Normativa di riferimento:

UNI EN 12407:2001 - Metodi di prova per pietre naturali - Esame petrografico.

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Scopo delle prova:

Conoscere la composizione mineralogico-petrografica di malte ed intonaci.

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Livello di conoscenza acquisito (da indicazioni contenute nella Circolare Esplicativa 7/2019 delle NTC18):

LC2

 

Analisi mineralogica petrografica: descrizione della prova

Negli edifici storici spesso è molto difficile prelevare campioni di dimensioni sufficienti per l’esecuzione di prove meccaniche. Le uniche informazioni disponibili riguardano la composizione della malta e lo stato di degrado. A queste finalità rispondono le analisi mineralogico-petrografiche sulle malte attraverso osservazioni allo steromicroscopio a luce riflessa e al microscopio polarizzatore a luce trasmessa.

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Analisi dei materiali allo stereomicroscopio

Il microscopio stereoscopico è caratterizzato dalla presenza di due diversi obiettivi, in grado di fornire una visione stereoscopica dell’oggetto. A seconda dello strumento utilizzato, è possibile avere un ingrandimento da 10x fino a 80x. Attraverso l’osservazione allo stereomicroscopio è possibile raccogliere le prime informazioni sul materiale, in particolare:

• le caratteristiche morfologiche (dimensioni e forma degli aggregati, dimensione e forma dei pori, possibili aggiunte di materiale come fibre vegetali, eventuale presenza di fessure, etc.);

• la successione stratigrafica di più materiali diversi, se, ad esempio, si tratta di un intonaco o di una malta che ha subito ritocchi ed integrazioni;

• le caratteristiche di adesione e compattezza del materiale, se tende a frantumarsi con facilità, se l’aggregato è molto o poco aderente agli aggregati;

• se vi siano strati di finitura e la loro successione;

• se siano in atto fenomeni di degrado. 

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Dall’analisi stereomicroscopica non sono invece determinabili con sicurezza la natura del legante o la mineralogia degli aggregati. 

Queste prime osservazioni sono di primaria utilità per chi conduce l’indagine, perché consentono di suddividere i materiali campionati in base alle caratteristiche morfologiche e di selezionare quelli maggiormente rappresentativi sui quali condurre analisi più approfondite.

 

La stereomicroscopia si rivela molto utile anche nel caso in cui il campione prelevato presenti strati pittorici: è possibile vederne la stratigrafia e, in alcuni casi favorevoli, procedere ad una datazione.

 

Analisi dei materiali al microscopio polarizzatore

Il microscopio polarizzatore è uno strumento che combina i gruppi ottici di uno stereomicroscopio ad un sistema di polarizzazione della luce (nicol polarizzatore) che, nel caso dei materiali lapidei naturali  e degli aggregati in quelli artificiali, consente di determinare l’indice di rifrazione di una sezione del minerale e di identificarne la tipologia.

Lo studio petrografico mediante microscopio polarizzatore permette innanzitutto di riconoscere il tipo di legante e la natura dell’aggregato:

• il legante può essere di calce (area, idraulica o resa tale mediante additivi), idraulico moderno (cemento, cemento romano, etc.) o gessoso;

• l’aggregato è classificabile sulla base  della petrografia e della sua origine (naturale o di frantumazione), dell’arrotondamento, della sfericità e della composizione.

 

Inoltre possono essere riconosciuti:

• Grumi, comunemente detti calcinelli, presenti all’interno del legante. La presenza di grumi è sempre riferibile ad  un cattivo processo di produzione del legante che non viene debitamente vagliato dopo lo spegnimento.

• Additivi. Possono essere individuate le cosiddette “aggiunte”: paglia, frammenti di legno, cenere e altri materiali solidi aggiunti all’impasto per migliorarne le qualità. Alcuni additivi (olii, rosso o chiara d’uovo, resine, etc.) non possono essere identificati se non attraverso specifiche analisi chimiche.

• Rapporto legante/aggregato.

• Porosità, per pori di diametro >10µm, e classificabile con una discreta sicurezza in base alle cause che hanno portato la presenza di aria all’interno del materiale (eccesso di acqua nell’impasto, fessurazione da ritiro, dissoluzione o fratturazione per gelività, etc.).

• Processi secondari o prodotti di alterazione, come dissoluzione e ricristallizzazione di calcite, presenza di gesso cristallizzato.

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La conoscenza dell’esatta composizione di una malta permette la riproduzione di malte o miscele da iniezione con caratteristiche simili a quelle originarie o comunque compatibili, da impiegare in eventuali operazioni di riparazione.