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46.1_ Ci Sono Anch’io: Una malta alcolizzata!

L’autorevole Studies in Conservation riporta nel n°1 del 2017 un approfondito studio sull’additivazione di alcool etilico alle malte da iniezione, condotto da Chiara Pasian (University of Malta), Francesca Piqué e Albert Jornet (SUPSI, Lugano).

Nell’usuale pratica di iniettare una malta liquida dietro ad un intonaco o una pittura murale distaccata dal supporto, così come all’interno di una muratura indebolita o sotto un mosaico sollevato, è necessario utilizzare un prodotto che unisca ad una serie di proprietà chimico-fisiche, due qualità fondamentali: bassa viscosità e assenza di sali.
Proprio per queste due proprietà la serie di malte PLM si è sempre distinta rispetto ai prodotti concorrenti, come ricordato in altri articoli del Bollettino CTS (18/1_ PLM: da vent´anni sotto esame!  e 30.2_ PLM: gli esami non finiscono mai…). Non a caso è diventata la malta da iniezione di riferimento per moltissimi restauratori, con 30 anni di applicazioni su innumerevoli cantieri.
È noto che è sempre buona pratica pre-bagnare le zone in cui si inietta la malta, sia per spostare le polveri eventualmente presenti che potrebbero ostruire l’iniezione, sia per evitare che l’acqua della miscela venga troppo rapidamente assorbita, contrastando una corretta reazione di presa e il ritiro della malta stessa.
Talvolta però può presentarsi il problema della migrazione dell’acqua, che va a spostare sali od altri materiali idrosolubili.
Determinare la tipologia dei sali presenti e procedere ad una accurata desalinizzazione della pittura murale, dell’intonaco o della muratura, non è sempre possibile. Quindi si cerca di ridurre il quantitativo di acqua in gioco, con tre accorgimenti.
• Prebagnare con alcool o miscele acqua/alcool, e non con sola acqua.
• Isolare le superfici della lacuna. Questo è raramente possibile.
• Ridurre la quantità di acqua nella malta: questa è la possibilità offerta dalle PLM, che contendo un superfluidificante permettono di avere una bassa viscosità anche con una % di acqua dell’80%. Come dimostrato nel corso dello studio è possibile addirittura forzare questa % fino ad arrivare al 65%, senza perdere la necessaria fluidità.

C’è un’altra strada percorribile, talvolta adottata empiricamente ma mai studiata fino ad ora scientificamente: aggiungere alla malta alcool etilico e non acqua. Questa è la linea di ricerca seguita nello studio che andiamo a riassumere.
Naturalmente l’aggiunta del solo alcool etilico è inefficace: è sempre necessaria una certa quantità di acqua perché i leganti idraulici possano svolgere correttamente la loro reazione di presa. Ma in che quantità?
Nella prima fase i ricercatori hanno testato vari rapporti acqua/alcool, fino ad arrivare ad una percentuale ottimale di 25% di acqua e 75% di alcool, con l’aggiunta del 40% di una sabbia silicea fine.
Curiosamente la miscela acqua/alcool 50/50 non ha dato risultati soddisfacenti.
Sono state quindi determinate le proprietà di tre formulazioni basate sulla PLM-A, oltre ad altre malte simili, una “standard”, con l’aggiunta di sola acqua, una seconda additivata con la sabbia silicea e sola acqua, e la terza con la sabbia e la miscela acqua/alcool in rapporto 25/75. Nella tabella sottostante si riportano le composizioni delle 3 malte a base di PLM-A testate.

Sigla Fase liquida aggiunta 
(65% sul peso della polvere) Inerte aggiunto
A65/100 100% acqua No
A65/100F 100% acqua Si 40%
A65/25F 25% acqua e 75% alcool etilico Si 40%

Nella tabella sottostante sono riassunti i dati ottenuti per le tre malte a base di PLM-A.

 A65/100 A65/100F A65/25F
Tempo di presa (giorni) 2.2 2.1 2.8
Resistenza alla diffusione di vapore µ 7 12 11
Coefficiente di permeabilità qw (g/m2h) 9.4 9.1 8.1
Assorbimento d’acqua capillare in 24 ore W24 (Kg/m2) 8.7 7.3 6.3
n (%) porosità totale 57.6 50.3 46.5
UE (%) porosità capillare 47.5 41.6 39.7
d (g/cm2) densità 1.1 1.3 1.4
σf Resistenza a flessione (N/mm2) 1.2 ± 0.3 1.5 ± 0.2 0.9 ± 0.6
σc Resistenza a compressione (N/mm2) 1.7 ± 0.4 3.1 ± 0.5 3.6 ± 0.3
σf Resistenza allo strappo (N/mm2) 0.2 ± 0.0 0.2 ± 0.0 0.5 ± 0.1

Riassumendo le conclusioni degli autori possiamo considerare che l’aggiunta di una parte consistente di alcool non varia sensibilmente i tempi di presa, la fluidità e di conseguenza l’iniettabilità, riduce sia l’assorbimento d’acqua capillare che la porosità, ma a livelli ancora accettabili.
La resistenza alla diffusione di vapore µ rientra nel normale intervallo ottenibile con normali malte di calce aerea (5< µ <15), e aumenta con l’aggiunta di inerte, come prevedibile, ma non varia sostanzialmente utilizzando sola acqua o la miscela idroalcolica.
Per quanto riguarda le resistenze meccaniche l’aggiunta di alcool porta ad una diminuzione della resistenza a flessione ed un aumento di quella a compressione, in linea comunque con i valori di riferimento per le malte ottenute miscelando sabbia e calce idraulica NHL (0.5-1.0 per la flessione e 2.5-5.6 per la compressione).
Considerando il valore di resistenza allo strappo la miscela con alcool ha una resistenza interna addirittura superiore rispetto alle formulazioni con sola acqua.
Concludendo possiamo ora suggerire, nel caso non si voglia bagnare troppo il supporto su cui andremo a iniettare la malta, di pre-bagnare con una miscela acqua/alcool, e di aggiungere alla PLM-A una sabbia fine fino ad un massimo del 40%, e poi il 65-80% di una miscela acqua/alcool 25/75.

Bibliografia
C. Pasian, F. Piqué, A. Jornet; “Non-structural injection grouts with reduced water content: Changes induced by the partial substitution of water with alcohol” Studies in Conservation Vol.62, n°1, 2017.

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