Lezione 16-10-2006 malte

Tecnologia dei Materiali e degli Elementi Costruttivi
Leganti, malte per
murature, intonaci
Firenze, lunedì 16 ottobre 2006
LEGANTI
Materiali che opportunamente ricondotti allo stato di polvere e miscelati
con acqua danno luogo ad un impasto di consistenza plastica in grado di
convertirsi progressivamente, attraverso reazioni chimiche irreversibili, in
un prodotto di consistenza litoide con adeguate resistenza meccanica e
aderenza alle superfici con cui viene a contatto
PRODOTTI LEGANTI
Gessi: ottenuti dalla cottura di minerali contenenti solfato di calcio biidrato;
Calci: ottenute dalla cottura di calcari (carbonato di calcio)
Cementi: ottenuti dalla macinazione dei clinker con l’aggiunta di gesso e
altri componenti
CLASSIFICAZIONE DEI LEGANTI
LEGANTI AEREI: il fenomeno di presa e indurimento dell’impasto avviene
solo in presenza di aria (l’acqua è dannosa)
LEGANTI IDRAULICI: il fenomeno di presa e indurimento dell’impasto avviene
anche se immersi in acqua
LEGANTI AEREI
TIPI
GESSI
Gesso da muro, per manufatti, per
intonaco, per sottofondi
CALCI AEREE
Calce grassa, magra, idrata
LEGANTI IDRAULICI
CALCI IDRAULICHE
Calce naturale (in zolle e in
polvere), artificiale pozzolanica e
siderurgica
CEMENTI NORMALI AD
ALTA RESISTENZA E
RAPIDO INDURIMENTO
Cemento Portland, Portland
composito, d’alto forno,
pozzolanico, composito
CEMENTI PER IMPIEGHI
PARTICOLARI
Cemento alluminoso, per
sbarramenti di ritenuta,
agglomerati cementizi
CEMENTI SPECIALI
Cementi bianchi, ferrici, ferrici
pozzolanici
LEGANTI CEMENTIZI
Il CEMENTO è un legante idraulico in forma di polvere finissima ottenuto
per macinazione del clinker (prodotto dalla cottura ad alte temperature
di pietre calcaree argillose) composto da: calce, silice, allumina, ossidi
di ferro e di magnesio, ecc,
FABBRICAZIONE DEL CLINKER ATTRAVESRO 2 FASI
Estrazione delle materie prime e preparazione della miscela cruda
(umida o secca)
Cottura della miscela cruda ad alta temperatura (disidratazione,
decarbonatazione, calcinazione e clinkerizzazione)
Nella messa in opera l’impasto dei leganti con l’acqua subisce un
processo di consolidamento attraverso 2 fasi
TEMPO DI PRESA (da alcuni minuti ad alcune ore) al termine l’impasto ha
perso le caratteristiche di lavorabilità
TEMPO DI INDURIMENTO la resistenza meccanica aumenta rapidamente
nella fase iniziale dell’indurimento per poi progredire lentamente fino al
valore massimo (28 giorno)
LEGANTI CEMENTIZI
UNI-EN 197-1 classificazione dei cementi a livello
europeo
Da 9 a 150 tipi di cemento realizzabili
Classe di resistenza (6)
Tipi di cemento (25)
Resistenza a compressione (N/mm2) minima
garantita a:
Classe di
resistenza
(sigla)
2 giorni
7 giorni
28 giorni
32.5
---
16
32.5
32.5R
10
---
32.5
42.5
10
---
42.5
42.5R
20
---
42.5
52.5
20
---
52.5
52.5R
30
---
52.5
LEGANTI CEMENTIZI
Dal clinker Portland si ottengono i cementi in commercio:
-Cemento Portland (brevetto Aspdin 1824): ottenuto per macinazione di
clinker con opportuna aggiunta di gesso o anidrite
-Cemento pozzolanico: ottenuto dalla macinazione, senza aggiunta di
materie inerti, di clinker puro e di pozzolana (più gesso)
-Cemento d’alto forno: ottenuto con la macinazione di clinker e di loppa
basica granulata di alto forno (più gesso).
-Cemento per sbarramento di ritenuta: caratterizzato da basso calore di
idratazione e da particolari caratteristiche fisico-meccaniche
-Cemento alluminoso: ottenuto da macinazione di clinker costituito
essenzialmente da alluminati idraulici di calcio (in questo caso le materie
prime per ottenere il clinker sono calcare e bauxite)
MALTE
Differenti tipologie di malte:
per muratura
per intonaci
per sottofondi
speciali
Le malte si ottengono dalla miscelazione di uno o più leganti inorganici, con
acqua, inerti (sabbia) ed eventuali additivi.
Gli INERTI costituiscono il 65-70% del volume complessivo e possono essere
naturali, se estratti dagli alveoli fluviali, o artificiali, se ottenuti per
frantumazioni di scarti o rifiuti.
La SABBIA conferisce alla malta una maggiore resistenza meccanica e,
soprattutto, limita il fenomeno di ritiro dell’impasto durante le fasi di presa e
indurimento.
Dalla dimensione dei granuli si può classificare la sabbia in:
1. fine (Φ 0-0,5 mm);
2. media (Φ 0,5-2,0 mm);
3. grossa (Φ 2,0-5,0 mm).
L’ACQUA deve essere priva di sostanze che possono alterare il processo di
indurimento o provocare fenomeni indesiderati (distillata).
Gli ADDITIVI che possono essere aggiunti sono:
1. plastificanti, che migliorano la plasticità e
lavorabilità della malta;
2. espandenti, eliminano il ritiro ed esercitano una
lieve azione espandente;
3. acceleranti, che accelerano il tempo di presa della
malta;
4. ritardanti, che allungano il tempo di presa della
malta;
5. antigelo, che abbassano la temperatura di
congelamento della malta;
6. alleggerenti, che migliorano le prestazioni
termiche della malta;
7. incrementatori, che aumentano la resistenza a
compressione alla malta;
8. impermeabilizzanti, che conferiscono proprietà
idrofughe alla malta.
La preparazione dell’impasto può avvenire a mano,
cioè con attrezzi comuni (pala) su un piano
orizzontale opportunamente predisposto, o a
macchina impastatrice (betoniera)
La dosatura, che può essere espressa in peso o
(più comunemente) in volume, determina malte con
caratteristiche differenti
Il D.M. 20 novembre 1987 (Norme tecniche per la
progettazione, esecuzione e collaudo degli edifici
in muratura e per il loro consolidamento), a
seconda della composizione in volume dei
componenti, definisce 4 classi di malta
Composizione (parti per volume)
Cl
Tipo di malta
M4
Cemento
Calce
aerea
Calce
idraulica
Sabbia
Pozzolana
Idraulica
-
-
1
3
-
M4
Pozzolanica
-
1
-
-
3
M4
Bastarda
1
-
2
9
-
M3
Bastarda
1
-
1
5
-
M2
Cementizia
1
-
0,5
4
-
M1
Cementizia
1
-
-
3
-
Alle differenti CLASSI DI MALTA corrispondono
diversi comportamenti riferiti alle principali
prestazioni: passando dalla M1 alla M4 aumentano
la lavorabilità, la permeabilità all’acqua, ecc.,
mentre diminuiscono la resistenza meccanica, la
trasmittanza termica, la resistenza al gelo, la
durabilità, ecc.
Resistenza media a compressione delle varie classi di malta
Classe
Resistenza a compressione
(N/mm2)
(kg/cm2)
M4
≥ 2,5
≥ 25
M3
≥ 5,0
≥ 50
M2
≥ 8,0
≥ 80
M1
≥ 12,0
≥ 120
Principali prestazioni delle malte
Classe
M4
M3
M2
M1
Malta
Lavorab Gelività Fes ritiro
Muratura
Durab
Statica
Termica
La norma UNI EN 998-2 del 2004 distingue 2 tipi di malta da
muratura
A PRESTAZIONE GARANTITA
A COMPOSIZIONE PRESCRITTA
A prestazione garantita quando la composizione e il metodo di
produzione sono scelti dal produttore per ottenere le proprietà
specificate
A composizione prescritta quando le proprietà risultano dalla
proporzione dichiarata dei costituenti
La norma UNI EN 998-2 del 2004 distingue le malte da muratura
anche in funzione dell’uso
• Malte di tipo G per usi generici
• Malte di tipo T per blocchi rettificati
• Malte di tipo L malta leggere con massa volumica inferiore a 1.300
kg/mq e a prestazioni termiche migliorate
Altra distinzione tra:
Malta prodotta in fabbrica (umida o secca)
Malta semifinita se può essere additivata
Malta prodotta in cantiere (non normata dalla 998-2)
CLASSIIFCAZOINE DELLE MALTE SECONDO LA UNI 998-2
IN RELAZIONE ALLA RESISENZA A COMPRESSIONE
Classe
Resistenza a compressione
(N/mm2)
(kg/cm2)
M20
20
200
M15
15
150
M10
10
100
M5
5
50
M2,5
2,5
25
M1
1
10
Dal tipo di legante utilizzato risultano le seguenti
malte:
1. malte di calce aerea, con calce aerea (grassello);
2. malta di calce idraulica, con calce idraulica;
3. malta cementizia, con cemento;
4. malta bastarda, con più leganti
contemporaneamente (ad esempio, calce aerea e
gesso);
5. malta di gesso, con gesso.
INTONACI
È un rivestimento per murature realizzato mediante strati multipli di malta
(già nel I sec. a.C. Vitruvio consiglia di stendere sei strati più un settimo di
coloritura).
L’obiettivo è quello di ottenere una superficie regolare e piana idonea a
ricevere ulteriori strati di finitura quali tinteggiature, verniciature o altri
rivestimenti.
Un intonaco civile è composto da tre strati.
Il PRIMO STRATO, quello immediatamente aderente al supporto, si chiama
rinzaffo ed è il più ricco di legante: serve a regolarizzare la superficie e
fornisce l’aderenza agli strati successivi.
Il SECONDO STRATO si chiama arriccio conferisce la tenuta all’aria e
all’acqua ed è sufficientemente elastico per non fessurarsi in presenza di
movimenti dello strato precedente.
Il TERZO STRATO, che si chiama velo, ha uno spessore inferiore ai primi e
assolve alle funzioni estetiche e protettive
L’intonaco può essere finito (quindi con il velo), al grezzo (uno strato
grossolano di arriccio spianato con la cazzuola o con un regolo) o rustico
(quando ci si ferma allo strato di rinzaffo spianandolo solo
grossolanamente): lo stato grezzo costituisce il supporto per l’applicazione di
rivestimenti ceramici.
Gli intonaci più recenti sono impastati a macchina e
spruzzati tramite un tubo ad aria compressa: la
stratificazione con i premiscelati si semplifica in uno
o due strati perché questi prodotti utilizzano
miscele di leganti e additivi che ne migliorano
l’aderenza e ne riducono la fessurabilità.
Lo spessore complessivo di un intonaco per esterni
è di circa 1,5-2,0 cm; lo spessore di un intonaco
interno è di 1,0-1,5 cm.
Dosaggio (kg/m3)
n.
Strato
01.
Cemento
Calce
idraulica
Rinzaffo
600-800
-
02.
Arriccio
50-80
300-350
03.
Velo
80-150
300-350