Malte antiche e malte da restauro. Leganti, aggregati e impasti

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1 Malte antiche e malte da restauro. Leganti, aggregati e impasti La diagnostica chimica Lorenzo APPOLONIA Direzione ricerca e progetti cofinanziati Regione Autonoma della Valle d Aosta

2 Necessità della diagnostica Conoscenza Funzione Caratterizzazione Degrado Conservazione Compatibilità

3 Normativa Nazionali Raccomandazioni NORMAL UNINORMAL CEN Internazionali RILEM (internationa union of laboratory in construction materials, systems and structures)

4 Caratterizzazione Tipologia della malta Composizione legante Legante aereo Legante idraulico Legante magnesiaco Leganti non carbonatici o misti Rapporto legante aggregato Curva granulometrica Assorbimento dell acqua o del vapore

5 Significato e metodi di analisi nella caratterizzazione dei leganti Identificazione della resistenza ambientale dei leganti Compatibilità Integrità

6 Composizione di una malta per conoscerla meglio Legante Aggregato acqua anidride carbonica o reattività altro ovvero genio e sregolatezza ritardanti

7 La Reattività del Legante CARBONATI sale di acido debole e base forte solubilità sensibile ad attacco acido SOLFATO sale di acido forte e base forte solubilità reazione di sostituzione

8 Reattività dell Aggregato La fine del concetto di inerzia aggregati carbonatici aggregati silicatici l idraulicità o comportamento pozzolanico

9 Reattività dell Acqua fisica e chimica (insieme per sempre) La scoperta del solvente il dilavamento la solubilizzazione l igroscopicità la dissoluzione dei gas i sali (nulla si crea, nulla si distrugge, tutto si trasforma)

10 La reattività della CO 2 L acido carbonico = la forza di ciò che non esiste, ovvero: io ti ho creato, io ti distruggo Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O CO 2 + H 2 O + CaCO 3 Ca(HCO 3 ) 2

11 La conoscenza della Tecnologia Il rapporto leganteaggregato la curva granulometrica ideale il cocciopesto le pozzolane le malte senza calce il segreto di famiglia

12 Curve granulometriche

13 Analisi Chimica

14 Fase prima

15 Fase seconda

16 Fase terza

17 Fase quarta

18 Fase quinta

19 Esempio di diffrazione

20 FTIR confronto RD04a stucco + base RD04b base dello stucco %T cm1

21 Rapporti quantitativi interni campioni area del picco della calcite area del picco del gesso rapporto tra le aree dei picchi calcite/gesso intervallo di integrazione (cm1) unità di misura %T cm1 %T cm1 rd03 794,13 206,64 3,8 rd03b 947,95 39,16 24,2 rd04 382,75 58,66 6,5 rd04b 919,48 1,72 534,6

22 % CaCO3 % CaCO3 da TGA VU54 VU52 VU12 VU14 VU16 VU50 VU10 bis VU09 VU07 VU05 VU03 VU01

23 Esempio del ciclo completo di analisi

24 Spettrotometria FTIR COMMENTI CO 3 = SiO 2 SO 4 = %T tr cm1 Note: calcite e idromagnesite brucite. I segnali dei solfati sono parzialmente coperti da quelli dei silicati, non si esclude tuttavia, la loro presenza.

25 Analisi termica TGA/DTA Perdita di peso endotermic a tra 98 C e 262 C dovuta a solfati e silicati. Perdita di peso endotermic a tra 382 C e 569 C dovuta a idromagnesi te. Mg5(CO3)4(OH)2 Frazione di materiale carbonatico trasformato tra 581 C e 779 C. Frazione di residuo a 1000 C. 4(H2O) 1,10% 12,26% 16,16% 67,80% Note:percentuale di calcite calcolata: 37,59%. La percentuale di calcite calcolata con la calcimetria è del 68,29%.

26 Tabella rapporti fra analisi termica e calcimetria % CO2 % CaCO3 % CO2 da TGA % CaCO3 da TGA VU14 20,57 51,43 17,81 41,41 VU15 20,51 51,28 20,54 47,77 VU16 19,01 47,53 17,99 41,83 VU17 27,72 69,3 15,86 36,88 VU50 26,13 65,32 17,82 41,44 VU51 22,38 55,95 15,89 36,95 VU52 27,32 68,29 16,17 37,59 VU53 27,54 68,85 17,39 40,44 VU54 12,43 31,08 14,67 34,13 VU55 10,96 27,4 12,7 29,53

27 Analisi granulometrica Granulometria peso percentuale % VU15 VU14 0 >5mesh >10 >10 mesh mesh >18 >18 >30 >30 >50 mesh mesh mesh mesh mesh >50>70 mesh mesh >70 >100 mesh >100 >140 mesh <140 >140 mesh <140 mesh mesh mesh

28 Esempi di rapporti di distribuzione granulometrica balliage aosta gruppo 1 balliage aosta gruppo

29 Parliamo di compatibilità 110,00 Assorbimento di vapore VU52 108,00 106,00 Peso % 104,00 102,00 100,00 98, tempo (min)

30 Il Poro: la malta e le sue relazioni

31 La distribuzione porosimetrica

32 I Sali L unico sale buono è un sale assente l igroscopicità la deliquescenza datemi un cristallo e vi solleverò il mondo

33 composto umidità relativa % KCl 84,3 NaCl 75,3 MgCl 2. 6H 2 O 33,0 CaCl 2. 6H 2 O 29,0 KNO 3 92,5 NaNO 3 73,9 NH 4 NO 61,8 3 Ca(NO 3 ) 2. 6H 2 O 52,9 Ca(NO 3 ) 2. 4H 2 O 50,0 K 2 CO 3 42,8 I sali e l umidità % umidità relativa in equilibrio delle loro soluzioni sature a 25 C (B. Paterakis) Misure tramite bomba al carburo

34 Esempio di sali solubili 7,61 1,37 1,95 4,29 35,78 26,7 2,3 2,79 0,55 3,44 VU55 6,87 2,93 1,32 2,62 26,28 19,19 2,18 2,07 0,28 2,57 VU54 2,16 1,12 1,03 27,73 9,81 16,29 0,56 0,5 0,57 VU53 0,32 0,21 0,11 17,63 10,58 5,55 0,79 0,44 0,26 VU52 1,05 0,58 0,47 15,11 9,68 4,2 0,69 0,11 0,43 VU51 0,23 0,11 0,11 14,25 7,44 6,17 0,41 0,06 0,17 VU50 11,16 5,84 4,65 0,33 0,17 0,17 VU17 0,56 0,19 0,37 17,41 6,51 9,79 0,69 0,11 0,3 VU16 0,55 0,17 0, ,05 6,71 0,9 0,35 VU15 0,04 0,04 25,22 6,16 18,06 0,46 0,28 0,26 VU14 Tot. SO4 2 PO4 3 NO 3 Br NO2 Cl Tot. Ca 2+ Mg 2+ K + NH4 + Na + camp ioni

35 I saggi analitici Oli Amidi Zuccheri Proteine Pian terreno C.F.3. VG01 +/ +/ VG02 +/ VG VG04 + VG05 + VG06 + VG07 +/ VG08 + VG / VG10 + +

36 Le analisi sui materiali moderni e i capitolati Schede tecniche dei materiali Campionamento dei materiali o dei miscelati da tenere come sistema di comparazione Campionamento di malta eseguita dall impresa da tenere come materiale da verifica

37 Una diagnostica territoriale La conoscenza dei materiali utilizzati nel territorio Gesso Calci idrauliche naturali Distribuzione delle sabbie Sabbie torrentizie

38 Prove meccaniche Alle analisi di tipo chimico e petrografico si aggiungono le prove meccaniche, non trattate in questa giornata ma basilari per la valutazione della resistenza e la possibilità di utilizzo delle malte

39 Bottaccioli

40 Un intonaco per la pietra

41 RD05

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