0446001S – Calcari: caratteristiche, usi e problemi

CALCARE: CARATTERISTICHE, USI E PROBLEMI

Questa procedura include informazioni generali sulle caratteristiche e usi comuni delle pietre calcaree calcare e individuare problemi tipici associati con il materiale. Vedi anche scheda 04400-01-S per una guida su ispezioni delle rotture nelle opere in pietra.

INTRODUZIONE

Il calcare è una roccia sedimentaria composta principalmente di carbonato di calcio (calcite) o doppio carbonato di calcio e magnesio (dolomite). E comunemente composta da minuscoli fossili, frammenti di conchiglia e altri detriti fossilizzati. Questi fossili sono frequentemente visibili ad occhio nudo con un attento esame della superficie di pietra, tuttavia ciò non sempre accade. Alcune varietà di calcare hanno una grana estremamente fine.

Il calcare è normalmente grigio, ma può essere anche bianco, giallo o marrone. Si tratta di una roccia morbida e si graffia facilmente. Farà facilmente effervescenza in qualsiasi acido comune.

I calcari possono variare notevolmente in consistenza e porosità dalla coquina, che è una matrice di conchiglie di mare intere o in pezzi vagamente cementate da calcite, ai calcari oolitici e calcari microcristallini le cui strutture sono così fini che possono essere visti solo sotto ingrandimento.

I depositi calcarei possono subire metamorfismo durante i principali eventi geologici con conseguente ricristallizzazione come il calcare.

Il Calcare oolitico consiste di notevoli quantità di “ooliti.” Gli ooliti sono piccoli granuli sferici o sub-sferici concentrici di calcite.

La classificazione di calcari e marmi può essere fonte di molta confusione per i non geologi. La stessa pietra può essere commercializzata una volta come pietra calcarea e, in altro tempo e luogo, venduti come calcare. Le sottigliezze che talvolta differenziano gradi e tipi di pietre sono spesso al di là della preoccupazione e competenze degli addetti alla manutenzione, amministratori di condominio e architetti storici con la responsabilità per la manutenzione delle risorse.

Mentre questo è comprensibile, non si deve tralasciare o eliminare il necessario per identificare accuratamente i materiali che devono essere trattati e manutenzionati. La mancata identificazione esatta di un materiale da trattare può comportare la mancata considerazione di importanti dati tecnici che poi si traduce in danni irreversibili alle risorse.

Nel tentativo di migliorare la precisione nell’identificazione della categoria generale dei calcari a livello ‘macro’, la seguente sezione contiene le descrizioni dei tipi più comuni di calcare, ma questa informazione non è un sostituto per la formazione e l’esperienza per individuare e catalogare correttamente i tipi di pietra. Le

seguenti definizioni sono tratte dal documento dell’ American Society for Testing and Materials (ASTM) ,”Definizione Standard dei termini relativi alle pietre naturali da costruzione. “

Calcarenite: la Calcarenite è composta di granelli di dimensioni della sabbia di calcite, di solito sotto forma di minuscoli frammenti di conchiglie fossili, e detriti fossili. Alcuni calcareniti contengono ooliti e se le oolites sono presenti in quantità sufficiente, la pietra è chiamata Calcare Oolitico. Il Calcare Oolitico è una sotto-categoria della calcarenite.

Lumachella: la Lumachella (o Coquina ) consiste di framenti grezzi, conchiglie inalterate, spesso abbastanza grandi, vagamente cementate da calcite. È generalmente molto grossolana e porosa, spesso costituito da ostriche e conchiglie marine e frammenti.

Dolomite: la Dolomite è una roccia sedimentaria composta di carbonato di calcio e carbonato di magnesio. Chiamato anche “calcare magnesio”, contiene dal 5 al 40% di carbonato di magnesio.

Calcare Microcristallino: Questa è una struttura calcarea di cristalli troppo piccoli per essere visto senza ingrandimento.

Calcare Oolitico: il Calcare Oolitico è una pietra calcarea di calcite cementata composta da frammenti di conchiglie, di carattere praticamente non cristallino. In generale, senza sfaldamenti, e di composizione e consistenza estremamente uniforme, il calcare oolitico si adatta alle variazioni di temperatura.

Travertino: un carbonato di calcio, di solito di colore chiaro, il travertino può essere estremamente poroso o cellulare. Di solito è depositato da solidi nelle acque sotterranee.

Il colore del Calcare va in genere da un bianco puro costante a un bianco sporco. Molte varietà non prendono una buona lucidatura, così che la superficie di solito è una finitura levigata, non lucida. I Calcaree, come il calcare e altre pietre calcaree, sono indicati come acido sensibili. Le pietre calcaree sono facilmente sciolte dall’acido, pertanto i prodotti acidi non devono essere utilizzati su calcari e marmi.

IMPIEGHI TIPICI

Il calcare è ampiamente utilizzato in applicazioni architettoniche per pareti, finiture decorative e rivestimenti. Viene meno frequentemente utilizzato come materiale da scultura, a causa della sua porosità e morbidezza, comunque, si tratta di un materiale base comune. Può essere trovato sia in applicazioni portanti (strutturali) che di rivestimento.

PROBLEMI E DEGRADO

Gli agenti atmosferici possono avere un effetto degradante su spetto e solidità strutturale del calcare. I fattori includono pioggia, neve, temperatura, vento e inquinanti atmosferici. Generalmente questi fattori agiscono in combinazione tra loro o con altri agenti di deterioramento.

L’acqua piovana, soprattutto in combinazione con i gas atmosferici spesso con conseguente pioggia acida può determinare lo scioglimento del calcare, causando livelli elevati di movimento salino all’interno della struttura di pietra. La temperatura può influenzare i tassi di degrado e (in pietre più grandi) il movimento dei pezzi, così come i modelli di migrazione del sale all’interno della pietra.

La maggior parte dei problemi naturali o intrinseci che possono verificarsi con il calcare richiede un certo grado di umidità per verificarsi, tuttavia altri problemi possono verificarsi indipendentemente quali l’erosione del vento e atti di vandalismo.

PROBLEMI NATURALI O INTRINSECHI AL CALCARE

ATMOSFERICI:

Il calcare sottoposto alle esposizioni esterne si deteriora a causa degli agenti atmosferici o degli effetti naturali di vento, pioggia, e variazione termica. Il calcare è estremamente durevole. Esso, tuttavia, assorbe acqua e, poiché è una roccia carbonatica, è altamente reattivo quando esposto ad acidi o acqua piovana anche un po’ acida, e può soffrire di deterioramento sostanziale. L’effetto più comune degli agenti atmosferici e l’erosione è la perdita di precisi dettagli.

Può essere fatto poco per ripristinare brevi spigoli di dettaglio ri-scolpendo la pietra e di solito è fattibile.

EROSIONE:

L’erosione può essere il risultato di agenti atmosferici generali sopra descritti, o può essere un fenomeno più localizzato basato su manipolazione o esposizione. Il vento trasporta abrasivi dispersi nell’aria che possono selettivamente portare via dettagli su alcuni rilievi, basandosi sulla direzione di venti prevalenti. Uno dei pochi modi efficaci per affrontare questo problema è tramite il paesaggio dove piantumazioni e/o inclinazione possono deviare il vento. Tale paesaggio e/ o inclinazione possono variare dal semplice e poco costoso fino ad un grande e costoso intervento.

Dovrebbe essere coerente con la politica appropriata per la gestione dei paesaggi culturali. Essa può, tuttavia, essere costo valido quando si considera la vita lunga della pietra.

I sintomi di erosione può essere sia semplice come la perdita di nitidezza degli spigoli come sopra descritto, oppure può essere molto localizzata, specifica l’usura dovuta al contatto con attrezzature l’abbellimento e taglio.

Danni localizzati dovuti al contatto da tagliaerba o apparecchiatura per altre operazioni di manutenzione è prevenibile. Qualora vi sia evidenza di recidiva di danni fisici, dovrebbero essere prese misure per proteggere la risorsa.

MACCHIATURA:

Lo scolorimento del calcare, di carattere generale o localizzata, è macchiatura. La macchiatura, può essere il risultato di esposizione a una varietà di sostanze esterne o occlusioni interne alla pietra o elementi strutturali.

Alcuni dei tipi più comuni di colorazione e gli agenti causali sono:

1. macchie di olio/grasso: Queste macchie sono di solito il risultato di atti di vandalismo o uso. Una varietà di oli organici o inorganici può essere assorbita nella pietra al momento del contatto. La profondità di penetrazione dipenderà dalla viscosità dell’olio/grasso, temperatura, porosità pietra , finitura e secchezza.

La comparsa di macchie di grasso/olio che sono costituite da un scurimento della pietra nella zona di contatto. I bordi della macchiatura saranno generalmente diffusi, soprattutto dopo un periodo prolungato. Ci sono tecniche standard per la rimozione di macchie di olio e grasso.

Per indicazioni specifiche sulla rimozione di macchie di olio/grasso da calcare, vedere schede 04455-10-R e 04455-11-R

2. Coloranti e inchiostri: La colorazione potrebbe essere di qualsiasi colore a seconda del tipo e la fonte del colorante. Questo tipo di colorazione è probabile che sia estremamente localizzato intorno alla zona di contatto. Il liquido contenente la colorazione può essere assorbito nella pietra e durante il normale processo di evaporazione, il pigmento del colorante si deposita nella pietra.

Per indicazioni specifiche sulla rimozione di macchie di inchiostro e coloranti dal calcare, vedere scheda 04455-18-R

3. macchie organiche: le macchie organiche sono causati dal contatto diretto con la materia organica in decomposizione, come foglie, escrementi di uccello o altri animali, fiori, tè o caffè. Indipendentemente dalla sorgente queste macchie tendono ad essere di un lieve colore bruno-rossastro. Spesso scompaiono dopo che la fonte è stata rimossa. Queste macchie possono essere lasciati alle intemperie e candeggiare o ossidare dopo la rimozione della fonte organica, tuttavia un residuo può ancora rimanere sulla pietra.

Per indicazioni specifiche sulla rimozione di macchie organiche da calcare, vedere scheda 04455-14-R

4. macchie metalliche: ci sono due grandi categorie di colorazione metallica, queste tendono ad essere basate o su ferro o su rame. La fonte della colorazione può essere nei componenti o elementi strutturali interni. Una fonte importante è l’acqua di lavaggio, o gocciolamento, da elementi metallici adiacenti, soprattutto bronzo e rame.

a. Macchie di ruggine: Queste macchie sono di colore rosso-arancione e sono causate dalla ossidazione (ruggine) del ferro. La fonte di macchie da ferro è di solito il collegamento o componenti strutturali. Questi componenti sono solitamente nascosti e protetti; Tuttavia, la penetrazione di acqua da cattivi giunti o fessure possono attivare o accelerare la formazione di ruggine. Lo scolorimento può essere all’interno della pietra o può essere un deposito di ruggine sulla superficie della pietra. I depositi di ruggine superficiali possono talvolta essere rimossi con sfregamento a mano con un panno pulito. L’esame della macchia dovrebbe includere tale sfregamento per determinare se è solo un deposito superficiale.

Per indicazioni specifiche sulla rimozione di macchie di ruggine dal calcare, vedere scheda 04400-06-R

b. Macchie bronzo e rame: Macchie da gocciolamento dell’acqua dal bronzo può variare di colore da un verde chiaro al marrone scuro. La macchiatura è causata dai sali di rame disciolti (da rame o bronzo) che bagnano la pietra, poi si ossidano. Il pattern della colorazione è probabile che sia localizzato, striato e nel percorso del gocciolamento dalla sorgente metallica.

Per indicazioni specifiche sulla rimozione di macchie bronzo e rame da calcare, vedere scheda 04400-07-R

SBRICIOLAMENTO:

Questa condizione è dovuta a una certa fragilità o tendenza della pietra a rompersi o a sciogliere. Essa può essere causata da una debolezza intrinseca nella pietra o graduale deterioramento della struttura legante o cristallina o può essere il risultato di fattori esterni che influenzano la resistenza e la durevolezza del calcare.

Questa condizione può essere causato dall’uso di sali disgelanti o qualsiasi altra fonte di migrazione salina, come quella che può verificarsi quando è presente risalita di umidità. Vi è attualmente poco che può essere fatto per riparare il danno una volta che questa condizione si è sviluppata, tuttavia la diagnosi precoce dei potenziali problemi e l’eliminazione di fonti di sali è fondamentale per arrestare il processo. Quando questa condizione è grave e, ovviamente, causata dal pesante uso o inadeguato di sali disgelanti, è talvolta chiamata “consumazione salina”. La regolare conservazione della manutenzione può eliminare le cause che promuovono lo sgretolamento, però , una volta avvenuta la condizione, la correzione o la riparazione è al di là del livello di procedura di manutenzione . Il Regional Historic Preservation Officer ( RHPO ) deve essere contattato per assistenza .

SCHEGGIATURA:

La separazione di piccoli pezzi o frammenti più grandi da una pietra, spesso in corrispondenza degli angoli, spigoli o giunti di malta è nota come scheggiatura. Queste fratture sono generalmente causate dal deterioramento e ristuccatura, soprattutto a causa dell’uso di troppo forte della malta di stuccatura, o da incidenti o vandalismo .

Le riparazioni includono le riparazioni dei distacchi, rattoppi e giunzioni. La riparazione della pietra scheggiata richiede un muratore qualificato e non è una procedura di manutenzione. Se la scheggiatura è dovuta agli urti occasionali da taglio o altri interventi di manutenzione ambientale, dovrebbero essere prese le misure per evitare danni futuri.

Per indicazioni specifiche sulla riparazione di scheggiature del calcare , vedere scheda 04455-03 – R 

SCREPOLATURE :

Questa condizione si manifesta con la comparsa di strette fessure che vanno da meno di 1mm a 10/12 mm di larghezza o più nella pietra .

Esse sono dovute a una varietà di cause, come sovraccarico strutturale dovuto ad assestamento, uso di una miscela di malta troppo forte o di un difetto nel materiale. La fessurazione minore può non essere un problema, in sé e per sé, ma può essere un’indicazione di problemi strutturali e le fessure possono essere una fonte di entrata di acqua verso l’interno della pietra, promuovendo la migrazione sale. Il calcare è un materiale relativamente omogeneo in quanto viene cristallizzato sotto forte calore e pressione.

Esso, tuttavia, ha avuto evoluzione da pietre sedimentarie e può avere piani fisici/strutturali di densità e forza diversa.

La screpolatura, che consente ad acqua o sali di entrare nella pietra , aumenta la possibilità di un guasto lungo i piani con successiva scheggiatura. Le riparazioni includono rattoppo e sostituzione.

Per indicazioni specifiche sulla riparazione di crepe nel calcare , vedere scheda 04455-03-R

DISTACCO :

Questo non è un difetto del calcare, ma piuttosto un difetto del sistema di costruzione, cioè i connettori e/o giunti. La definizione implica che il componente difettato sopravvive intatto e può essere nuovamente installato utilizzando appropriate tecniche meccaniche.

Il distacco non può avvenire con un pezzo monolitico. Visivamente, i pezzi staccati possono essere separati da quelle circostanti.

Il guasto di ancore o connettori metallici che portano al distacco può essere causato e/o accelerato dalla penetrazione dell’acqua nella struttura dietro la pietra, provocando ruggine e corrosione.

Adeguato fissaggio e coibentazione impediranno perdite e penetrazione di acqua nel sistema.

Per indicazioni specifiche sul riassicurare la pietra calcarea staccata, vedere scheda 04455-21-R

EFFLORESCENZE :

L’aspetto di un deposito biancastro localmente o uniforme sulla superficie può essere efflorescenza, la deposizione superficiale di sali solubili. Ci sono numerose fonti di sali solubili che creano l’aspetto annebbiato; i sali possono provenire da malte, detergenti impropri , umidità di risalita, sali antigelo , trattamenti chimici ambientali e inquinamento atmosferico. I depositi biancastri di sali possono essere molto meno evidente sul calcare bianco che sulle pietre scure e i mattoni.

Su superfici lucide, i depositi ridurranno la brillantezza e presentano una zona diffusa o offuscata .

Le efflorescenze possono essere un residuo di sale derivante da pulizia chimica impropria, cioè t un detergente chimico troppo forte un o risciacquo inadeguato. Può anche essere un’indicazione di problemi di acqua. La migrazione di sale e/o sub-fioritura e le efflorescenze devono essere considerato un sintomo che deve essere esaminato per identificare l’origine dei sali solubili e/o la fonte di umidità .

Devono quindi essere intraprese azioni correttive per eliminare la fonte del problema una volta che si identifica.

Alcuni efflorescenze possono verificarsi naturalmente con pietre nuove, malte e materiali di installazione. Normalmente, questa efflorescenze verrà rimossa dalla pioggia naturale e processi atmosferici e/o lavaggio normale. La nuova o continua comparsa di efflorescenze è un forte indicatore di problemi come l’umidità di risalita, metodi di pulizia inappropriati, i quali dovrebbero essere sottoposti al RHPO .

Per indicazioni specifiche sulla rimozione di efflorescenze dal calcare, vedere scheda 04455-25 – R

EROSIONE :

L’erosione è l’asportazione della superficie del materiale per l’azione naturale del vento, particelle nel vento e nell’acqua. Può verificarsi con marmi e materiali esposti. Le ispezioni dovrebbero includere un esame di qualsiasi perdita apparente di dettagli e nitidezza degli spigoli che potrebbero essere causati da erosione.

L’erosione può essere un problema minore su roccia o calcare a spacco cava, ma può essere un problema più serio sulla pietra con più precisi dettagli. Poco si può fare per risolvere questo problema una volta che si verifica, oltre che proteggere la superficie da ulteriore esposizione a interrompere o ritardare il processo.

SFALDAMENTO:

Questa è una fase iniziale di desquamazione, esfoliazione, delaminazione o scheggiatura evidenziata dal distacco di piccoli pezzi sottili piatti di strati esterni di pietra da un pezzo più grande di pietra. La desquamazione è di solito causata da umidità capillare o cicli di gelo-disgelo che si verificano all’interno della muratura.

Il problema può verificarsi anche a causa di sub-fioritura, cosicché se si verifica desquamazione, l’area deve essere esaminata per determinare se la cristallizzazione del sale avviene in aree a scaglie.

SCROSTAMENTO :

Lo scostamento è l’asportazione della superficie dal substrato in strisce o strati. Essa può derivare da un uso non corretto di rivestimenti murari che determinano il guasto del rivestimento e/o superficie di pietra. Essa può anche derivare da un difetto della pietra o da agenti atmosferici.

L’incrostazione della superficie causato da reazioni chimiche con gli elementi ambientali può anche staccarsi o sfaldarsi lungo il piano di assestamento .

UMIDITA’ DI RISALITA:

Umidità di risalita è l’aspirazione delle acque sotterranee nella base della muratura attraverso l’azione capillare. L’umidità è pompata nel calcare e può salire e scendere a causa di condizioni di temperatura; umidità; livellamento del posto; mancanza o guasto di corsi umidi, e/o trattamenti alle superfici murarie che influenzano l’evaporazione .

Durante i periodi umidi attivi, l’umidità ascendente può essere visibile come uno scurimento del calcare lungo la base a terra. A causa del continuo cambiamento del livello di umidità causa delle condizioni variabili di esposizione, macchie o efflorescenze possono essere visibili ad una distanza di diversi metri dal suolo. La continuazione del problema può portare a più gravi problemi di desquamazione, secchezza e/o scheggiature, ma la correzione del problema richiede l’ eliminazione della fonte di acqua o l’interruzione del suo percorso nella pietra da impermeabilizzanti fisici o chimici.

SCHEGGIATURA :

La scheggiatura è la separazione e il distacco di pezzi di pietra a causa di sub-fioritura, gelo-disgelo, rifissaggio improprio con un mix di malta o cemento Portland troppo duri, o sovraccarico strutturale della pietra.

La scheggiatura è meno frequente con il calcare che con le pietre sedimentarie che sono anche meno dense. Il calcare è abbastanza denso da resistere alle forze interne che potrebbero causare distacchi in altre pietre naturali o fabbricati in muratura.

Per indicazioni specifiche sulla riparazione di scheggiature del calcare, vedere schede 04400-03 – R e 04455-03 – R

SUB – FIORITURA :

Questo è un accumulo interno potenzialmente dannoso di sali solubili depositati sotto o appena sotto la superficie muraria come l’umidità nella parete evapora.

L’accumulo di sali e la loro cristallizzazione possono creare pressioni sostanziali all’interno della pietra, provocando rotture di pezzi lungo i piani di deposizione. L’efflorescenza in superficie è un’indicazione che è possibile la sub -fioritura. Le tecniche di mitigazione del problema comprendono l’applicazione di impacchi, la rimozione delle fonti di sale individuate, l’eliminazione dell’umidità nella pietra e impermeabilizzazione.

FINE DELLA SEZIONE