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Lezioni di petrografia
applicata 2008
R. Bugini - L. Folli
MATERIALI LAPIDEI ARTIFICIALI - Malte
I materiali lapidei artificiali hanno avuto ed
hanno grande importanza nel campo dei materiali da costruzione e per la
fabbricazione di manufatti per i più svariati usi. In questa definizione
rientrano quei materiali fabbricati a partire da materie prime naturali.
Verranno quindi descritte le malte ed i prodotti ceramici.
MALTE
Si considerano le diverse tipologie di
impiego comprendendo anche le pietre artificiali ed i cementi decorativi che
tanta parte ebbero nell’architettura milanese e lombarda all’inizio del XX
secolo.
NOTA: informazioni
dettagliate sulle malte sono disponibili nel volume "La malte antiche e
moderne fra tradizione e innovazione" a cura di E. Pecchioni, F.
Fratini, E. Cantisani – Pàtron editore, Bologna 2008 - pagine 238 con
illustrazioni a colori.
L'uso della malta nelle murature e la
stesura di strati di malta per rivestire e decorare le murature stesse, è
diffuso in Italia fin dall'epoca romana. Nel corso degli ultimi anni, sono
state pubblicate alcune Raccomandazioni normal relative alle malte ed alla
loro caratterizzazione scientifica. Si riportano quindi le definizioni dei
termini principali.
Malta: miscela di leganti inorganici,
aggregati prevalentemente fini, acqua ed eventuali componenti organici e/o
inorganici in proporzioni tali da conferire alla miscela opportuna
lavorabilità e adeguate caratteristiche fisico-meccaniche.
Legante: materiale inorganico che impastato con acqua forma una massa
plastica che serve a collegare vari materiali usati in un manufatto e che,
aderendo ad essi ed indurendo, forma un insieme monolitico atto a resistere
a sollecitazioni meccaniche. Un legante può essere aereo o idraulico a
seconda che il processo di presa ed il processo di indurimento avvengano
solamente in ambiente sub-aereo oppure anche in ambiente subacqueo. La calce
è un tipico legante aereo; la calce idraulica e il cemento sono tipici
leganti idraulici.
Aggregato: materiale granulare che viene aggiunto ad un legante al
fine di ridurre i fenomeni di ritiro dell'impasto e modificare le proprietà
meccaniche. Può provenire da materiale sedimentario incoerente derivante
dalla disgregazione di rocce in seguito a processi naturali oppure da
frantumazione meccanica di rocce.
La calce aerea si prepara attraverso la cottura, in appositi forni,
di calcari (carbonato di calcio) e/o dolomie (carbonato di calcio e
magnesio) ad una temperatura superiore ai 900°C. La calce viva (ossido di
calcio) così ottenuta viene spenta (idratata) mescolandola con determinate
proporzioni di acqua; si ottiene quindi la calce spenta o grassello. Il
grassello mescolato con determinate proporzioni di acqua e di aggregato
forma la malta. Questa si trasforma in un materiale resistente con
l'evaporazione dell'acqua (fenomeno di presa); la presa è completata
attraverso un processo di fissazione dell'anidride carbonica (CO2)
dell'aria con la conseguente trasformazione dell’idrossido in carbonato di
calcio.
La calce idraulica si ottiene dalla cottura di calcari marnosi,
contenenti cioè una percentuale dal 5 al 20% di argilla (allumo-silicato). A
differenza della calce aerea, la presa può avvenire anche in assenza di aria
ed è quindi adatta per la preparazione di manufatti subacquei come i moli
marittimi. Una calce idraulica utilizzata in tempi storici è quella di
Marèndole, proveniente dalla Scaglia rossa veneta (calcari argillosi
rossastri ben stratificati a frattura scagliosa - Cretacico sup.- Eocene
inf.) e citata dal Palladio nel primo de I quattro libri
dell’architettura (Venezia 1570): "Si cavano nei monti di Padova alcune
pietre scagliose, la calce delle quali è eccellente nelle opere che si fanno
allo scoperto e nell’acque: perciò che presto fa presa e si mantiene
lungamente."
L’aggregato, quasi sempre una sabbia fluviale,
viene aggiunto alla calce con lo scopo di aumentare la resistenza del
manufatto finale e di ridurre il ritiro. Generalmente proviene dai sedimenti
sciolti degli alvei dei corsi d’acqua, dai depositi alluvionali delle
pianure, dai depositi dei litorali.
Le malte vengono classificate sulla base
della tipologia d'impiego in:
malte per murature (di allettamento, di
riempimento);
malte per intonaci;
malte per decorazioni (a spessore, a
rilievo);
malte per usi particolari (stuccature,
sigillature, stilature);
malte per applicazione rivestimenti
(pavimentazioni, pareti, ecc.).
L'indagine scientifica delle malte è
molto importante per conoscere le tecniche antiche e la provenienza delle
materie prime. Di seguito si riportano i risultati di uno studio che prende
in considerazione le malte impiegate in Italia settentrionale, con
particolare riferimento alla Lombardia, dal xv al xix secolo. I campioni
esaminati (oltre 350) provengono da edifici monumentali di Piemonte,
Lombardia e Veneto e si riferiscono a chiese ed edifici annessi, a palazzi
privati e pubblici, ecc. I confronti fra i diversi campioni consentono di
verificare le variazioni intervenute nel corso del tempo: per essere
siginificativi, i confronti vanno effettuati sulle malte di una stessa
tipologia.
a) Allettamento: comprende sempre un solo
strato, il legante è costituito da calce; l'uso del cemento Portland
comincia alla fine del XIX secolo e rapidamente si impone. L'aggregato è
costituito da sabbia fluviale, nel XV-XVI secolo si rileva la presenza di
cocciopesto aggiunto per dare "idraulicità" alla malta. Il rapporto
legante/aggregato è molto variabile.
b) Intonaco: nei secoli xv-xvii gli
intonaci presentano almeno due strati, nei secoli xviii-xix gli intonaci
presentano un solo strato. Questa semplificazione si riflette in una perdita
di qualità del materiale: infatti uno strato (spessore di qualche
millimetro) è meno resistente agli agenti atmosferici di due o più strati
(spessore di qualche centimetro). La composizione dello strato interno e di
quello esterno è molto simile in tutti i casi esaminati: calce e sabbia. Il
rapporto legante/aggregato è molto variabile. La presenza di cocciopesto è
scarsa negli strati interni e nulla in quelli esterni. Una grande differenza
fra i due strati si osserva solo nel caso degli intonaci graffiti dove una
diversa composizione fra i due strati è necessaria per ottenere l'effetto
decorativo desiderato (strato interno con calce, sabbia e carbone; strato
esterno con gesso).
Gli intonaci milanesi, in particolare, presentano la stessa composizone sia
per applicazioni in facciata che per l'interno degli edifici. Gli strati
interni sono realizzati con calce, di solito magnesiaca, e sabbia fluviale;
il cocciopesto è raro. Gli strati esterni sono realizzati con calce pura e
sabbia fluviale, il marmo frantumato sostituisce la sabbia in qualche caso;
l'impiego del marmo era molto diffuso in epoca romana, ma in seguito esso fu
riservato quasi esclusivamente alle malte per decorazione.
Gli intonaci di altre regioni dell'Italia settentrionale presentano un
legante di calce, spesso magnesiaca, e sabbia fluviale negli strati interni;
l'uso di caocciopesto è raro. Calce pura e sabbia sono diffusi anche negli
strati esterni; il cocciopesto è presente in rari casi ed il marmo
frantumato è assente. Il rapporto legante/aggregato è sempre molto
variabile.
Non è chiaro il motivo dell'uso di calce magnesiaca solo negli strati
interni. La calce magnesiaca proviene dalla cottura di dolomie, la calce
pura dalla cottura di calcari; entrambi sono diffusi nelle Prealpi lombarde
e venete; la calce con alta percentuale di magnesio ha un'ottima resa in
grassello.
c) Decorazione: gli strati di corpo hanno
sempre composizione simile a quella degli intonaci, solo gli strati di
finitura presentano caratteristiche particolari. Per le applicazioni in
esterno si osservano leganti di calce e aggregati di sabbia fluviale. Per le
applicazioni in interno si osserva un maggior uso del gesso spesso privo di
aggregato. Da segnalare la presenza della cosiddetta "polvere di marmo" come
aggregato: in realtà si tratta di materiale calcareo che può variare dalla
sabbia con frammenti di calcari, al marmo frantumato, ai grandi cristalli
singoli di calcite di venatura.
d) Stuccatura: è il tipo più diffuso tra
le malte di uso particolare. Il periodo di applicazione è limitato (dal
tardo xix secolo) e diverse "ricette" sono state sperimentate per stuccare
le fessure, incollare pezzi staccati, rimodellare motivi decorativi. Il
legante più diffuso è il cemento Portland, l'aggregato è costituito dai
frantumi della stessa pietra da stuccare. Il rapporto legante/aggregato è
molto variabile.
e) Applicazione di rivestimenti: i pochi
casi esaminati non consentono di fornire indicazioni significative.
In conclusione si osserva come la
preparazione delle malte nell'Italia settentrionale si mantenga uniforme nel
corso del tempo. Le caratteristiche salienti sono:
l'uso di calce magnesiaca nelle
costruzioni del xv-xvii secolo;
l'aggiunta di cocciopesto nelle malte
di allettamento del xv-xvi secolo;
la perdita di uno strato negli intonaci
a partire dal xviii secolo;
l'uso di gesso privo di aggregato nelle
malte per decorazione;
l'uso di "polvere di marmo" come
aggregato delle malte per decorazione in Lombardia, proseguendo la
tradizione romana, descritta da Vitruvio, del marmor;
Tra i fenomeni di degrado, definiti dalla
Norma UNI Beni Culturali-NORMAL 11182/2006, alcuni sono quasi esclusivi
delle malte, soprattutto per intonaco: distacco e rigonfiamento. Altri
fenomeni quali l'erosione sono legati alla presenza di carbonati.
SCHEMA DELLA COMPOSIZIONE DELLE MALTE
calce+sabbia: allettamento; intonaco
strato interno; decorazione
calce+marmo: intonaco strato esterno;decorazione
calce+coccio: allettamento; usi particolari
gesso+marmo: decorazione
gesso+sabbia: decorazione
PROVENIENZA DELLE MATERIE PRIME
a. LEGANTI
Il territorio lombardo è ricco di
affioramenti calcarei e dolomitici adatti alla fabbricazione di calce, ma le
fornaci furono per molto tempo alimentate soprattutto con i ciottoli
calcarei bianchi reperibili nel medio corso dei fiumi che scendono dalle
valli alpine, come l’Adda nella zona di Vaprio al confine fra le attuali
province di Milano e di Bergamo. Scrisse Andrea Palladio nel primo dei
Quattro libri: "Le pietre per far la calce o si cavano dai monti o si
pigliano dai fiumi (…). sarà migliore la calce che sarà fatta di pietra
durissima, soda e bianca (…)" [Libro I, capitolo V].
Le cave elencate di seguito si
riferiscono al periodo precedente il XX secolo.
1. Calce grassa magnesiaca (aerea)
-
Provincia di Novara
Arona (sponda occidentale del lago Maggiore): Dolomia
principale (Triassico, Norico).
-
Provincia di Varese
Caldè, Ispra, Angera (sponda orientale del lago
Maggiore): Dolomia principale.
Rasa di Varese, Arcisate: dolomia del Salvatore
(Triassico, Anisico-Carnico).
Brenno Useria: Dolomia principale.
-
Provincia di Lecco
Valmadrera (lago di Lecco): Dolomia principale.
-
Provincia di Sondrio
Alta Valtellina (Bormio): Gruppo della Dolomia
principale.
-
Provincia di Bergamo
Vello (lago d’Iseo): Dolomia Principale.
-
Provincia di Brescia
Gardone (val Trompia): Dolomia Principale
2. Calce forte scarsamente magnesiaca (aerea)
-
Provincia di Varese
Comabbio, Ternate: Calcari nummulitici (Peleocene –
Eocene inf.).
-
Provincia di Bergamo
Grone (val Cavallina): Dolomia a Conchodon (Retico sup.-
Hettangiano).
Ubiale-Clanezzo: Dolomia a Conchodon.
-
Provincia di Milano
San Colombano al Lambro: Formazione di San Colombano
(Pliocene).
-
Provincia di Brescia
Cividate Camuno: Calcare di Esino (Triassico,
Anisico-Carnico)
-
Provincia di Piacenza
val Tidone: Formazione di Val Luretta (Paleocene –
Eocene).
3. Calce pura (aerea)
4. Calce idraulica (fino al 20% di argilla)
-
Provincia di Varese
Morosolo (lago di Varese): Scaglia lombarda
(Cretacico-Eocene medio).
-
Provincia di Bergamo
Vall’Alta (Pradalunga, val Seriana): Argilliti Riva di
Solto (Triassico, Norico).
-
Provincia di Brescia
Pilzone (lago d’Iseo): Calcare di Domaro (Giurassico,
Domeriano).apriolo (fiume Oglio): Scaglia lombarda.
Nell'architettura milanese sono state
impiegate soprattutto le calci grasse magnesiache provenienti dal Varesotto.
5. Gesso
-
Provincia di Pavia
Oliva Gessi, Castana: Formazione gessoso-solfifera
(Miocene, Messiniano)
-
Provincia di Sondrio
Bormio (valle Uzza): gesso (contatto fra Cristallino
Ortles e Dolomia Cristallo, Norico).
-
Provincia di Como
Nobiallo (lago di Como): gesso (Carniola di Bòvegno -
Triassico, Scitico).
-
Provincia di Bergamo
Costa Volpino (val Camonica): anidrite (Carniola di
Bòvegno).
Rogno Castelfranco (val Camonica): gesso (Carniola di
Bòvegno).
-
Provincia di Brescia
Pisogne (lago d’Iseo): gesso (Carniola di Bòvegno).
Auro (val Sabbia): anidrite (Formazione San Giovanni
Bianco – Triassico, Carnico).
b. AGGREGATI
La cave sono generalmente disposte lungo
il corso dei fiumi soprattutto al loro sbocco nella pianura. Le ghiaie sono
disponibili solo nelle aree a monte, mentre le sabbie sono disponibili nelle
aree a valle in prossimità delle confluenze nel fiume Po. Le escavazioni nei
depositi di origine glaciale riguardano quasi sempre quelli del Würm.
La composizione delle sabbie è
leggermente diversa grazie alla differenze presenti nella litologia dei
diversi bacini imbriferi (graniti, dioriti, porfidi, micascisti, gneiss,
calcari, dolomie, arenarie). I minerali più comuni sono: quarzo, muscovite,
feldspato potassico, calcite, dolomite, ecc.. L’elenco seguente non è
certamente completo, ma riporta i siti principali per ogni provincia.
-
Provincia di Sondrio
Fiume Adda: Tresenda, Tirano.
-
Provincia di Milano
Fiume Lambro: riva destra, a oriente di Milano
(Redecesio, Malaspina)
-
Province di Novara e Milano
Fiume Ticino: Oleggio, Turbigo, Tornavento.
Naviglio grande: Bernate Ticino.
-
Provincia di Bergamo
Fiume Adda: da Medolago a Bottanuco.
-
Provincia di Brescia
Fiume Chiese: Sabbio.
-
Colline moreniche: Castenedolo e Ciliverghe
-
Provincia di Pavia
Fiume Ticino: presso il ponte per Vigevano.
Fiumi Sesia e Po: Càndia Lomellina.
-
Provincia di Cremona
Fiume Serio: alveo abbandonato da Castelleone a Grumello
Cremonese.
Fiume Oglio: riva sinistra.
Fiume Po: riva sinistra (Pieve d’Olmi).
Nell'architettura milanese sono state
impiegate sabbie del Ticino, dell'Olona e dell'Adda.
PIETRA ARTIFICIALE - CEMENTO
DECORATIVO
(in collaborazione con Danilo Biondelli -
ICVBC "Gino Bozza")
Decorazione in cemento
Un manufatto, un ornato, una partizione
architettonica, se realizzati in materiale lapideo artificiale, possono
sempre essere definiti come elementi o membrature in pietra artificiale, se
ciò serva a distinguerli da oggetti analoghi realizzati o realizzabili in
pietra naturale. Tuttavia accanto al significato mimetico, che pure fu molto
criticato all’inizio del XX secolo, associato questo all’eccesso decorativo
del nuovo materiale, va sottolineata una valenza espressiva del cemento, ben
rappresentata da un’infinità di ornati, spesso pezzi unici, realizzati o
realizzabili in virtù delle caratteristiche plastiche e di resistenza
meccanica, proprie della malta cementizia. Si pensi, ad esempio alle
balaustre dei balconi, ai mascheroni, alle fasce più o meno estese di
decorazioni fito e zoomorfe.
L’espressione ";pietra artificiale"
o "marmo artificiale" sembra più corretta allorché si intenda un
manufatto realizzato ad imitazione del naturale, nel significato di
imitazione materica più che formale; in termini di struttura, apparenza
della grana, tinta, anche con lavorazione superficiale "a togliere". Il
conglomerato è realizzato con legante aereo, misto o eminentemente
idraulico, sabbia silicea, ghiaino, graniglia, frammenti di rocce, pigmenti
prevalentemente minerali. L’elemento può essere confezionato fuori opera od
in opera, e spesso, ma non sempre, richiede una lavorazione, con martellina,
bocciarda ecc., tipica della pietra naturale.
I seguenti esempi possono meglio chiarire
quanto esposto:
-
L’imitazione di una roccia magmatica
intrusiva come il granito, la sienite ecc., con impasti di graniglia,
cemento e pigmenti coloranti, foggiati in lastre, o stesi in opera, lavorati
e spesso accostati in diverse cromie.
-
L’imitazione del Ceppo con un
impasto a grana fine alternato a zone con ciottoli colorati centimetrici,
lisciato o lavorato in superficie, generalmente in blocchi o lastre di
grande spessore.
-
L’imitazione della Pietra di Viggiù
con un impasto brunastro a granulometria fine. Questa pietra era infatti
molto diffusa nell’edilizia del XIX secolo sia per i rivestimenti che per le
decorazioni.
-
L’imitazione dei Travertini è
invece caratteristica degli anni ’20: il travertino, del tutto sconosciuto
nella tradizione architettonica milanese e lombarda, si diffuse infatti in
quegli anni. La tessitura, ricca di cavità allineate, veniva replicata con
una malta chiara percorsa dalle cavità lasciate da cristalli di sale
opportunamente inseriti nell’impasto.
Quando invece un manufatto, in
conglomerato a base di cemento Portland, lisciato e sagomato in opera o
gettato fuori opera, concorra alla definizione dell’apparato decorativo e si
faccia rilevante la riproduzione di forme a discapito dell’aspetto di
"imitazione di materiale" naturale esistente, sembra appropriata
l’espressione "decorazione in cemento", "cemento artistico", "cemento
decorativo". È qui che il nuovo materiale acquista un proprio ruolo
espressivo ed è associato in particolare modo all’architettura liberty; in
ogni caso al periodo del decorativismo eclettico. Le forme tipiche del
periodo diventano realizzabili proprio in funzione delle caratteristiche
meccaniche e plastiche della malta cementizia con o senza armatura.
COMPONENTI - FORMULE E RICETTE RICAVATE
DALLA LETTERATURA TECNICA COEVA
I componenti principali dell’impasto sono
il cemento Portland, con funzione legante, l’aggregato costituito da sabbia
e ghiaia o frantumi della pietra che si vuole imitare e pigmenti diversi per
ottenere specifiche cromie.
Alcuni esempi di ricette, che vengono qui
richiamati, forniscono qualche informazione sulla destinazione del
calcestruzzo e sulla sua composizione teorica, ma nessuna informazione
riferibile a specifiche architetture. Rappresentano indizi sulle
caratteristiche dei materiali artificiali che hanno contraddistinto
l’architettura e l’edilizia tra la fine dell’ottocento e i primi due decenni
del novecento.
Manuali (proporzioni in volume)
-Mazzocchi [1915]: cemento 2 parti -
sabbia 1 parte - ghiaia 1 parte>
-Ghersi [1915]: cemento 4 - sabbia
1 - ghiaia 1
-Donghi [1925]: cemento 4 - sabbia 1 -
ghiaia 1
-Rizzi [1927]: cemento 1 - sabbia 2 -
ghiaia 4
Società Italiana dei Cementi e delle
Calci Idrauliche (proporzioni in volume)
-Calcestruzzo per ornamentazioni: cemento
2 parti - sabbia 1 parte - ghiaia 1 parte
-Calcestruzzo per pietre artificiali:
cemento 1 - sabbia 2 - ghiaia 4
COMPONENTI - VERIFICHE SPERIMENTALI
Sono riportati esempi appartenenti al
repertorio formale e materico di edifici di varia natura, e non solo
liberty. Come criterio discriminante sono stati scelti la composizione
dell’aggregato ed il rapporto legante/aggregato.
-Teatro Donizetti del 1898 a Bergamo
(arch. P. Via): decorazioni della facciata con aggregato composto da
frammenti di Rosso ammonitico veronese.
-Palazzo già della Borsa del 1901 in
piazza Cordusio a Milano (arch. L. Broggi): campiture con aggregato di
cristalli di calcite.
-Oratorio Pesenti del 1904 a Montecchio
(Bergamo): gli elementi decorativi e lo zoccolo con aggregato di dolomia
frantumata e cristalli di calcite; le campiture con aggregato di sabbia.
-Villa Gajo del 1907 a Parabiago
(Milano): i pilastrini della recinzione con aggregato di cristalli di
calcite e/o di frammenti calcare e rapporto 1:1; le decorazioni della
recinzione con aggregato di cristalli di calcite, di frammenti calcare e
sabbia e rapporto 2:3.
-Grande Albergo del 1909-11 al Campo dei
Fiori (Varese - arch. G. Sommaruga): i fregi e i decori del corpo centrale
con aggregato di frammenti calcarei e rapporto 1:1; i rivestimenti con
aggregato di sabbia e rapporto 2:1.
-Edificio residenziale del 1912 in via
Boccaccio 37 a Milano: gli elementi decorativi con aggregato di calcari
frantumati e rapporto 1:1; gli elementi figurati (statue) con un aggregato
di cristalli di calcite e quarzo oppure un aggregato di sabbia, il rapporto
è 2:1; gli elementi dei balconi presentano un doppio strato: quello esterno
ha un aggregato di calcari frantumati con rapporto 2:1. Gli intonaci di
rivestimento si differenziano a seconda delle tipologie: quelli colorati con
aggregato di cristalli di calcite e rapporto 1:1; quelli a bugnato con rocce
frammentate e rapporto 2:1; quelli di campitura con aggregato di sabbia e
rapporto 2:1.
- L'uso di cemento Portland è molto
frequente nelle malte per stuccatura impiegate negli interventi di restauro
di edifici monumentali a partire dalla fine del XIX secolo.
PROVENIENZA DELLE MATERIE PRIME
1. Calce fortemente idraulica (fino al 30% di argilla)
-
Provincia di Bergamo
Alzano Lombardo, Scanzorosciate, Villa di Serio: Sass de
la lüna (Cretacico, Albiano).
2. Cemento idraulico (fino al 40% di argilla)
-
Provincia di Lecco
Acquate (lago di Lecco): Formazione San Giovanni Bianco
(Triassico; Carnico).
-
Provincia di Bergamo
Nembro: Calcare di Domaro (Giurassico, Domeriano).
Sedrina: Calcare di Domaro.
Tavernola Bergamasca: Calcare di Domaro.
Calusco d’Adda: Scaglia lombarda (Cretacico-Eocene
medio).
-
Provincia di Brescia
Villa-Carcina: Formazione del Medolo (Giurassico,
Domeriano).
Virle: Formazione della Corna (Retico sup. –
Pliensbachiano).
Capriolo: Majolica (Cretacico, Neocomiano – Barremiano).
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