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Cemento moderno e malte antiche: una convivenza degradante

Il cemento ha proprietà meccaniche molto differenti da quelle delle malte tradizionali, perciò, se messi a contatto avrebbero comportamenti differenti creando discontinuità fisica e visiva.

Per citare solo alcuni aspetti: il cemento ha un modulo elastico nettamente inferiore e ha una maggiore resistenza meccanica alla pressione, ciò significa che avrebbe deformazioni minori rispetto alle malte antiche. Oltre a ciò, il cemento ha una porosità decisamente inferiore, il che lo rende un materiale molto meno incline ad assorbire l’umidità e a trattenerla, con il risultato che essa migrerà verso i limitrofi materiali originali, portando con sé sali solubili o altre sostanze dannose.

Le componenti del cemento e il loro degrado sulle malte di calce

Dal punto di vista chimico il cemento possiede intrinsecamente una serie di componenti potenzialmente scatenanti processi di degrado.

In particolare:

  • Gli alluminati tricalcici, presenti dal 3 al 10% nelle miscele di cemento. Essi reagiscono con i solfati e con l’acqua, determinando attacco solfatico e causando deterioramento delle malte antiche, dei mattoni e delle pietre;
  • Gli alluminati ferrici tetracalcici, presenti dall’8 al 10% nelle miscele di cemento, reagiscono con il gesso causando espansioni, inficiando quindi sulla coesione delle malte tradizionali;
  • I solfati, contenuti fino al 7% nelle miscele cementizie, possono produrre con l’acqua degli acidi in grado di modificare la matrice delle malte: dal carbonato di calcio a gesso;
  • Gli alcali, presenti fino al 3% nei cementi, capaci anche loro, di costituire prodotti espansivi e creando quindi lo stesso meccanismo dei sali solubili.
  • Il gesso, presente fino al 9% nei cementi. È il principale nemico delle malte tradizionali, è la sostanza che più si disciogliere e migra all’interno dei materiali. È capace di creare micro-fessurazioni aumentando di volume durante la fase di cristallizzazione.
cemento
Degradazione estetica e fisica data dai sali solubili – Lancellotti Restauro ©

Una commistione è possibile?

Nonostante ciò, sono comunque stati fatti degli studi al fine di analizzare il potenziale, in ambito di restauro, delle malte bastarde calce-cemento in sostituzione delle malte bastarde calce aerea-calce idraulica naturale, poiché, in molti paesi, la disponibilità di calce idraulica naturale è scarsa, a differenza del cemento. Tali studi si sono concentrati su più aspetti, ossia:

  • la porosità dei materiali e le sue implicazioni nel trasporto dell’acqua;
  • la densità;
  • la composizione chimica;
  • la resistenza alla compressione;
  • la resistenza all’effetto dei sali solubili;
  • ai cicli di gelo/disgelo;
  • la compatibilità generale dei materiali. 

Tramite analisi di laboratorio è stato valutato che, aumentando l’apporto di cemento nelle malte di calce, aumenta notevolmente anche la quantità di biossido di silice e ossido di alluminio, assicurando alla malta: resistenza ai cicli di gelo/disgelo e di scioglimento/cristallizzazione dei sali, una maggiore resistenza alla compressione e un migliorato potere idraulico.

La porosità del materiale non cambia in modo significativo finché l’apporto di cemento non supera il 10% della massa totale dei leganti, ma diminuisce, e con essa la quantità d’aria all’interno, all’aumentare della percentuale di cemento.

Considerando ciò, secondo parte della letteratura scientifica le malte miste calce-cemento possono essere utilizzate, ma, il contenuto di cemento deve essere superiore al 25% (della massa totale del legante), al fine di conferire un soddisfacente miglioramento delle proprietà meccaniche, ma comunque inferiore al 50% per non influire in modo significativamente negativo sulla compatibilità tra i due leganti.

Tuttavia, un altro studio ha valutato la malta di calce mista con il 50% di calce idraulica naturale come la soluzione con più alto potenziale prestazionale e di compatibilità.

Per quanto possano avere delle prestazioni superiori e allo stesso tempo non avere comportamenti meccanici troppo differenti dalle malte antiche, le malte miste portano comunque al loro interno sostanze nocive per i materiali tradizionali.

Quindi?

A parere di chi scrive, la miscelazione delle malte a calce con il cemento non è una soluzione da escludersi a priori, ciò nonostante, comporta dei rischi facilmente evitabili aggiungendo alla calce materiali tradizionali a potere idraulico, quali: la pozzolana, il cocciopesto o la stessa calce idraulica. Anche perché un fondamentale requisito dei materiali da restauro è quello di riceve il degrado e non fornirlo ai materiali originali. Perciò è preferibile che la malta di restauro abbia caratteristiche meccaniche leggermente inferiori a quelle del materiale su cui viene applicata, in modo che, se ci dovesse essere un nuovo degrado, esso si manifesti prima sul materiale non originale e solo in un successivo momento sull’originale, sperando che questo venga anticipato da interventi manutentivi.

Bibliografia

📖 SILVA B.A., FERREIRA PINTO A.P., GOMES A.; Natural hydraulic lime versus cement for blended lime mortars for restoration works; Construction and Building Materials 94; Elsevier Ltd.; s.l.; 2017
📖 GULBE L., VITINA I., SETINA J.; The influence of cement on preperties of lime mortars; Procedia Engineering 172; Elsevier Ltd.; s.l; 2017
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📖 PECCHIONI E., FRATINI F., CANTISANI E.; Le malte antiche e moderne tra tradizione ed innovazione; Pàtron Editore; Bologna; 2018

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a cura di

Giulio Claudio Barbiera

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