Il gesso

Il gesso utilizzato come legante aereo è il prodotto ottenuto dalla cottura di una roccia di composizione CaSO4 • 2H20, e successiva macinazione. Attualmente si utilizza anche il solfato di calcio proveniente dalla desolforazione dei fumi di centrali elettriche termiche.

Secondo il materiale di partenza, le condizioni di cottura e la sua granulometria, esistono vari tipi di gesso, quali: il gesso di Parigi, il gesso da modellatori, la scagliola, il gesso alabastro ecc.

Produzione e idratazione

Nella produzione dei leganti a base di solfato di calcio si utilizza la pietra di gesso che, sottoposta a cottura, dà luogo, in dipendenza della finezza di macinazione e della tensione di vapore dell’acqua, a emidrato (CaSO4 1/2 H2O) o anidrite (CaSO4), di ciascuno dei quali si conoscono almeno due fasi.

I vari prodotti ottenuti dalla cottura della pietra di gesso hanno tendenza a ritrasformarsi, in presenza di acqua, nella fase stabile CaSO4 • 2H20. A seguito di questa trasformazione, il prodotto di cottura manifesta azione legante. Questa non si conserva, tuttavia, a contatto con l’acqua o se è presente un alto grado di umidità: il gesso, infatti, è un legante aereo.

La formazione di CaSO4 • 2H20, a partire sia dall’emidrato e sia dall’anidrite, avviene con un meccanismo di successive soluzioni e precipitazioni. L’acqua, in eccesso, scioglie l’emidrato e l’anidrite e, nello stesso tempo, forma CaSO4. 2H20. Quest’ultimo, molto meno solubile, ben presto satura la soluzione e perciò precipita. La soluzione rimane in tal modo insatura rispetto all’emidrato e all’anidrite e quindi è in grado di scioglierne ancora, con nuova precipitazione di CaSO4 • 2H2O. Il processo così prosegue.

L’azione legante è dovuta alla formazione in situ della fase solida, cristallina, sotto forma di un intreccio minutissimo di particelle che si ancorano sulle superfici come un feltro. Lo sviluppo superficiale della fase cristallina CaSO4 • H2O, anche se in forma minuta, non è molto elevato, per cui le sue capacità adesive non sono alte. La resistenza a compressione è bassa. Il suo valore, inoltre, è funzione della finezza di macinazione e della percentuale di acqua aggiunta, ed è variabile tra 5 e 15 MPa. Per questo motivo, il gesso legante alcune volte è utilizzato in pasta, ossia senza aggiunte di aggregati.

Caratteristiche e utilizzi

Per rendere l’impasto di gesso plastico e lavorabile ed esser posto agevolmente in opera, l’acqua di impasto è sempre in eccesso rispetto alla quantità stechiometrica. La quantità di acqua d’impasto dipende dalla finezza e dalla forma delle particelle solide. Di solito nella preparazione della pasta di gesso la quantità di acqua e di polvere di gesso è nel rapporto 1:1. La quantità di acqua ha notevole importanza ai fini della resistenza meccanica poiché rappresenta il fattore che, più di ogni altro, influisce sulla porosità della pasta indurita.

La presa della pasta di gesso è molto rapida. Essa è rallentata con l’aggiunta di additivi diversi. La formazione di CaSO4 • 2H20 avviene con sviluppo di calore. Per questo motivo l’acqua calda rallenta il tempo di presa. La velocità di presa è rallentata anche dall’aumento del rapporto acqua/gesso ma, in questo caso, a scapito delle resistenze meccaniche.

La resistenza meccanica è influenzata dal tempo di miscelazione dell’impasto e dal grado di umidità del manufatto indurito. La miscelazione deve avvenire con la massima rapidità per evitare perturbazione nella struttura di cristallizzazione del biidrato in via di formazione. La diminuzione di resistenza meccanica, all’aumentare del grado igroscopico del manufatto indurito, è provocata dalla presenza dell’acqua che agisce da solvente, incrementando il volume dei pori.

In funzione del tempo, le resistenze meccaniche aumentano nei primi giorni, poi sempre più lentamente. Il tempo necessario per raggiungere il massimo delle resistenze meccaniche può estendersi fino a circa un mese. L’indurimento del gesso avviene con aumento di volume di circa l’1%. Ciò comporta fedeltà di riproduzione, per l’ottenimento di calchi, e miglioramento della coesione e adesione, permettendo di “fissare” legno, metallo ecc.

Il gesso presenta buona resistenza all’incendio e non propaga la fiamma. A partire da 60 °C perde acqua di costituzione, cioè quasi il 25% in peso, con un effetto endotermico. Poi, la temperatura rimane bloccata intorno ai 120 °C, fintanto che sono presenti la fase biidrata e la emidrata. La conduttività termica è bassa: il valore K varia con la porosità (cioè con il rapporto acqua /gesso) da 0,10 a 0,16 W/m2 °C. Questi valori sono inferiori a quello del calcestruzzo (K = 0,87 W/m2 °C) e a quello dei laterizi ordinari (1 = 0,6 W/m2 °C).

Il problema del fuoco è molto sentito nel campo delle costruzioni in acciaio poiché, all’aumentare della temperatura, la resistenza dell’acciaio diminuisce e, intorno a 450-500 °C, scende a livelli non compatibili con la stabilità delle strutture. Uno spessore di gesso di 10 mm assicura una protezione per 30 minuti a 800 °C mentre uno di 30 mm una protezione per 40 minuti a 1100 °C. Quindi, una struttura ricoperta con uno strato di gesso rimane protetta dall’azione del fuoco per un certo tempo, la cui entità dipende dallo spessore dello strato. In alcuni paesi le norme di vigilanza antincendio, per le costruzioni metalliche, stabiliscono gli spessori del rivestimento in gesso delle strutture in relazione ai tempi di intervento dei servizi antincendio.

In ambienti con bassa-media umidità relativa la stabilità del gesso è eccellente; invece in ambienti molto umidi o quando è usato per l’esterno, è da temere una sua incipiente dissoluzione. La soluzione che si origina è di natura acida e attacca i metalli quali l’acciaio, il piombo e lo zinco.

La resistenza del legante gesso all’acqua si consegue con diversi metodi. Uno dei più diffusi è l’applicazione sulla superficie di cere, allo stato fuso o sciolte in solventi, o di composti a base siliconica, di fluosilicati di Mg, Al e Zn oppure, infine, di resine sintetiche. Tra queste ultime si ricordano le aceto-viniliche e le furaniche le quali, oltre a impregnare le superfici, riescono a impartire anche una migliore resistenza meccanica.

La formabilità del gesso facilita l’ottenimento di impasti con aggiunte di materiali di natura diversa, destinati anche alla preparazione di pannelli dotati di leggerezza e adatti per l’isolamento termico e acustico, in unione alla capacità di offrire una barriera alle fiamme. Materiali leggeri sono: segatura del legno, paglia, fly ash, loppa espansa. L’utilizzo di schiume di polistirene, polivinilformaldeide e di poliuretano espanso contribuiscono in misura maggiore alle caratteristiche di isolamento termico e acustico. Fibre di vetro, di cellulosa e di cotone aumentano la resistenza a trazione. Ciò consente l’ottenimento di pannelli utilizzati anche nella prefabbricazione.

È sconsigliabile fissare o legare pannelli di gesso con cemento in quanto se tali pannelli vengono in contatto con acqua, anche sotto forma di vapore, si hanno effetti dirompenti sul cemento.

Il gesso è impiegato per leggeri tramezzi divisori, ottenuti o rivestendo con la sua malta reti metalliche, o producendo mattoni forati. È anche adoperato in costruzioni precarie, per esempio in padiglioni per esposizioni temporanee, ove non sia necessario sollecitarlo a carichi eccessivi.

Il gesso è utilizzato sotto forma di malte per intonaci interni, funzionando come supporto per la successiva applicazione di pittura murale e di carta da parati. Il gesso destinato alla preparazione d’intonaci ha una velocità di presa leggermente ritardata, mentre quello destinato alla rasatura ha una presa solo di poco ritardata. Il ruolo del gesso è importante per la regolazione dell’igrometria degli ambienti chiusi, in quanto è capace di cedere acqua in atmosfere asciutte e di assorbirne in atmosfere umide (effetto zeolite).

Macinato sottile dopo la cottura, il gesso è molto adatto per stucchi o decorazioni che, secondo le applicazioni, contengono anche calce, sabbia, polvere di marmo e adesivi vari, con lo scopo di migliorare l’adesione e di ritardare la presa.

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Il gesso, caratteristiche e proprietà del materiale edile. Composizione chimica e utilizzi nel settore dell'edilizia.
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