Teoria di Kunzel

Lo scopo di questa trattazione è un tentativo di illustrare le tendenze dell’industria Italiana dei prodotti vernicianti riferito al campo delle pitture minerali traspiranti da utilizzarsi nel restauro conservativo del patrimonio artistico e monumentale.

Pur riconoscendo agli architetti ed agli studiosi della materia la validità delle loro teorie sull’utilizzo, nei secoli passati, delle pitture a calce, dove l’imbianchino provvedeva personalmente alla preparazione delle tinte avvalendosi della esperienza accumulata nei lunghi anni di apprendistato, bisogna tenere conto delle mutate condizioni ambientali prodotte dallo inquinamento atmosferico e dalle piogge acide.

Nei tempi antichi le pitture a calce, per una maggiore stabilità nel tempo e per una migliore idrorepellenza , venivano additivate con prodotti organici quali latte ,caseina ,siero, olio di lino ,vari tipi di colle animali, uova, formaggio ecc.

Al giorno d’oggi è impensabile che un imbianchino possa uscire da casa portandosi dietro simili prodotti ,farebbe pensare più ad un picnic piuttosto che ad un lavoro.

Altre esperienze sono state tentate empiricamente ,sempre in cantiere, sostituendo gli additivi naturali con emulsioni viniliche ,addensanti , antimuffa ed altro ancora, ma il risultato è stato sempre insoddisfacente.

Il compito della produzione di tinte a calce con caratteristiche di permeabilità al vapore , coprenza accettabile , stabilità nel tempo ed inattacabilità da muschi e licheni, è stata demandata alle aziende produttrici che possono garantire nel tempo la costanza di queste caratteristiche.

La nostra società è da circa venti anni attiva nel campo delle pitture minerali traspiranti ed ha apportato costantemente aggiornamenti e variazioni per il miglioramento dell’efficienza di queste pitture.

Con le pitture prodotte nel nostro stabilimento in Pomezia (Roma) sono state restaurate chiese, palazzi nobiliari e quant’altro è stato costruito nel corso dei secoli, l’ultima realizzazione è stata il ripristino della pitturazione del complesso monumentale dell’ospedale Santo Spirito vicino all’area di San Pietro , primo ospedale nel 1500 a servizio dei pellegrini che giungevano a Roma negli anni Giubilari .

La trasformazione del calcare con alto contenuto di carbonato di calcio in ossido di calcio, attraverso la cottura delle pietre ,lo spegnimento con acqua e

la trasformazione in pasta di calce , morbida e plastica ,( venduta in Italia sotto il nome di grassello di calce ) o la trasformazione in calce idrata in polvere, rende utilizzabili entrambi i prodotti come leganti minerali per la produzione delle tinte a calce adatte alla pitturazione delle facciate.

Questo ciclo utilizzato per secoli ha dimostrato il suo punto debole quando sono venute a cambiare le condizioni ambientali.

L’assorbimento di sostanze nocive ,quali i sali disciolti nel terreno , gli ossidi dell’azoto e dello zolfo immessi in atmosfera dai gas di scarico industriali e dai gas di scarico degli automezzi , le piogge acide, riescono con la loro aggressività a trasformare dei legami insolubili in sali solubili.

A questo punto sono state introdotte nella preparazione delle tinte a calce piccole percentuali di emulsioni acriliche o stirolo acriliche, l’utilizzo delle PVA è sconsigliato poiché , a causa dell’alta alcalinità della calce e dei silicati, le catene polimeriche di queste emulsioni vengono distrutte e perdono la loro funzione collante.

L’aggiunta di additivi adatti a garantire una resistenza nel tempo ed una resistenza al dilavamento paragonabile a quelle delle tinte a base di leganti sintetici lasciando inalterata la permeabilità al vapore , caratteristica fondamentale delle pitture a base calce, permettono il respiro delle murature ed eliminano il problema del rigonfiamento della tinta stessa e conseguente creazione di antiestetiche bolle.

Il colore è ottenuto con pigmenti naturali o con ossidi sintetici, resistenti alla alcalinità della calce ed ai raggi U.V., sono sconsigliati i pigmenti organici.

L’applicazione deve essere effettuata su superfici pulite e prive di polvere, esenti da tracce di vecchie pitture, liberate da funghi e licheni previa applicazione di un fondo fungicida e pretrattate con l’applicazione di un fissativo minerale diluito 1:3 con acqua.

Il fissativo ha il doppio scopo di neutralizzare le variazioni delle alcalinità degli intonaci ed al tempo stesso uniformare e rinforzare le superfici da pitturare.

I fissativi minerali siano essi a base calce o silicato, coadiuvati da piccole quantità di microemulsioni acriliche a particelle finissime, penetrano nei capillari delle murature, si legano chimicamente al supporto e rinforzano le superfici sfarinanti senza influenzare la permeabilità al vapore.

Inizialmente per rinforzare le superfici sfarinanti sono state utilizzate delle dispersioni a solvente tipo i Paraloid della Rohm and Haas, sostituite poi con il silicato di etile, ma che a causa dell’alto costo è stato poi utilizzato per statue e fregi, mentre per le superfici intonacate ci si è rivolti alle soluzioni dei silicati di potassio.

L’utilizzo di malte premiscelate a base calce, utilizzate per le riprese di intonaci e per la finitura, oggi molto di moda in Italia sia per la praticità che per la velocità di preparazione, ha creato problemi nell’applicazione delle tinte minerali che sono stati risolti effettuando un lavaggio con fluosilicati prima dell’applicazione del ciclo pittorico.

Nel caso la calce provenga da pietre con alto contenuto di Mg (magnesio) essa dovra’ essere addizionata con sali aventi la funzione di acceleranti di reazione per evitare la formazione dei piccoli noduli di calce non perfettamente spenta.

In Italia questo problema non si presenta perché vengono utilizzate solamente pietre ad alto contenuto di Ca (calcio ).

La tinteggiatura viene eseguita con due o tre mani di pittura molto diluita e questo rende la pittura poco coprente , opaca , non uniforme, dal sapore antico.

Durante la lavorazione rimestare di tanto in tanto la tinta già diluita per evitare la sedimentazione.

Per mantenere le facciate pitturate a calce in buono stato ,si doveva ogni anno provvedere alla ripitturazione, per questo nei primi anni dell’ottocento furono introdotte le pitture a base di silicato di potassio, un legante minerale non filmogeno ottenuto dalla fusione del quarzo con carbonato alcalino di potassio il tutto poi disciolto in autoclavi ad alta temperatura e che presentava , dopo la cristallizzazione, una resistenza al dilavamento superiore alla calce, un potere traspirante al vapore d’acqua simile a quello della calce, mentre la velocità di penetrazione dell’acqua diminuiva di circa dieci volte, e questo e’ dovuto al fenomeno di formazione di un gel di silice all’interno del supporto che va a sistemarsi negli interstizi della struttura porosa degli intonaci stessi, esplicando la sua funzione collante e di rinforzo delle superfici.

Oggi sul mercato sono disponibili silicati di potassio stabilizzati , cariche e pigmenti esenti da impurità , tali da permettere la produzione di pitture monocomponenti corrette con emulsioni acriliche , bagnanti, addensanti , correttori di reologia, antibatteri ed idrofobizzanti.

I vantaggi presentati da queste pitture sono:

_ Elevata Permeabilità

_ Opacità Minerale

_ Consolidamento del supporto

_ Non filmogene

_ Stabili alla luce

_ Resistenti agli inquinanti industriali

_ Facile applicazione

I supporti sui quali sono applicate le pitture ai silicati sono tutti quelli minerali con esclusione delle superfici in gesso che vanno soggette ad una reazione chimica tra la forte alcalinità del silicato e la natura acida del gesso con formazione di una crosta superficiale dura ma non aderente

Come succede con le pitture a calce in cui le superfici devono essere pretrattate con fissativi minerali ,una volta ripulite dalle vecchie pitture e spolverate tramite lavaggio con acqua, cosi’ le superfici per l’applicazione delle pitture ai silicati debbono essere pretrattate con un impregnante a base silicato .

Le parti rappezzate, sia per l’applicazione delle tinte a calce che per le pitture ai silicati, dovranno essere neutralizzate con una soluzione ai fluosilicati e poi lavate per eliminare l’eccesso di fluato.

Il lavaggio con la soluzione di fluosilicato viene effettuato per la neutralizzazione rapida dell’eccesso di calce libera presente nei rappezzi e che altrimenti richiederebbe un periodo di stagionatura di alcune settimane od addirittura di mesi .

Poiché bisogna tenere presente che tutte le superfici con elevata permeabilità al vapore sono anche molto sensibili all’assorbimento d’acqua, sono stati introdotti nel mercato dei trattamenti finali trasparenti, siliconici impermeabilizzanti , idrofobizzanti e permeabili al vapore , da applicare come mano protettiva sulle pitture a calce e silicato.

Per la coloritura delle tinte ai silicati vengono utilizzati coloranti sintetici a base di ossidi di ferro, resistenti alla alcalinità , privi di impurezze e stabili alla luce, sono sconsigliati coloranti organici.

Le pitture ai silicati, data la loro elevata alcalinità, aggrediscono le superfici di ,vetro, ceramica, metallo, alluminio e pietre, che devono essere protette preservandole dal contatto accidentale con la pittura.

Le pitture ai silicati non hanno dato buoni risultati per la protezione del cemento armato , perché la permeabilità alla CO₂ è elevata e non rallentando la carbonatazione del cemento fanno si che l’alcalinità del cemento, che ricopre i ferri, diminuisca e porti alla creazione di ruggine che aumentando di volume crea rotture e scheggiature con conseguenti percorsi preferenziali per l’acqua, ma di questo ne parleremo in un prossimo incontro.

Teoria di Kunzel e Leganti Siliconici

Le pitture a calce e le pitture ai silicati manifestano la loro proprietà non filmogena perché interagiscono con gli inerti delle pitture, carbonati di calcio, polveri di quarzo e con l’anidride carbonica dell’aria per formare composti insolubili.

L’alta permeabilità che ne deriva è dovuta all’alto valore di assorbimento d’acqua e di conseguenza l’assorbimento di sali inquinanti trasportati dall’acqua stessa, che in presenza di climi secchi resterebbero all’interno delle murature, ma che in presenza di umidità e della CO₂vengono resi solubili. Il meccanismo della cessione di acqua mediante diffusione può essere descritto dalla resistenza alla diffusione( spessore dello strato d’aria equivalente sd ) e dall’assorbimento d’acqua per capillarità con il coefficiente di assorbimento d’acqua w.

I requisiti , formulati da Kunzel , ai quali debbono rispondere tutti i rivestimenti al fine di ottenere sistemi efficaci per la protezione delle facciate sono i seguenti:

1 w*sd £ 0,1 kg/(m*h( 0,5))

2 w £ 0,5 kg./(mq*h(0,5))

3 sd £ 2 m

si ricorda che sd = m*s

dove il m è l’indice di resistenza alla diffusione che indica di quante volte è maggiore la resistenza alla diffusione del materiale in oggetto rispetto a quello di uno strato d’aria stagnante di pari spessore, in cui l’indice dell’aria è pari ad 1 (adimensionale) , mentre s indica lo spessore dello strato di finitura espresso in metri.

Tutti questi requisiti sono pienamente soddisfatti dall’utilizzo come leganti, nella produzione di vernici ,delle nuove emulsioni siliconiche messe a disposizione dai laboratori dei produttori di materie prime .

I siliconi si propagano all’interno delle superfici e si legano con forza al substrato impedendo la penetrazione dell’acqua sotto forma di liquido ,dato il loro forte potere idrofobizzante , lasciando invariata la permeabilità dei pori di materiali edili .

Il potere idrofobizzante dei siliconi è dato dalla capacità di resistere alla azione bagnante dell’acqua , che è dipendente dall’ampiezza dell’angolo di contatto tra la superficie piana del substrato verniciato con pitture siliconiche e la superficie esterna delle gocce d’acqua.

Non idrofobizzato Idrofobizzato

Cos q > 0 Cos q < 0

Equazione dell’ascensione capillare.

H = K cos q / r metri

K= costante che dipende tensione superficiale del liquido,densità del liquido,accelerazione di gravità .

q = Angolo di contatto

r = raggio dei capillari

Da questa equazione se ne deduce che se le superfici vengono trattate con prodotti che riducono la bagnabilità , l’angolo di contatto è > di 90 ° il coseno dell’angolo è negativo e la risalita nei capillari presenta un valore finale negativo.

Con questo trattamento si idrofobizza il materiale lasciando inalterata la permeabilità al vapore, poiché i pori del materiale edile non vengono ne ostruiti ne chiusi, ma nello stesso tempo viene bloccato l’ingresso dell’acqua che è la causa principale della disgregazione degli intonaci.

Le caratteristiche tecniche principali che rendono queste pitture idonee ad essere utilizzate per il recupero del patrimonio artistico sono:

Permeabilità al vapore acqueo

Impermeabilità all’acqua

Ridotta presa di sporco

Resistenza alle intemperie

Aspetto opaco

Da circa quindici anni la nostra società ha iniziato a formulare pitture all’acqua per esterno usando emulsioni di resine siliconiche additivate con piccole percentuali di emulsioni acriliche, ora sostituite con microemulsioni, con l’obbiettivo di ridurre la permeabilità all’acqua , migliorare la resistenza all’abrasione, ridurre la presa di sporco e migliorare la resistenza all’attacco di funghi e licheni.

Agli inizi del 1999 la nostra società ha messo a punto nei propri laboratori i risultati delle ricerche effettuate dai produttori di materie prime producendo pitture con emulsioni silossaniche autopulenti dette ad effetto Loto.

La microstruttura frastagliata e non piana di questo nuovo tipo di silossanica ad effetto Loto e l’alto angolo di contatto superficiale fanno si che le gocce d’acqua , non trovando una superficie piana e non riuscendo a bagnarla , rotolano sulla superficie delle facciate pitturate e trascinano con loro lo sporco , lasciando le superfici asciutte e pulite.

Per altri eventuali ed ulteriori chiarimenti siamo a Vostra disposizione , contattateci saremo lieti di porre la nostra esperienza al V/s servizio.