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Calce

Definizione – Etimologia

Dal latino calx, è un legante inorganico a base di composti del calcio ottenuto per cottura di rocce calcaree, in grado di reagire chimicamente con l’acqua trasformandosi in un composto solido resistente.

Tipi di calce

I tipi di calce, variabili a seconda della composizione, del processo produttivo e dell’impiego, sono essenzialmente raggruppabili in due grandi tipologie: calci aeree e calci idrauliche.

Le calci aeree, che induriscono a contatto con l’aria, si distinguono in:

  • calce viva o ossido di calcio (CaO), si ottiene per cottura e calcinazione a 800-1000 °C del calcare puro, sostanza biancastra, caustica e avidissima d’acqua;
  • calce idrata o spenta, deriva dall’idratazione della calce viva con abbondante acqua in modo da trasformare l’ossido di calcio (CaO) in idrossido di calcio (Ca(OH)2); si presenta come una massa plastica, untuosa, che, unita con la sabbia, costituisce un legante molto usato nella preparazione di malte e intonaci;
  • calce grassa, ottenuta dalla calcinazione del marmo o di calcare puro contenente il 95% di carbonato di calcio e appena il 5% di argilla e altre sostanze, è impiegata per intonaci;
  • calce magra, ottenuta da calcari meno puri, con maggior quantità di magnesia, silice e con una percentuale di argilla dal 10 al 15%, grazie alla quale può far presa anche nell’acqua.

A differenza delle precedenti, le calci idrauliche fanno presa in ambiente umido o in acqua (grazie all’idratazione del silicato e dell’alluminato di calcio) e derivano dalla cottura di calcari con elevata percentuale di argilla, in relazione alla quale si possono differenziare in:

  • calce naturale prodotta da calcari marnosi (contenuto di argilla 5-20%);
  • calce artificiale ottenuta dalla miscela di calcari teneri (creta, tufo, marna) e una percentuale di argilla (dal 10 al 20%) in base al grado di idraulicità voluto.

Se la percentuale di argilla è tra il 30 e il 44% si ha la calce eminentemente idraulica.

Ciclo produttivo

Il ciclo produttivo delle calci aeree si svolge in quattro fasi:

  • selezione del calcare;
  • cottura;
  • spegnimento;
  • carbonatazione.

La selezione del calcare prevede la scelta di calcari con alto contenuto di carbonati e percentuali di impurità di natura argillosa non superiori al 5%.

Durante la cottura il calcare viene immesso nei forni e portato gradualmente a una temperatura di circa 900 °C; in tali condizioni il carbonato di calcio si decompone in ossido di calcio (calce viva) e anidride carbonica secondo la reazione CaCO3 → CaO + CO2.

La fase di spegnimento comporta la trasformazione chimica della calce viva in calce idrata o spenta mediante aggiunta di acqua e produce un forte sviluppo di calore e un conseguente aumento di volume con la reazione CaO + H2O → Ca(OH)2. Le tecniche di spegnimento possono essere diverse, tra esse quella spontanea, mediante l’esposizione di strati da 30-40 cm di calce viva all’azione dell’umidità atmosferica fino alla riduzione in polvere; quella per fusione, stemperando la calce viva in acqua in contenitori di legno o in fosse scavate nel terreno, una volta spenta, la calce si trasferisce in un’altra fossa con pareti in muratura (calcinaia) dove si raccoglie allo stato liquido e, condensando, produce il grassello; infine la tecnica per immersione, che si attua affogando in acqua delle ceste contenenti calce viva frantumata fino alla riduzione in polvere.

La carbonatazione può avvenire solo in presenza di anidride carbonica e acqua e, grazie alla reazione chimica Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O, porta alla trasformazione della calce spenta in calcite, chiudendo così quello che viene chiamato ciclo della calce.

Le calci idrauliche, prodotte attraverso la cottura di rocce calcaree impure (marne) a una temperatura di circa 1000 °C all’uscita dal forno vengono “spente” con un processo simile a quello delle calci aeree, e quindi macinate. Il prodotto ottenuto è un legante idraulico utilizzato per malte e intonaci. Il fenomeno di indurimento avviene essenzialmente a opera di processi di idratazione e subordinatamente anche di carbonatazione.

Bibliografia

Benedetti C., Bacigalupi V., Materiali & Progetto, Roma, 1996.

Benedetti C., Bacigalupi V., Materiali & Progetto, Ed. Kappa, Roma, 1996

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