Teoria di Kunzel

Tecnologia moderna per  materiali
antichi



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.
Leganti ai silicati di
potassio
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 CO
2 vengono  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.

 
 
  
   
   

   
                 q                                                        q
   

   
  
 
 

 
 
  
   
   

   
                      

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.