La diagnostica mineralogico petrografica nello studio delle malte antiche

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1 La diagnostica mineralogico petrografica nello studio delle malte antiche Fabio Fratini Malte antiche e malte da restauro: leganti, aggregati, impasti Aosta 14 dicembre 2007 Fabio Fratini CNR-ICVBC Firenze

2 Le malte Miscela di leganti inorganici od organici, aggregati prevalentemente fini, acqua ed eventuali aggiunte e/o additivi organici e/o inorganici (o una miscela di solo legante ed acqua) in proporzioni tali da conferire all impasto, allo stato fresco una opportuna lavorabilità ed allo stato indurito adeguate caratteristiche fisiche, meccaniche, di aspetto, di durabilità, ecc. (Doc UNI 10924)

3 La caratterizzazione di una malta: -legante - aggregato - additivi e altri componenti - confezionamento dell impasto - messa in opera - fase di presa

4 I leganti inorganici leganti aerei - calci calciche - calci magnesiache Leganti leganti idraulici - calce idraulica naturale - leganti a base di Portland leganti idraulicizzati - calce + pozzolana - calce + terracotta macinata - calce + caolino cotto gesso

5 L aggregato - origine - sabbia/ghiaia di depositi sedimentari - frantumazione di rocce -composizione - granulometria

6 Il confezionamento dell impasto - rapporto legante/aggregato impasto grasso impasto magro - distribuzione dell aggregato - quantità di acqua d impasto porosità

7 Messa in opera applicazione di pressione orientazione dei granuli Fase di presa attenzione nel mantenere la malta umida fessurazione da ritiro

8 Le tecniche di studio mineralogico-petrografiche - diffrazione a raggi x (XRD) composizione mineralogica - osservazioni in sezione sottile in luce trasmessa al microscopio ottico

9 Diffrazione a raggi X - sul campione totale -sul legante separato - sull aggregato separato - sui frammenti non cotti e sui grumi di calce

10 sui frammenti non cotti, grumi e sul legante separato: XRD composizione mineralogica Calcite Vaterite Portlandite Brucite Hydromagnesite Magnesite Tobermorite Ettringite Thaumasite calce non carbonatata calce magnesiaca cemento cemento in degrado

11 Osservazioni petrografiche in sezione sottile aggregato -composizione - forma dei granuli -granulometria - distribuzione nell impasto -orientazione dei granuli origine vagliatura frantumazione attenzione nella preparazione pressione nella messa in opera (intonaco) rapporto legante/aggregato frammenti non cotti grumi di calce porosità impasto grasso impasto magro pietra da calce utilizzata, attenzione nella preparazione della calce quantità d acqua utilizzata nell impasto, problemi di ritiro

12 Quantità di legante Palazzo Te a Mantova (sec XVI) malta magra Cupola Duomo Firenze (sec XV) malta grassa

13 Selezione dell aggregato Carceri della Penitenza (sec XVII) Palazzo Steri-Palermo granulometria bimodale Terme romane di Fiesole (I sec) granulometria unimodale

14 Forma dell aggregato Palazzo Steri (PA) (sec XVII) granuli arrotondati Tursi (MT) granuli angolosi

15 Distribuzione dell aggregato Duomo Prato (XII-XIV sec) aggregato mal distribuito Cupola Duomo Firenze (sec XV) aggregato ben distribuito

16 Orientazione dei granuli Campanile Duomo Pietrasanta (XV-XVI sec)

17 Composizione dell aggregato Montarrenti (SI) (sec XII) aggregato carbonatico Cupola Duomo Firenze (sec XV) sabbia silicea

18 Composizione dell aggregato Chiesa di Santa Maria della Pietà a Squillace (sec XIII) granuli biotitici Rocca di Pietracassa-val d Era aggregato di frammenti serpentinitici

19 Composizione dell aggregato Pompei-Insula IX, granuli di roccia vulcanica cristallina 600 µm Pompei-Insula IX, cristalli di pirosseni di origine vulcanica 600 µm

20 Composizione dell aggregato Campanile Duomo Pietrasanta (XV-XVI sec), granuli metamorfici 600 µm Pompei-Insula IX frammenti di scorie vulcaniche

21 Composizione dell aggregato Duomo Orvieto (XII-XIV sec) aggregato gessoso Rocca di Radicofani (SI) frammento di malta di reimpiego

22 Composizione aggregato Terme romane di Fiesole (I sec) malta di impermeabilizzazione a cocciopesto

23 Struttura del legante Rocca di Radicofani(SI) legante a struttura microsparitica Statua dell Appennino di Giambologna, Pratolino (FI), (sec XVI), legante a struttura micritica

24 Tipo di legante Montarrenti (SI), legante magnesiaco Cupola Duomo Firenze (sec XV), legante debolmente idraulico

25 Tipo di legante Borgo Medievale di Torino, pietra artificiale di Casa Cuorgné (fine XIX sec), legante idraulico cemento Portland

26 Reazione legante-aggrgato Campanile Duomo di Pietrasanta (XV-XVI sec), bordo di reazione con laterizio Ponte di Augusto a Narni (fine I sec ac), bordo di reazione con selce

27 Ricristallizzazioni Sainte Baume (Provenza) cristallizzazioni di idromagnesite Terme romane di Fiesole (I sec), riprecipitazione calcitica

28 Resti di pietra da calce parzialmente cotti Duomo di Prato (XII-XIV sec) incotto di Pietra Alberese Cupola Duomo Firenze (sec XV) incotto di Pietra Alberese

29 Resti di pietra da calce parzialmente cotti Chiesa di Santa Maria della Pietà a Squillace (CZ) (sec XIII), Campanile Duomo di Pietrasanta (XV-XVI sec), incotto di marmo

30 Grumi di legante Statua dell Appennino di Giambologna, Pratolino (FI) (sec XVI) Palazzo Te a Mantova (sec XVI)

31 Grumi di legante Chiesa di Santa Maria della Pietà a Squillace (CZ) (sec XIII) Montarrenti (SI)

32 Difetti Cupola Duomo Firenze (sec XV) fessure da ritiro Cappella Tornabuoni (sec XV), Basilica di Santa Maria Novella (FI) porosità per eccesso di acqua d impasto

33 Difetti Montarrenti (SI) disgregazione in un grumo Statua dell Appennino di Giambologna, Pratolino (FI), (sec XVI), fessure da ritiro in un grumo

34 Cosa non si riesce a fare in sezione sottile - capire se il legante è una calce idraulica naturale ottenuta da cottura di calcari marnosi (indizi possono venire dai resti di cottura) - capire se il legante è una calce idraulica naturale ottenuta da cottura di calcari silicei (indizi possono venire dai resti di cottura) - capire se sono stati aggiunti additivi idraulicizzanti come caolino cotto e farina fossile - capire se il legante è un legante idraulico moderno (indizi possono venire da tracce di alite e belite non idratata)

35 Aspetti del legante Rocca di Radicofani(SI) legante a struttura microsparitica 100 µm Cupola Duomo Firenze (sec XV), Legante a struttura micritica 100 µm

36 Carsulae, rivestimento cisterna romana 400 µm 100 µm

37 Spello, malta romana 400 µm Genova, mura del XIV sec 400 µm

38 Rocca di Radicofani (XII-XV sec) 400 µm Narni, malta romana Ponte di Augusto 400 µm

39 Acquedotto romano a Quarto (Firenze) 150 µm 200 µm

40 - le malte, materiali spesso dall aspetto dimesso, non nobile, ma ricchissimi di informazioni e degni di essere studiati e conservati...ed è importante ricordare che moltissimi dati possono essere acquisiti da un semplice studio di tipo petrografico

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