Malte idrauliche a base calce per il restauro
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MALTE IDRAULICHE A BASE DI CALCE E METACAOLINO SVILUPPO DI MATERIALI E SOLUZIONI INNOVATIVE PER IL RESTAURO E LA CONSERVAZIONE DEI BENI CULTURALI Le materie prime, reperite soprattutto dalle aziende che hanno aderito al progetto, dopo accurate osservazioni in microscopia ottica allo stereomicroscopio (OM), sono state caratterizzate chimicamente e mineralogicamente mediante diverse tecniche analitiche (XRF, XRD, DTA-TGA, SEM-EDS). CARATTERIZZAZIONE delle MATERIE PRIME Formulazione di MALTE da RESTAURO per MURATURE a base di grassello (UNI 11488:2013 e UNI EN 10940:2001) Obiettivo del progetto, partito da alcuni mesi, è sviluppare MALTE IDRAULICHE utilizzando come legante la CALCE intesa soprattutto come GRASSELLO di calce, materiale storico, da sempre utilizzato nell’edilizia e nell’arte fino all’avvento del cemento, ma anche come calce idraulica naturale (NHL), che è oggi è la tipologia di calce più utilizzata nel mondo del restauro e dell’edilizia. Come additivo pozzolanico viene utilizzato il METACAOLINO (MK), ottenuto calcinando a 650°C il caolino. In particolare si è deciso di mettere a punto MALTE PER INIEZIONE per interventi di consolidamento o di riadesione di sistemi precedentemente disconnessi o distaccati e MALTE PER MURATURE quindi malte di allettamento, stilatura, riempimento, ecc. Si è scelto di utilizzare calce e metacaolino perché sono materiali COMPATIBILI (compatibilità chimica, fisica e storica) con i manufatti archeologici- storici-artistici. Inoltre l’utilizzo del grassello di calce consente di recuperare un enorme patrimonio culturale storico, legato alle tecniche di produzione e di messa in opera, che sta andando perduto. Calce e metacaolino sono materiali ECOLOGICI (basse temperature di calcinazione) e ATOSSICI (nessun additivo chimico) per cui non solo sono ottimi prodotti per il restauro, ma possono essere usati nel campo della BIOEDILIZIA. Formulazione di MALTE da RESTAURO per INIEZIONE a base di NHL (UNI 11488:2013 e UNI EN 10940:2001) Formulazione di MALTE ALLEGGERITE a base di NHL o di Grassello (UNI 11488:2013) OBIETTIVI GRASSELLLO CaO MgO SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 Gr 1 99,18 0,45 0,16 0,09 0,05 Gr 2 99,22 0,45 0,11 0,06 - Gr 3 98,64 0,69 0,4 0,23 - Gr 4 98,43 0,76 0,42 0,16 0,16 Lin (Counts) 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 2-Theta - Scale 5 10 20 30 40 50 60 La reattività tra idrossido di calcio e metacaolino è stata valutata mediante analisi termiche DTA-TGA, SEM e osservazioni al microscopio polarizatore. I minerali di neoformazione sono stati individuati attraverso analisi XRD. GRASSELLO Termogramma DTA-TGA GRASSELLO + MK 1:1 Termogramma DTA-TGA Dopo 14 giorni Ca(OH) 2 ha quasi completamente reagito col MK per formare silicati di calcio idrati, calcio alluminati idrati e silico alluminati di calcio idrati. Area con prevalenza di calcite. Area con prevalenza di fasi di neoformazione. GRASSELLO + MK 1:1 immagini al SEM GRASSELLO + MK diffrattogramma PROVE MECCANICHE (UNI EN 1015-11: 2007) RESISTENZA A FLESSIONE RESISTENZA A COMPRESSIONE SABBIA METACAOLINO MK Contatti: Laura Amadei, CERTIMAC, Faenza, [email protected] Michele Macchiarola, ISTEC-CNR, Faenza, [email protected] SABBIA Sabbia prevalentemente silicoclastica con frazione carbonatica subordinata. Ca(OH) 2 Fasi di neoformazione PRIME FORMULAZIONI SABBIA MK CL 90-S PL SABBIA MK H 2 O H 2 O PERLITE MK H 2 O CL 90-S PL NHL 3.5 RESISTENZA MEDIA σ m (N/mm 2 ) MALTE A GRASSELLO 18,12 MALTE A NHL 3.5 17,71 RESISTENZA MEDIA f m (N/mm 2 ) MALTE A GRASSELLO 2,85 MALTE A NHL 3.5 1,86 Ca(OH) 2 TECNOPOLO MITAI VALUTAZIONE REATTIVITÀ CALCE - METACAOLINO Temperatura [°C] Temperatura [°C] ALLUMINATI DI CALCIO IDRATI STRATLINGITE Position [°2Theta]
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MALTE IDRAULICHE A BASE DI CALCE E METACAOLINO
SVILUPPO DI MATERIALI E SOLUZIONI INNOVATIVE PER IL RESTAURO E LA CONSERVAZIONE DEI BENI CULTURALI
Le materie prime, reperite soprattutto dalle aziende che hanno aderito al progetto, dopo accurate osservazioni in microscopia ottica allo stereomicroscopio (OM),
sono state caratterizzate chimicamente e mineralogicamente mediante diverse tecniche analitiche (XRF, XRD, DTA-TGA, SEM-EDS).
CARATTERIZZAZIONE delle MATERIE PRIME
Formulazione di MALTE da RESTAURO per MURATURE a base di grassello (UNI 11488:2013 e UNI EN 10940:2001)
Obiettivo del progetto, partito da alcuni mesi, è sviluppare MALTE IDRAULICHE utilizzando come legante la CALCE intesa soprattutto come GRASSELLO di calce, materiale storico, da sempre utilizzato nell’edilizia e nell’arte fino all’avvento del cemento, ma anche come calce idraulica naturale (NHL), che è oggi è la tipologia di calce più utilizzata nel mondo del restauro e dell’edilizia.
Come additivo pozzolanico viene utilizzato il METACAOLINO (MK), ottenuto calcinando a 650°C il caolino.
In particolare si è deciso di mettere a punto MALTE PER INIEZIONE per interventi di consolidamento o di riadesione di sistemi precedentemente disconnessi o distaccati e MALTE PER MURATURE quindi malte di allettamento, stilatura, riempimento, ecc.
Si è scelto di utilizzare calce e metacaolino perché sono materiali COMPATIBILI (compatibilità chimica, fisica e storica) con i manufatti archeologici-storici-artistici. Inoltre l’utilizzo del grassello di calce consente di recuperare un enorme patrimonio culturale storico, legato alle tecniche di produzione e di messa in opera, che sta andando perduto. Calce e metacaolino sono materiali ECOLOGICI (basse temperature di calcinazione) e ATOSSICI (nessun additivo chimico) per cui non solo sono ottimi prodotti per il restauro, ma possono essere usati nel campo della BIOEDILIZIA.
Formulazione di MALTE da RESTAURO per INIEZIONE a base di NHL (UNI 11488:2013 e UNI EN 10940:2001)
Formulazione di MALTE ALLEGGERITE a base di NHL o di Grassello (UNI 11488:2013)
OBIETTIVI
GRASSELLLO
CaO MgO SiO2 Al2O3 Fe2O3
Gr 1 99,18 0,45 0,16 0,09 0,05
Gr 2 99,22 0,45 0,11 0,06 -
Gr 3 98,64 0,69 0,4 0,23 -
Gr 4 98,43 0,76 0,42 0,16 0,16
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10000
2-Theta - Scale
5 10 20 30 40 50 60
La reattività tra idrossido di calcio e metacaolino è stata valutata mediante analisi termiche DTA-TGA, SEM e osservazioni al microscopio polarizatore.
I minerali di neoformazione sono stati individuati attraverso analisi XRD.
GRASSELLO Termogramma DTA-TGA
GRASSELLO + MK 1:1 Termogramma DTA-TGA
Dopo 14 giorni Ca(OH)2 ha quasi completamente reagito col MK per formare silicati di calcio idrati, calcio alluminati idrati e silico alluminati di calcio idrati.
Area con prevalenza di calcite.
Area con prevalenza di fasi di neoformazione.
GRASSELLO + MK 1:1 immagini al SEM
GRASSELLO + MK diffrattogramma
PROVE MECCANICHE (UNI EN 1015-11: 2007)
RESISTENZA A FLESSIONE
RESISTENZA A COMPRESSIONE
SABBIA
METACAOLINO MK
Contatti: Laura Amadei, CERTIMAC, Faenza, [email protected] Michele Macchiarola, ISTEC-CNR, Faenza, [email protected]
SABBIA
Sabbia prevalentemente silicoclastica con frazione carbonatica subordinata.
Ca(OH)2
Fasi di neoformazione
PRIME FORMULAZIONI
SABBIA MK
CL 90-S PL SABBIA MK H2O
H2O
PERLITE MK H2O CL 90-S PL
NHL 3.5
RESISTENZA MEDIA
σm (N/mm2)
MALTE A GRASSELLO 18,12
MALTE A NHL 3.5 17,71
RESISTENZA MEDIA
fm (N/mm2)
MALTE A GRASSELLO 2,85
MALTE A NHL 3.5 1,86
Ca(OH)2
TECNOPOLO MITAI
VALUTAZIONE REATTIVITÀ CALCE - METACAOLINO
Temperatura [°C]
Temperatura [°C]
ALLUMINATI DI CALCIO IDRATI
STRATLINGITE
Position [°2Theta]
