C’è silicato e silicato

E’ meglio il silicato di sodio o il silicato di litio? Il waterglass o il silicato di potassio?

Innanzitutto va detto che i silicati possono essere sia in forma liquida che in forma solida (polvere o granuli). Quelli normalmente utilizzati in ambito edilizio sono:

Il silicato di sodio

Comunemente chiamato anche waterglass, è largamente utilizzato nella tecnica del calcestruzzo proiettato, detto shotcrete o spritz-beton. Si trova spesso anche in betoniera come additivo accelerante, utilizzato in polvere può essere usato in impasto come additivo di “cristallizzazione”. Allo stato puro non è adatto per essere utilizzato direttamente su superfici in calcestruzzo, perchè ha la tendenza a carbonatare, cioè a reagire in superficie con la CO2 formando un composto bianco. Inoltre la sua reazione in questi casi è reversibile all’acqua, cioè se bagnato a lungo ritorna allo stato di gel. Questo può essere un vantaggio nelle superfici orizzontali in caso di insorgere di microfessurazioni, tuttavia è un indubbio svantaggio nell’impermeabilizzazione di superfici orizzontali interrate.

Il silicato di sodio modificato

Spesso il waterglass viene modificato tramite aggiunta di altri composti chimici, per favorirne la penetrazione nel calcestruzzo oppure per evitare la carbonatazione (cioè il fatto che diventi “bianco” in superficie). Il silicato modificato può quindi venire utilizzato come trattamento indurente e consolidante nelle pavimentazioni industriali, come protettivo antiacido per le vasche di biogas ed il mondo agricolo in generale, come impermeabilizzante totale per vasche di acqua potabile, acque nere, interrati, tubazioni in cls, impalcati di ponti, ecc. Se opportunamente modificato si arriva ad avere ottime proprietà antievaporanti (curing del cls). Esistono varie “formule” proprietarie per modificare il silicato, la scelta della versione giusta è fondamentale per l’efficacia e la durabilità nel tempo del trattamento.

Il silicato di potassio

Viene utilizzato, particolarmente nell’area europea, come base per le pitture dette appunto pitture ai silicati. Ha il vantaggio che non è soggetto a carbonatazione, e quindi ha in genere un migliore comportamento in presenza di pigmenti. Mineralizza con la portlandite dell’intonaco formando composti impermeabili e idrorepellenti. La sua elevata durabilità come pittura lo rende privilegiato nella tinteggiatura di pareti esterne.

Il silicato di litio

Il litio è un atomo più piccolo rispetto al sodio e al potassio, e quindi riesce a penetrare meglio nella matrice cementizia del calcestruzzo, tuttavia a causa delle scarse dimensioni fa più fatica ad occludere i pori e quindi a saturare efficacemente il supporto. Viene utilizzato solo sulle pavimentazioni industriali, ma in genere a concentrazioni non sufficienti ad eguagliare le prestazioni degli altri silicati. Il litio infatti è un metallo molto ricercato e il suo costo sul mercato delle materie prime è decisamente più alto di quello del sodio e del potassio. (fino a 20-30 volte di più).

Cosa fanno i silicati?

Le proprietà più note dei silicati sono quelle di impermeabilizzare, di resistere agli attacchi chimici, di consolidare/indurire e di rendere i materiali resistenti al fuoco.

Applicati al fondo in calcestruzzo o intonaco (nel caso del potassio) i silicati mineralizzano legandosi con gli altri silicati o metalli alcalini presenti, formando un a struttura microcristallina e traspirante. I silicati diventano quindi parte integrante del fondo a cui sono applicati e per questo si differenziano da altri trattamenti o pitture superficiali che invece formano un film sopra il calcestruzzo o sopra l’intonaco. I silicati sono alcalini, e grazie a questa proprietà inibiscono la crescita batterica e riducono la carbonatazione dei materiali cementizi (da non confondersi con la carbonatazione de silicato vista prima). Hanno ottime proprietà anticorrosive.

Fuori dal campo dell’edilizia i silicati sono largamente utilizzati per gli usi più disparati: dallo storico utilizzo di conservarci dentro le uova alle fino alle iniezioni nel terreno per arginare le acque radioattive dopo il disastro nucleare di Fukushima in Giappone.

Per approfondire (link in inglese): http://en.wikipedia.org/wiki/Sodium_silicate

Quale silicato scegliere?

Se stiamo trattando una superficie di calcestruzzo, partiamo con il dire che bisogna scegliere obbligatoriamente un prodotto marcato CE secondo la norma UNI EN 1504-2. Tale norma europea “Protezione e riparazione delle strutture in calcestruzzo – Sistemi di protezione superficiale” riguarda anche le pavimentazioni, ed è piuttosto restrittiva rispetto alle prestazioni minime richieste al prodotto. Detto questo, è sicuramente preferibile fra i silicati quello di sodio (modificato): è più compatibile con il volume dei pori mediamente presente in un calcestruzzo ed è sicuramente quello che riesce meglio a saturare e a legarsi con la matrice cementizia.

Se stiamo trattando un pavimento, e desideriamo un effetto lucido, allora bisognerà scegliere un silicato di sodio modificato a bassa penetrazione, in modo che il silicato rimanga in superficie e tramite la lavorazione meccanica (monospazzola) si ottenga l’effetto desiderato. Bisogna tener presente che nel tempo l’utilizzo continuativo di alcuni passaggi o corsie del pavimento potrebbe rendere alcune parti più lucide di altre e vanificando così lo sforzo estetico.

Se invece desideriamo spostare il focus sulla protezione e durabilità del trattamento, specialmente su calcestruzzo all’esterno, allora è necessario scegliere un silicato di sodio ad alta penetrazione nel supporto, che non necessiti di altri trattamenti protettivi superficiali.

Per quanto riguarda il trattamento del calcestruzzo con il litio, va detto che molti prodotti a base di silicato di litio sono costretti ad aggiungere resine acriliche o altri tipi di prodotti organici per ridurre la quantità di litio utilizzata, tradendo in questo modo la filosofia dei silicati e abbandonandone alcune proprietà a mio avviso fondamentali. Per sapere quali silicati di litio sono sufficientemente “buoni”, resta sempre valido il consiglio di verificare la marcatura CE (chiedete la scheda di marcatura, deve contenere il numero di CDP e il nome dell’ente che l’ha rilasciato, se no si tratta solo di fumo negli occhi!)

Negli intonaci invece, sia come consolidante che come base per pitture il silicato di potassio si è dimostrato una ottima base.

Non tutti sanno che…

I silicati differiscono anche per il rapporto molare, che rende la gamma ampiamente variabile e versatile. Due silicati di sodio possono avere usi e proprietà totalmente differenti a seconda del rapporto molare.

Nel campo del restauro è molto utilizzato anche il silicato di etile come consolidante della pietra. Esso è un composto organico, a differenza dei silicati presentati che sono completamente minerali e perciò inorganici, ed è facilmente infiammabile. Preso in scarsa considerazione nell’edilizia tradizionale a causa di questo suo caratteraccio e del fatto che l’applicazione richiede esperienza e specialiazzazione.

Il silicato viene utilizzato efficacemente anche nella protezione del legno (vedi Everwood), sia per aumentarne sensibilmente le caratteristiche di resistenza al fuoco che per indurirlo e proteggerlo dagli agenti atmosferici e dal degrado. Si veda a tal proposito questo video.

I silicati sono particolamente ecocompatibili e sono totalmente minerali. Gli indicatori ambientali COD e BOD sono entrambi a zero.

I cosiddetti “microsilicati”, sono prodotti utilissimi nel campo dell’edilizia ma non centrano nulla con i silicati descritti qui.

 

Silicato di sodio

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