Cemento, calcestruzzo o calce, tipologie e differenze

Calce, cemento e calcestruzzo: caratteristiche e differenze

Calce, cemento e calcestruzzo si riferiscono a materiali completamente diversi; il cemento e la calce sono infatti due tra i cosiddetti leganti, indispensabili per la confezione di malte da intonaco e per l'allettamento dei mattoni o conci di pietra durante la costruzione di un muro. Il calcestruzzo è invece un materiale composito, usato per la costruzione di elementi strutturali sottoposti prevalentemente a sforzi di compressione, tra cui ad esempio archi, volte e pareti portanti.

Malta cementizia. Foto Getty Images

Tuttavia, se munito di un'armatura metallica, il calcestruzzo forma il cemento armato (detto appunto, più precisamente, calcestruzzo armato).

Struttura interna di una struttura di calcestruzzo. Foto Getty Images

Il calcestruzzo viene inoltre utilizzato per la produzione di elementi prefabbricati come fioriere, grandi tubazioni per fogne e acquedotti, tombini, fosse settiche, cunette, canali di scolo dell'acqua piovana e masselli autobloccanti per i pavimenti esterni prefabbricati.

Classificazione, usi e caratteristiche della calce

Parlare di calce è leggermente improprio, perché esistono tre tipi di calce:

• calce aerea
• calce aerea magnesiaca
  
  
• calce idraulica naturale

Grassello di calce aerea, by Calchera San Giorgio

Ciascuna di esse è diversa per composizione chimica, proprietà fisico-meccaniche e applicazioni specifiche.

La calce aerea

La calce aerea è il legante più caratteristico delle malte storiche; come dice il nome, fa presa solo in presenza di aria (o meglio di anidride carbonica) con una reazione chimica irreversibile detta carbonatazione.
Dal punto di vista chimico è costituita da ossido oppure idrossido di calcio.

Calcinazione del calcare per ottenere la calce, by Calchera San Giorgio

Si produce per calcinazione, cioè cottura a circa 900 °C in appositi forni, di rocce calcaree come marmo, pietra d'Istria o travertino.

Da questa operazione si ottiene la calce viva, una sostanza friabile e molto caustica che si presenta sotto forma di zolle untuose e biancastre: per renderla utilizzabile va irrorata di acqua secondo un processo chiamato spegnimento.

Da questa operazione si ottengono due prodotti diversi.
Il primo è il grassello, una sostanza bianca di consistenza cremosa con cui, aggiungendo l'inerte e gli eventuali additivi, si ottengono ottime malte per qualsiasi applicazioni; mentre la seconda è la calce idrata, cioè calce spenta in polvere.

Lo spegnimento della calce aerea, by La Banca della Calce

Il grassello, opportunamente diluito fino a una consistenza liquida, si chiama invece latte di calce e si usa per la tinteggiatura di interni e facciate.

Questi prodotti sono ampiamente disponibili presso aziende specializzate come La Banca Della Calce Srl.

Calce magnesiaca

Anche la calce magnesiaca è una calce aerea, ma può contenere fino al 35% di ossido di magnesio: si ricava infatti dalla calcinazione soprattutto della dolomia, una roccia sedimentaria a base di magnesio e carbonato di calcio.



Il suo metodo di produzione è identico a quello della calce comune, ma si distingue da questa per il colore bianco sporco o lievemente grigiastro.

Sebbene presenti alcuni svantaggi, come una minore lavorabilità, la calce magnesiaca forma intonaci molto resistenti alle intemperie ed è molto adatta per la sarcitura di lesioni strutturali.

Calci idrauliche naturali

Le calci idrauliche naturali possono invece fare presa anche in presenza di una forte umidità o addirittura sott'acqua: sono perciò ideali per l'esecuzione di intonaci e murature in zone molto umide, negli edifici con infiltrazioni d'acqua abbondanti e durature e nel consolidamento delle fondazioni.

Calce idraulica naturale, by La Banca della Calce

Attualmente trovano un vasto campo di applicazione anche nel consolidamento e miglioramento sismico di edifici storici, in particolare negli interventi di sarcitura delle lesioni a scuci-cuci, esecuzione di cordoli sommitali in muratura armata, ristilatura profonda dei giunti di malta e iniezioni consolidanti nelle murature di pietrame con paramenti poco ammorsati.

Le calci idrauliche naturali si ricavano dai calcari marnosi, costituiti da calcare con un contenuto di argilla compreso tra il 5% e il 25%: uno di questi è ad esempio la pietra alberese.

Probabile intonaco di malta di calce idraulica naturale, by Calchera San Giorgio

La calce idraulica normalmente ha una colorazione nocciola o giallastra ed è disponibile sotto forma di calce idrata.

Attualmente ne esistono di due tipi: la cosiddetta NHL 3,5, usata soprattutto per le stuccature e l'esecuzione di intonaci, ma adatta anche per gli usi strutturali, e la NHL 5, più comune per il consolidamento.

Calchera San Giorgio, grazie alla sua linea Calcesana, le propone entrambe.

Caratteristiche e applicazioni del cemento

La composizione chimica del cemento è normalmente costituita da ossido di calcio, biossido di silicio, ossido di alluminio e ossido di ferro.

Anche i cementi sono una famiglia di leganti idraulici, però di origine artificiale: il più antico, il cemento Portland, venne infatti scoperto nel 1824.

Costruzione di un muro con la malta cementizia. Foto Getty Images

Successivamente sono stati studiati numerosi altri cementi, come quelli ad alta resistenza, specificamente destinati alle strutture di calcestruzzo armato, e il cemento resistente al calore usato nella costruzione di forni industriali o edifici che richiedono un'ottima resistenza al fuoco.

Secondo la norma UNI EN 197/1, i cementi vengono perciò divisi in numerose classi contraddistinte da sigle che ne indicano la resistenza a compressione.

Probabile intonaco di malta cementizia. Foto Getty Images

Oltre che per la confezione del calcestruzzi, il cemento è comunissimo nella costruzione di pareti portanti, tramezzi o tamponamenti; e per l'esecuzione di intonaci, massetti e sottofondi. Viene usato sia da solo nella malta cementizia, oppure insieme alla calce ottenendo una malta bastarda.

Le materie prime sono un insieme di rocce calcaree, marne e argille ricche di silicato di alluminio, che vengono ridotti in polvere e successivamente cotti ad altissime temperature (1300-1500 °C circa).

Cemento pronto in sacchi IntocemPlus di Holcim

I cataloghi delle aziende specializzate comprendono vari tipi di cemento in polvere, come ad esempio Giusto e IntocemPlus di Holcim Italia Spa.

Caratteristiche del calcestruzzo

La composizione del calcestruzzo risulta molto variabile, ma prevede sempre un legante, acqua, sabbia e inerti molto più grossolani (con dimensioni fino a parecchi cm), generalmente costituiti da pietrisco o ghiaia di cava.

A questi si aggiungono spesso anche alcuni additivi specifici, normalmente allo scopo di favorire il disarmo dalle casseforme.

Come già anticipato, il calcestruzzo (o cls) è un materiale composito artificiale utilizzato ormai da millenni per la costruzione di strutture sottoposte a compressione o, se munito di armatura metallica (e perciò trasformato in calcestruzzo armato), anche a trazione, torsione o flessione.

Calcestruzzo pronto per il getto. Foto Pixabay

La classica struttura portante di una palazzina con un telaio di travi e pilastri è infatti di cemento armato.

Betoniera per la preparazione del calcestruzzo. Foto Getty Images

Dopo essere stato preparato (in cantiere o nel cementificio) e opportunamente miscelato per mezzo di betoniere meccaniche, il calcestruzzo viene gettato in casseformi di legno, plastica o metallo, e quindi sottoposto a vibratura per eliminare le bolle d'aria che ne ridurrebbero la resistenza.

Dopo un certo periodo di maturazione, normalmente di circa 28 giorni, le casseforme vengono infine rimosse. Il risultato è un materiale solido e compatto, dall'aspetto simile a quello di una roccia.

Esempio di calcestruzzo degli antichi romani. Foto arch. Matteuzzi

Il legante utilizzato può variare. Attualmente si usa infatti quasi esclusivamente il cemento, ma i Romani idearono ottimi calcestruzzi a base di calce, pozzolana (cioè lapillo vulcanico macinato) e scaglie di pietra studiate in funzione della specifica destinazione d'uso: nella cupola del Pantheon sono documentati ad esempio anche calcestruzzi leggeri con scaglie di pomice.

Data la sua importanza nel mondo dell'edilizia, il calcestruzzo è regolato da una vasta serie di leggi e normative.
Gli ambiti disciplinati sono in particolare la composizione in base ai diversi usi, il periodo di maturazione, le certificazioni di qualità, la procedura per i collaudi, le prove a cui sottoporre i provini del materiale prima della sua accettazione in cantiere, le modalità di calcolo strutturale e ovviamente la resistenza meccanica, al gelo/disgelo, al calore e così via.