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
[email protected]
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)
La caratterizzazione di una malta:
- legante
- aggregato
- additivi e altri componenti
- confezionamento dell’impasto
- messa in opera
- fase di presa
I leganti inorganici
leganti aerei
Leganti
leganti idraulici
- calci calciche
- calci magnesiache
- calce idraulica naturale
- leganti a base di Portland
leganti idraulicizzati
gesso
- calce + pozzolana
- calce + terracotta macinata
- calce + caolino cotto
L’aggregato
-
origine
- composizione
-
granulometria
- sabbia/ghiaia di depositi sedimentari
- frantumazione di rocce
Il confezionamento dell’impasto
- rapporto legante/aggregato
impasto grasso
impasto magro
- distribuzione dell’aggregato
- quantità di acqua d’impasto
porosità
Messa in opera
applicazione di pressione
orientazione dei granuli
Fase di presa
attenzione nel mantenere la
malta umida
fessurazione da ritiro
Le tecniche di studio mineralogico-petrografiche
- diffrazione a raggi x (XRD)
composizione
mineralogica
- osservazioni in sezione sottile in luce
trasmessa al microscopio ottico
Diffrazione a raggi X
- sul campione totale
- sul legante separato
- sull’aggregato separato
- sui frammenti non cotti e sui grumi di calce
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
Osservazioni petrografiche in sezione sottile
- composizione
origine
vagliatura
frantumazione
- forma dei granuli
aggregato
- granulometria
- distribuzione nell’impasto
- orientazione dei granuli
rapporto legante/aggregato
frammenti non cotti
grumi di calce
porosità
attenzione nella preparazione
pressione nella messa in
opera (intonaco)
impasto grasso
impasto magro
pietra da calce utilizzata,
attenzione nella preparazione della calce
quantità d’acqua utilizzata nell’impasto,
problemi di ritiro
Quantità di legante
Palazzo Te a Mantova (sec XVI)
malta magra
Cupola Duomo Firenze (sec XV)
malta grassa
Selezione dell’ aggregato
Carceri della Penitenza (sec XVII)
Palazzo Steri-Palermo
granulometria bimodale
Terme romane di Fiesole (I sec)
granulometria unimodale
Forma dell’aggregato
Palazzo Steri (PA) (sec XVII)
granuli arrotondati
Tursi (MT)
granuli angolosi
Distribuzione dell’aggregato
Duomo Prato (XII-XIV sec)
aggregato mal distribuito
Cupola Duomo Firenze (sec XV)
aggregato ben distribuito
Orientazione dei granuli
Campanile Duomo Pietrasanta
(XV-XVI sec)
Composizione dell’aggregato
Montarrenti (SI) (sec XII)
aggregato carbonatico
Cupola Duomo Firenze (sec XV)
sabbia silicea
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
Composizione dell’aggregato
Pompei-Insula IX, granuli di roccia
vulcanica cristallina
600 µm
Pompei-Insula IX, cristalli di
pirosseni di origine vulcanica
600 µm
Composizione dell’aggregato
Campanile Duomo Pietrasanta (XV-XVI
sec), granuli metamorfici
600 µm
Pompei-Insula IX
frammenti di scorie vulcaniche
Composizione dell’aggregato
Duomo Orvieto (XII-XIV sec)
aggregato gessoso
Rocca di Radicofani (SI)
frammento di malta di reimpiego
Composizione aggregato
Terme romane di Fiesole (I sec)
malta di impermeabilizzazione
a cocciopesto
Struttura del legante
Rocca di Radicofani(SI)
legante a struttura microsparitica
Statua dell’Appennino di Giambologna,
Pratolino (FI), (sec XVI), legante a
struttura micritica
Tipo di legante
Montarrenti (SI),
legante magnesiaco
Cupola Duomo Firenze (sec XV),
legante debolmente idraulico
Tipo di legante
Borgo Medievale di Torino, pietra
artificiale di Casa Cuorgné (fine
XIX sec), legante idraulico
cemento Portland
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
Ricristallizzazioni
Sainte Baume (Provenza)
cristallizzazioni di idromagnesite
Terme romane di Fiesole (I
sec), riprecipitazione calcitica
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
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
Grumi di legante
Statua dell’Appennino di Giambologna,
Pratolino (FI) (sec XVI)
Palazzo Te a Mantova (sec
XVI)
Grumi di legante
Chiesa di Santa Maria della Pietà a
Squillace (CZ) (sec XIII)
Montarrenti (SI)
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
Difetti
Montarrenti (SI)
disgregazione in un grumo
Statua dell’Appennino di Giambologna,
Pratolino (FI), (sec XVI),
fessure da ritiro in un grumo
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)
Aspetti del legante
Rocca di Radicofani(SI)
legante a struttura microsparitica
100 µm
Cupola Duomo Firenze (sec XV),
Legante a struttura micritica
100 µm
Carsulae, rivestimento
cisterna romana
400 µm
100 µm
Spello, malta romana
400 µm
Genova, mura del XIV sec
400 µm
Rocca di Radicofani
(XII-XV sec)
400 µm
Narni, malta romana Ponte
di Augusto
400 µm
Acquedotto romano a Quarto
(Firenze)
150 µm
200 µm
- 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
