La calce

         La materia prima da cui si ottiene la calce sono i calcari, rocce sedimentarie di varia natura: organogena, chimica o detritica.

 Si hanno calcari organogeni quando sono derivati dal deposito di microrganismi i quali, decomponendosi, fissano il carbonato di calcio creando vere e proprie montagne. Sono solitamente ricchi di resti animali, i fossili, e variano la loro compattezza e disposizione secondo l’ambiente in cui si sono formati. I calcari di tipo chimico  sono più conosciuti con il termine di travertino o alabastro, rocce che hanno subìto nel tempo trasformazioni tali da modificare la struttura molecolare originaria. I calcari detritici sono costituiti essenzialmente dalla ricementazione di strutture preesistenti sgretolatesi per cause naturali come, ad esempio, i ghiaioni. I calcari, in Valle di Scalve, occupano prevalentemente la fascia sud-ovest della vallata e si sono formati nel periodo che va dal Mesozoico, circa 230 milioni d’anni fa, fino all’Eocene, 55 milioni d’anni fa. Nello specifico, nell’area scalvina, le rocce calcaree si sono depositate in un’epoca più ristretta, racchiusa interamente nel Mesozoico. Questa era geologica si suddivide in tre periodi, e sono: Triassico, Giurassico e Cretaceo che, a loro volta, si ripartono in gruppi d’età. Le rocce carbonatiche della Valle di Scalve si sono formate nel periodo Triassico, ma non occupano tutte le età in cui è suddivisa questa porzione d’era geologica. L’ultima età conosciuta in Valle è il Carnico che è facilmente osservabile negli affioramenti della zona del rifugio Albani o nella maggior parte dei pendii che sovrastano il tracciato della Via Mala. Non tutti i calcari hanno le medesime proprietà, pertanto è differente anche l’uso che l’uomo ha fatto di questa pietra. Per produrre la calce era impiegato prevalentemente un bel calcare grigio chiaro, compatto, dai geologi indicato come “calcare di Esino”, che costituisce la parte sommitale delle montagne nostrane e che si rinviene in blocchi compatti anche lungo il letto del Torrente Dezzo.
La preparazione della calce è un’operazione che si fonda sulla demolizione della struttura molecolare di questa particolare pietra calcarea mediante cottura. La sola cottura non è però sufficiente poiché occorre una seconda operazione, semplice ma importante, che consiste nel bagnare la “calce viva” ottenuta dopo la scottatura delle pietre. Il cosiddetto spegnimento della calce rende plastico e consistente il prodotto finale, l’ossido di calcio o “calce spenta”, che può essere impiegata nei vari usi della calce. Plinio da un’indicazione sulla preparazione e l’uso della calce: “…dopo lo spegnimento,(egli suggerisce
), la calce deve riposare, in una fossa, coperta da un velo d’acqua per almeno due anni…”
Nel libro – PRINCIPJ di architettura civile - di Francesco Milizia, edito nel 1847 dall’architetto Giovanni Antolini, fra le altre osservazioni troviamo un interessante capitolo dedicato alla calce nell’impiego dell’edilizia, che è riportato integralmete dal testo originario: 

Capitolo III, pagina 410 e seguenti 

“…….La calce si ricava dalle pietre calcari. La pietra o la terra calcare è composta di parti quasi uguali d’acqua e di quella terra vetrificabile ch’è la terra elementare,miste con flogisto e con aria. La natura impiega tutti i nicchi, le conchiglie, i testacci e tutte le parti dure degli animali, come gusci, ossa, spine, per cambiare in terra calcare la terra primitiva vetrificabile.Le pietre calcari cotte in una fornace danno la calce,……d’importanza essenziale nelle fabbriche, relativamente alle quali soltanto qui si considera. Il suo principale effetto è di legar le pietre insieme; ma sola non può produrre questo legamento; ella ha bisogno di altri agenti, come di arene e di terre…….Tutte le pietre su le quali l’acqua forte agisce produce effervescenza, sono proprie a far calce: le più dure e le più pesanti sono le migliori. La pietra che s’impiega a questo effetto quasi in tutti i paesi, è una specie di rocca o di selce pesantissima, che volgarmente perciò si chiama pietra da calce…..Le conchiglie delle ostriche e degli altri nicchi marini sono anche proprie a questo uso: una tal calce però non è buona per le superfici de’muri perché si scaglia: è bensi eccellente per imbiancare i fili, le tele, ed è adoperabile anche nel grosso della murata. Se però vi si frammischia della buona arena regge anco all’aria, e frammista col tufo resiste all’acqua…..La diversità delle pietre produce diversità della calce. Riferisce il Palladio, che nei monti di Padova si trova una specie di pietra scagliosa, che fa una calce egregia per le opere esposte all’aria o nell’acqua, perché fa presa subito e dura lunghissimo tempo. Vitruvio assicura, che la calce fatta di ciottoli che si trovano per i monti, per i fiumi, per i torrenti, è ben propria per le fabbriche; e quella che si fa di pietre spugnose e dure che trovansi per le campagne, è delle migliori per l’intonachi e per gli stucchi. Soggiunge lo stesso autore, che quanto più porosa è una pietra, la sua calce è più tenera, e quanto più quella è umida, più tenace è la calce; quanto più la pietra è terrosa, più la calce è dura; e finalmente più la pietra è focosa, altrettanto fragile è la calce. Filiberto Delorme consiglia di far la calce con le stesse pietre colle quali si fabbrica; perché, dice egli, i Sali volatili dei quali la calce è sprovvista dopo la sua cottura, le sono più facilmente restituiti dalle pietre che ne contengono dei consimili…..Quello ch’è principalmente importante per la bontà della calce è la maniera di cuocer le pietre.
La prima avvertenza è di disporre le pietre entro la fornace. E’ necessario adoprare in ciascuna cottura la medesima specie di pietre, e, se possibile, prese da una stessa cava. In tal guisa tutta la calce avrà lo stesso grado di forza nella connessione della fabbrica……Le pietre più grosse e più dure si debbono collocare presso al centro della fornace, ove il calore è più intenso; le più piccole e le meno dure nelle parti più lontane dalla circonferenza. Per ben calcinarsi le pietre vuole esser un fuoco vivo, violento e continuato; secondo l’Alberti e il Palladio, per sessant’ore almeno: ma ciò non si può esattamente prescrivere, dipendendo dalla qualità della legna che si brucia. Il carbon fossile è più attivo,fa una cottura più pronta, e dà una calce più forte e più grassa. Si conosce che le pietre son cotte, quando dalla cima della fornace s’innalza una fiamma a guisa di cono per l’altezza di circa 12 piedi, viva e pura d’ogni miscuglio di fumo. Si esaminano allora le pietre e si vedranno d’una bianchezza risplendente. Si lascia indi raffreddar la fornace, e si mette la calce entro botti sotto una volta contigua, per trasportarle poi al luogo destinato. Questa è quella che si chiama calce viva, nella cui cottura si osserva: 1. Che se fa vento e l’aria è alquanto umida, la calce riesce meglio che ne’ gran venti e tra le piogge. 2. Che i lagni troppo verdi nuocono alla cottura e alla qualità della calce. 3. Che il fuoco deve esser nel mezzo della fornace, affinchè le pietre si cuocano tutte ugualmente. 4. Che il fuoco sia violento e continuato: una intermissione è la perdita di tutta la calcara. Si pretende che estino una volta non basterebbe più un bosco intero per calcinar la pietra mezzo calcinata…..
Per distinguere se la calce sia ben cotta e di buona qualità, la pratica somministra gli indizi seguenti: 1. Se diviene la metà più picciola del sasso da cui è formata. Perdendo molt’acqua perde del suo volume; ma acquista maggior peso che un consimile volume di pietra non calcinata. La ritirata di queste pietre durante la calcinazione cagiona spesso la disfatta delle calcaree. 2. Se percossa risuona. 3. Se quando si smorza fa sentir de’ crepiti ed esala un fumo denso ed abbondante. 4. Se per ismorzarla vi bisogna molta acqua. 5. Se smorzata si attacca alle pareti della fossa o del recipiente……,la maniera di estinguerla contribuisce molto alla bontà della calce e a ripararne i difetti. Cotta che sia la calce e lasciata alquanto riposare nella fornace, si deve presto smorzare, altrimenti andrebbe col tempo sfarinarsi, e perdendo successivamente le particelle ignee, esalerebbe gran parte dei suoi sali volatili, da’ quali  ella riceve tutto il suo vigore. Per estinguerla si praticano due vasche, o due fosse; una elevata da terra due piedi e mezzo, e l’altra scavata nella profondità di circa sei piedi: entrambe ben murate e intonacate. Nella superiore si metton le pietre calcinate che si voglion smorzare; l’inferiore è destinata per ricevere la calce estinta. A questo effetto si adatta fra loro un canaletto di comunicazione con una graticcia, la quale ritenga nella vasca di sopra quelle parti grossolane che non si sono bene stemperate. Prese una volta queste precauzioni, e ben nettata la vasca superiore, si riempie essa vasca di calce e di acqua. Ma si badi bene alla quantità dell’acqua; il troppo affoga la calce e ne diminuisce la forza; il poco l’abbrucia, ne discioglie le parti e la riduce in cenere. Si badi anche alla qualità dell’acqua: non tutte le acque sono ugualmente buone per questo effetto: le migliori sono quelle di fiume o di fontana; quella di pozzo…..si lascerà per qualche tempo esposta all’aria….affinchè perda quella troppo freschezza che nuocerebbe alla calce col ristringerne i pori e col toglierle così tutta l’attività. Peggio se vi si mettesse acqua calda: si scioglierebbero i Sali della calce, la quale per conseguenza perderebbe ogni suo glutine…..
Posta una conveniente quantità d’acqua entro la calce bisogna fortemente rimescolarla con una pialla (??) per lungo tempo, e in più riprese; e bene stemperata che sia si lasci scolare da per sé nell’altro recipiente. Accade spesso che non tutta la calce si stempri: quelle pietre che non erano ben calcinate rimarranno pietre, e la gravità impedirà loro di passare nel recipiente della calce stemprata. Estinta così la calce si lasci raffreddare per alcuni giorni, e poi se ne può far subito uso. Ma se si volesse conservarla bisognerebbe coprirla di buona sabbia per uno o due piedi di altezza: così si costudirebbe per due o tre anni senza discapito…….
In vece di due recipienti si può anco usarne un solo, in cui si metta la calce con molta sabbia sopra: indi si asperga d’acqua e si mantenga sempre annaffiata, e in guisa che la calce di sotto possa sciogliersi senza bruciarsi. Questa era la maniera degli antichi, i quali la lasciavano così per due o tre anni, e ne ricavavano poi una materia bianchissima, e si grassa e glutinosa che a grande stento se ne poteva staccare il bastone…….La calce smorzata quanto più invecchia, tanto migliore diventa per fare una buona malta……
L’indizio che la calce sia bene estinta e di buona qualità è, quando si riduce ad una pasta simile alla crema, e immergendovi un coltello o la zappa non si sente alcuna irregolar resistenza né intoppo di pietre. Se il ferro n’uscirà fuori asciutto e netto, è segno che la calce è magra e secca; se poi ne uscirà carico di calce, che vi si attacchi come colla, è segno che ella è grassa e ben macerata.
La calce estinta all’aria e calcinata di nuovo, ritorna calce viva e della stessa forza alla seconda calcinazione come alla prima, purchè vi si porti il fuoco allo stesso grado. Dunque si possono far calcinar le vecchie malte, i calcinacci, i quali si ridurranno in calce viva con molto maggior risparmio, e specialmente ove la calce sia cara e trasportata da lontano….” 

L’ultima affermazione del Milizia lascia alquanto perplessi perché la calce per essere ricalcinata deve ritornare pietra di calcare, con tutti i principi che il fuoco le ha fatto perdere  durante la cottura. Nel breve trattato manca anche la descrizione della fornace per la cottura o calchera che, come si vedrà non era sempre uguale, ma variava secondo le esigenze.
Interessanti indicazioni sull’ottenimento delle calci e sul loro impiego emergono da “I Quaderni di Giacomo Querini da Venezia” scritti nel 1889, in cui sono indicate anche alcune località che avrebbero fornito calcari di particolare pregio per fare malte speciali. Mastro Giacomo indica anche le percentuali di altri composti che devono essere aggiunti alla calce per formare impasti idonei ad intonaci, stucchi, restauri di pregio. Ad esempio per fare il mastice comune per stuccare i muri o le connessioni dei pavimenti il Querini, indica come componenti: 0,12 kg di calcina in polvere, 0,25 kg di sangue di bue, in cui si spenga la calce, 0,70 kg di pozzolana, 0,0275 di limatura di ferro o Marogna.

L’uso della calce come legante delle strutture murarie si è protratto fino ai giorni nostri, anche se adesso è massicciamente impiegato il cemento, soprattutto per la capacità di far presa anche sott’acqua.  La calce, in sintesi, è il derivato di una trasformazione chimica che si ottiene per cottura del calcare, carbonato di calcio che, a circa 810° C, a pressione atmosferica e con una percentuale del 25% di CO² (anidride carbonica), inizia la dissociazione delle molecole del calcare (carbonato di calcio CaCO³) liberando gas carbonico. Il prodotto ottenuto da questa trasformazione è l’ossido di calcio (CaO), comunemente chiamato calce viva. Questo processo chimico è sintetizzato nella formula chimica:

CaCO³ ↔ CaO+CO² - 42,5 Kcal

Non tutte le calci ottenute sono però uguali: la loro diversità dipende dal calcare impiegato nella cottura. Da un carbonato con poca o senza argilla si ottengono calci aeree in grado di far presa solo nell’aria; con una percentuale d’argilla compresa fra il 5% ed il 20% si ottengono le calci idrauliche, capaci di far presa anche sott’acqua. La calce viva o aerea si divide in ulteriori due categorie: è definita grassa se ottenuta da calcari con meno del 10% d’impurezza e contenenti una percentuale non inferiore al 94% d’ossido di magnesio (CaO + MgO), mentre è chiamata magra se formata da calcari con una percentuale inferiore al 94% d’ossido di magnesio.
Per essere impiegata come legante la calce viva deve essere trasformata in idrossido di calcio. Questa operazione si ottiene semplicemente bagnando con acqua il prodotto originario che si trasforma in calce spenta (Ca(OH)²), mediante il processo chimico racchiuso nella formula:

CaO + H²O → Ca(OH)² + 12,45 Kcal

La reazione finale di spegnimento avviene, come si vede dalla formula chimica, con sviluppo di calore, processo che era osservato anche dai nostri avi i quali vedevano le pietre cotte “fumare” quando erano bagnate.
Le calci idrauliche, in questo periodo di sempre più vasto impiego, devono la loro proprietà di far presa anche sott’acqua grazie ai componenti costituenti l’argilla che accompagna il calcare. Questi elementi, che possono essere aggiunti anche artificialmente durante la fase di cottura (calci idrauliche artificiali), sono: la silice (SiO²), l’allumina (Al²O³) e l’ossido ferrico (Fe² O³). Tuttavia queste calci hanno bisogno di una temperatura più elevata, circa 1000°C e per questo motivo nella preistoria non erano prodotte e quindi conosciute.

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