Non è tutto opus caementicium quel che si chiama cemento: problemi conservativi del cemento Portland

Oggi parleremo di un materiale ampiamente usato dalla fine dell’Ottocento nell’architettura sia per le nuove costruzioni che negli interventi di restauro, spesso erroneamente. Si tratta del cemento, brevettato nel 1824 da Aspdin, che dichiarò di poter riprodurre un materiale con proprietà analoghe alla pietra Portland. 

Derivante da una miscela di calcare e materiale argilloso cotto a 1472°, il cemento è un materiale artificiale con proprietà idrauliche, che ebbe subito un gran successo grazie alla sua enorme resistenza a compressione, superiore a quella della pietra naturale (almeno 150 kg/cmq rispetto a circa 30 kg/cmq della calce), presentandosi sul mercato come un materiale da costruzione relativamente poco costoso, funzionale, plastico e compatto, adatto a tantissimi scopi. Inoltre, se abbinato a barre metalliche, tendenzialmente in acciaio, si riusciva ad ottenere anche una buona resistenza a trazione. Tuttavia, questo materiale nuovo è chimicamente molto diverso dalla vecchia calce, ovvero dall’opus caementicium romano - costituito da un impasto di grassello di calce, pozzolana e/o cocciopesto, sabbia e ghiaia - e, ancora, dal Cemento Romano, prodotto per la prima volta da Parker alla fine del Settecento per calcinazione della septaria e, quindi, un legante idraulico naturale a tutti gli effetti.

 Infatti, a differenza dei sopramenzionati materiali, il cemento contiene l’alluminato tricalcico (C3S), che reagisce in ambiente umido con i solfati presenti in esso formando un sale più complesso, l’ettringite, i cui cristalli occupano il doppio del volume rispetto ai materiali originali, causando gravi danni alla struttura. 

Inoltre, il cemento è molto meno traspirante e permeabile al passaggio dell’acqua della muratura antica. Quindi, in presenza di risalita capillare, l’acqua si concentra preferibilmente sulla muratura, che si erode e si consuma, lasciando invece intatto il cemento. 

Sulla base della quantità delle componenti e degli additivi utilizzati, la Normativa UNI EN 197-1 distingue cinque tipi di cemento, che vanno dal cemento Portland al cemento composito, a cui vengono aggiunti loppa e pozzolana o ceneri volanti alla comune miscela di clinker e gesso. La resistenza a compressione del calcestruzzo dipende, oltre che dalla qualità dei componenti, anche dalla dosatura del legante e degli aggregati, dal rapporto acqua-cemento ottimale e dal confezionamento dell’impasto. Infatti, l’aggregato deve essere umido, ma non troppo: l’eccesso di acqua ne peggiora la resistenza, aumenta i fenomeni di ritiro e la porosità̀ nella massa del materiale a causa dell’evaporazione dell’acqua interclusa. Non bisogna, poi, dimenticare gli effetti di dilavamento dovuti all’eccesso di acqua che trascina con sé una parte di cemento. 

Una struttura di cemento si degrada soprattutto per l’azione gelo-disgelo e per la corrosione delle armature interne, dovuta all’effetto dei cloruri e del processo di carbonatazione, ovvero la graduale penetrazione nelle porosità di anidride carbonica atmosferica, che porta a una riduzione del pH sotto 11.5, alterando così le condizioni alcaline che garantivano la passività del ferro. 

 Dunque "Non è tutto opus caementicium quel che si chiama cemento". Infatti, soprattutto quando si parla di restauro, bisogna stare attenti e tener conto che questo materiale si comporta diversamente dalla muratura antica, con cui è spesso incompatibile. Perciò, è necessario utilizzarlo solo quando si ha a che fare con una struttura da restaurare realizzata sin dal principio in cemento, o quando si deve ricreare un’unità strutturale. 

 “Se lavori con il calcestruzzo, devi conoscere l’ordine della sua natura e ciò che il calcestruzzo si sforza di diventare. In realtà, il calcestruzzo vorrebbe essere granito, ma non ci riesce. L’armatura è opera di un prodigioso, anonimo operaio, che rivela la forza di questo materiale, che si ritiene simile a una pietra modellata; è un risultato dello spirito.” 

(Louis Kahn) 

Martina 

 http://www.iuav.it/Ateneo1/docenti/architettu/docenti-st/Paolo-Facc/materiali-/Consolidam1/LEZIONE4_ps.pdf