Chimica e tecnologia dei materiali - gesso e calci

Gesso e calce

I leganti aerei sono: gesso e calce aerea. Essi fanno presa e induriscono solo in aria e non possono operare a contatto con l’acqua. I leganti idraulici sono: le calci idrauliche. Essi fanno presa e indurimento anche in acqua. Il gesso e la calce aerea sono i primi leganti usati per le costruzioni. La scoperta di tali leganti è connessa alle abitudini dei nomadi. Data la temperatura necessaria per la cottura dei calcari, è naturale che nei primi tempi si sviluppò l’uso del gesso (130 °C).

Diversi scritti, che risalgono all’epoca dei romani, ci testimoniano l’utilizzo di questi leganti. Secondo Plinio vi era l’obbligatorietà di usare solamente la calce che avesse avuto una permanenza nelle fosse per almeno tre anni, oppure Vitruvio nel suo “De architectura” citava che i migliori risultati si ottengono con calcari di colore bianco, che per murature era bene impiegare calcari compatti mentre per intonaci calcari più porosi.

Gesso

Il gesso impiegato in edilizia è il cosiddetto gesso d’opera, che è costituito da:

• Solfato di calcio emidrato (CaSO₄·1/2H₂O) o gesso emidrato
• Anidride (CaSO₄) o gesso anidro

È prodotto a partire dalla pietra di gesso, costituita da solfato di calcio bi-idrato (CaSO₄·2H₂O) e da impurezze quali silicati, alluminati, ossido di ferro. Estratto in blocchi, viene macinato e, la polvere ottenuta viene cotta in forni, subendo trasformazioni, che le conferiscono le proprietà leganti.

A 100 °C evapora l’acqua libera non legata al gesso:

• Tra 100 e 180 °C si ha la formazione del gesso emidrato: CaSO₄·2H₂O → CaSO₄·1/2H₂O + 3/2H₂O
• Tra 180 e 250 °C si ha la formazione del gesso anidro o anidride α solubile: CaSO₄·1/2H₂O → CaSO₄ + 1/2H₂O
• Ad una temperatura superiore di 250 °C l’anidride solubile diventa anidride insolubile β, noto anche come gesso stracotto.

Idratazione

Il gesso d’opera mescolato con l’acqua dà luogo ad un impasto che fa presa e indurimento; il processo termina una volta che l’emidrato e l’anidride si sono trasformati in gesso bi-idrato.

Proprietà

• Ottima resistenza al fuoco; infatti dapprima il gesso perde l’acqua che riempie i pori e blocca l’aumento della temperatura attorno i 120 °C
• Grazie alla sua porosità ha una bassa conducibilità termica, è leggero, è un isolante acustico
• Non può essere utilizzato a contatto con ammoniaca in quanto si trasforma in solfato d’a...