Calce idraulica - composizione delle marne storiche

Nella sottoesposta tabella è indicata la composizione di alcune apprezzate pietre calcari che somministrano calci comuni e calci idrauliche naturali.

                                              CaCO₃     Al₂O₃     Si₂O₃     Fe₂O₃     CMg     altro
Grasse

Pietra di Sarone (PN)             98,4         ‑‑‑           ‑‑‑           ‑‑‑        0,6       1,0

Calcare di Ternate                  96,0        0,3            0,2          0,3       3,2        ‑‑‑

Spato d'Islanda                     100,0        ---             ---            ---        ---         ---

Ciottoli dell'Adda                     97,4       ---             1,0           1,6       ---         ---

Calcare giallo di Lione (F)        94,0       ---             1,9           1,6       2,5        ---

Creta di Buogival (F)                95,5       ---             1,1           0,8       2,6        ---

Magnesiache‑magre

Calcari del Lago Maggiore      54,8       0,1            0,2           ---       44,7       0,2

Dolomia della Val d’Astico       59,2      0,6            1,1            ---       39,1       ---

Calcare di Villafranca (TO)      60,7       ---             3,0            ---       30,3      6,0

Sasso del Cellina                     82,5       0,1            0,1           0,6       16,4      0,3

Idrauliche naturali

Calcare di m. Marenzo (BG)    67,0       8,1          19,7           2,7         0,8      1,7

Pietra Albazzana (PR)              81,5       1,9          13,6           1,8         0,4      0,8

Scaglia d’Albettone (VI)           80,6       2,8          11,5           3,0         0,8      1,3

Pietra di Superga (TO)            79,0       2,1          13,7           2,7         0,8      1,7

Pietra di Pontestura (AL)         82,0       2,2          10,8           2,7         1,1      1,2

Pietra di Lauriano (TO)           81,8       1,8          12,2          1,1          2,2      0,9

Pietra di Casale (AL)               82,4       4,4            8,6           2,4         0,4      1,8

Calcare di Palazzolo (BS)       56,8      14,9          19,9          2,0         0,9       5,5

Banco di calcare marnoso

Calci idrauliche artificiali (composizioni e mescole)

I procedimenti artificiali per ottenere calci idrauliche

Nei siti in cui non si avevano calci idrauliche naturali per mancanza di calcari adatti a produrle, allorquando riusciva costoso trasportarvele, e si disponeva di calcari teneri (crete e marne calcaree), si poteva ottenere artificialmente la calce idraulica mescolando con questi una quantità di argilla pura corrispondente al grado di idraulicità che si desiderava nella calce. Analizzando chimicamente le sostanze era facile proporzionare le due quantità che si dovevano mescolare, delle quali si faceva un impasto con acqua, riducendole in una omogenea poltiglia e quindi formandone dei pani che si facevano essiccare, per sottoporli poi alla calcinazione nelle comuni fornaci da calce.

Quando non si avevano calcari teneri che si prestassero a tale impasto e si disponeva di calcari duri e compatti, il procedimento variava di poco. Si calcinavano i calcari in modo ordinario: si riduceva la calce viva in pasta mediante idratazione delle zolle con la giusta quantità d'acqua; si mescolava quindi il grassello con l'argilla pura, nella proporzione più conveniente. Indi, se ne formavano dei pani che si essiccavano e si calcinavano di nuovo per via ordinaria, avendo cura di assoggettarli ad un calore meno intenso, perché, essendo la loro densità inferiore a quella delle pietre calcari, il calore vi penetrava più facilmente.

La quantità di argilla che si mescolava alle calci comuni era variabile secondo la qualità delle calci originarie: le calci molto grasse potevano tollerare fino a 1/5 del proprio volume in argilla, le magre da 1/100 a 1/7; quanto maggiore era l'indice di idraulicità, ossia il rapporto tra la quantità di argilla e di calce che entravano in composizione, tanto più sensibile era il grado di idraulicità delle calci che se ne ottenevano. Con oltre 22 parti per cento di argilla, e temperature di fornace che raggiungevano i 1500‑1600°C, si ottenevano i cementi.

Anche la soda e la potassa furono usate nel passato per trasformare le calci comuni in calci idrauliche. L'esperienza dimostra che con una calce grassa, spenta con una quantità d'acqua satura di soda o di potassa, sufficiente per ridurla in polvere, lasciata disseccare e sottoposta di nuovo a cottura, si ottiene una calce idraulica, la quale riesce fortemente idraulica, se invece di soda e di potassa si adoperano i loro carbonati o il muriato di soda. Con questo anzi si fa a meno della seconda cottura, poiché la calce grassa viva, idratata col muriato di soda, fa presa anche nell'acqua.

Nella seguente classificazione (Vicat) sono date le proporzioni dei componenti il materiale impiegato, nonché l'indice di idraulicità dei prodotti artificiali ed il tempo impiegato nella presa.

Proporzioni su 100 parti

CaCO₃                  Argilla           Tipo di calce

100 ‑ 94,7         0,0 ‑ 5,3         Calci grasse e calci magre

94,7‑ 91,8         5,3 ‑ 8,2         Calci debolmente idrauliche

91,8 ‑ 85,2        8,2 ‑ 14,8       Calci mediamente idrauliche

85,2 ‑ 80,9      14,8 ‑ 19,1       Calci idrauliche propriamente dette

80,9 ‑ 78,2      19,1 ‑ 21,8       Calci eminentemente idrauliche

Indice di Idraulicità        Tempo di presa fuori H₂O

0,00 ‑ 0,10                        (nessuna presa idraulica)

0,10 ‑ 0,16                        16 ‑ 30 giorni

0,16 ‑ 0,31                        10 ‑ 15 giorni

0,31 ‑ 0,42                          5 ‑ 9 giorni

0,42 ‑ 0,50                          2 ‑ 4 giorni