Calcestruzzo caldo da Pompei

In un antico cantiere di Pompei, i ricercatori hanno scoperto prove di un processo di miscelazione a caldo del calcestruzzo romano. La scoperta rafforza la teoria del calcestruzzo autorigenerante e contraddice la descrizione tradizionale dell'architetto Vitruvio. Con conseguenze per la comprensione dell'architettura antica e per i futuri materiali da costruzione sostenibili.

Il calcestruzzo romano costituisce la spina dorsale di molte strutture, dai porti agli acquedotti, che hanno sfidato il vento, il tempo e i terremoti per oltre 2000 anni. Il gruppo di lavoro guidato da Admir Masic del MIT ha studiato per anni il motivo per cui questo materiale da costruzione è così straordinariamente resistente, basandosi sulle analisi chimiche della malta antica. Già nel 2023, il team ha formulato l’ipotesi che i Romani non usassero la calce come pasta già pronta, ma la mescolassero a secco come calce viva insieme alla cenere vulcanica, aggiungendo solo successivamente l’acqua.

Pompei come cantiere conservato
Le ultime indagini si basano su un sito unico a Pompei. Un cantiere “congelato” dall’eruzione del Vesuvio del 79 d.C., con muri semilavorati, cumuli di materiale e utensili. Nei campioni provenienti dai cumuli secchi premiscelati, dai muri in costruzione e dai componenti finiti, i ricercatori hanno trovato non solo i familiari clasti di calce bianca, ma anche frammenti intatti di calce viva nella miscela secca. Ciò suggerisce che la reazione di slaking, ossia la reazione della calce bruciata con l’acqua, avveniva solo durante l’effettiva miscelazione e l’indurimento del calcestruzzo e non prima, come descritto nei resoconti classici.

Contraddizione con Vitruvio e come viene risolta
Nel I secolo a.C., Vitruvio descrisse nel ‘De architectura’ che la calce veniva prima spenta con acqua e poi mescolata con gli aggregati. La tecnica di miscelazione a caldo che è stata ora identificata si discosta da questa, in quanto la calce viene combinata con la cenere vulcanica come calce viva nella fase secca e l’acqua viene aggiunta solo successivamente. Le analisi isotopiche delle malte mostrano i caratteristici processi di carbonatazione che sono coerenti con questo processo e differiscono dalle malte con calce precedentemente spenta. Invece di ‘confutare’ completamente Vitruvio, gli esperti tendono a interpretare i risultati in modo tale che la sua descrizione non rifletta l’intero spettro della pratica romana. Le variazioni regionali o temporali, come l’impasto a caldo, sembrano essere state più diffuse di quanto si sia ipotizzato a lungo.

Il calcestruzzo autorigenerante come modello per il domani
Il processo di miscelazione a caldo genera un notevole calore quando la calce viva e l’acqua entrano in contatto, che intrappola le particelle di calce reattive nella struttura del calcestruzzo. Se in seguito si formano delle microfessure, queste particelle possono dissolversi di nuovo, reagire con l’acqua che penetra e riempire nuovamente le fessure. Un meccanismo di auto-riparazione che spiega plausibilmente la longevità degli edifici romani. Le nuove scoperte vengono incorporate nello sviluppo di un calcestruzzo moderno e sostenibile. L’obiettivo è quello di ridurre il contenuto di legante ad alta intensità di CO₂, estendere in modo massiccio la durata di vita degli edifici e ridurre così il consumo di risorse nell’industria edilizia. Il tutto nello spirito di un modello antico che solo ora viene compreso appieno dal punto di vista chimico.

Quelle Ingenieur