a contatto con l'aria.

==Sicurezza==

La calce, e particolarmente quella viva, presenta una forte [[Base (chimica)|alcalinità]] e [[Sostanza corrosiva|causticità]]. Il contatto con la [[epidermide|pelle]] dell'ossido anidro può provocare gravi [[ustione|ustioni]] come avviene con la [[Idrossido di sodio|soda caustica]]. Il contatto con poca acqua (non sufficiente ad assorbire il [[calore]] prodotto) può provocare una violenta [[ebollizione]] e la proiezione di schizzi caustici e bollenti. Per questi motivi è importante utilizzare una tuta sicuramente impermeabile, guanti di qualità ede occhiali protettivi quando si maneggia la calce, sia solida chesia in soluzione, sia la [[malta di calce]].

L'ingestione di idrossido di calcio può provocare gravi sintomi, tra cui difficoltà respiratoria, [[emorragia|emorragie]] gastrointestinali, [[ipotensione]] e pericolose alterazioni neldel [[pH]] del [[sangue]].

==Note==

;Annotazioni

<references group="N"/>

;Fonti

<references/>

==Voci correlate==

*[[Calce aerea]]

*[[Calce idraulica]]

*[[Idrossido di calcio]]

*[[Malta (materiale)]]

*[[Calcara (fornace)]]

*[[Calcinello]]

*[[CementoIdrossido Soreldi calcio]]

*[[Malta (materiale)]]

*[[Malta di calce]]

== Altri progetti ==

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== Collegamenti esterni ==

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