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
Necessità della diagnostica Conoscenza Funzione Caratterizzazione Degrado Conservazione Compatibilità
Normativa Nazionali Raccomandazioni NORMAL UNINORMAL CEN Internazionali RILEM (internationa union of laboratory in construction materials, systems and structures)
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
Significato e metodi di analisi nella caratterizzazione dei leganti Identificazione della resistenza ambientale dei leganti Compatibilità Integrità
Composizione di una malta per conoscerla meglio Legante Aggregato acqua anidride carbonica o reattività altro ovvero genio e sregolatezza ritardanti
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
Reattività dell Aggregato La fine del concetto di inerzia aggregati carbonatici aggregati silicatici l idraulicità o comportamento pozzolanico
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)
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
La conoscenza della Tecnologia Il rapporto leganteaggregato la curva granulometrica ideale il cocciopesto le pozzolane le malte senza calce il segreto di famiglia
Curve granulometriche
Analisi Chimica
Fase prima
Fase seconda
Fase terza
Fase quarta
Fase quinta
Esempio di diffrazione
FTIR confronto 100.0 90 RD04a stucco + base 80 70 2514 2925 2856 RD04b base dello stucco 1794 1326 713 670 602 %T 60 50 40 3407 3543 1621 1144 1117 874 30 20 10 1431 0.0 4000.0 3000 2000 1500 1000 500 370.0 cm1
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) 906860 679656 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
80 70 60 50 40 30 20 10 0 % CaCO3 % CaCO3 da TGA VU54 VU52 VU12 VU14 VU16 VU50 VU10 bis VU09 VU07 VU05 VU03 VU01
Esempio del ciclo completo di analisi
Spettrotometria FTIR 67.6 65 60 2519 COMMENTI 3696 55 1797 799 50 45 1083 1003 856 746 713 CO 3 = SiO 2 SO 4 = 40 3437 %T 35 875 ++ + tr 30 25 20 15 10 5.9 4000.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 370.0 cm1 Note: calcite e idromagnesite brucite. I segnali dei solfati sono parzialmente coperti da quelli dei silicati, non si esclude tuttavia, la loro presenza.
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%.
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
Analisi granulometrica Granulometria peso percentuale % 30 35 25 30 25 20 20 15 15 10 10 5 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
Esempi di rapporti di distribuzione granulometrica balliage aosta gruppo 1 balliage aosta gruppo 4 30 25 20 15 10 30 25 20 15 10 5 5 0 0 50 100 150 200 250 0 0 50 100 150 200 250
Parliamo di compatibilità 110,00 Assorbimento di vapore VU52 108,00 106,00 Peso % 104,00 102,00 100,00 98,00 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 tempo (min)
Il Poro: la malta e le sue relazioni
La distribuzione porosimetrica
I Sali L unico sale buono è un sale assente l igroscopicità la deliquescenza datemi un cristallo e vi solleverò il mondo
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
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 0,37 18 10,05 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
I saggi analitici Oli Amidi Zuccheri Proteine Pian terreno C.F.3. VG01 +/ +/ VG02 +/ VG03 + + VG04 + VG05 + VG06 + VG07 +/ VG08 + VG09 + + +/ VG10 + +
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
Una diagnostica territoriale La conoscenza dei materiali utilizzati nel territorio Gesso Calci idrauliche naturali Distribuzione delle sabbie Sabbie torrentizie
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
Bottaccioli
Un intonaco per la pietra
RD05