Le pericolose trasformazioni dei cristalli dei sali nelle superfici degradate
Le ri-cristallizzazioni dei sali dannosi nei muri è un argomento di cui non parla mai nessuno, specie nel restauro architettonico o archeologico. Eppure, sono estremamente diffuse e dannose, e perciò un grande fattore di degrado per i nostri monumenti.I sali che formano cristalli dannosi nei primi 10-12 mm di superfici lapidee degradate per evaporazione dell’acqua che li contiene sono (salvo casi eccezionali), per circa il 95% combinazioni di sali dei metalli Sodio, Potassio, Magnesio, Calcio, ognuno chimicamente combinato con Cloruri, Solfati e Nitrati.
I cristalli sono molecole di questi sali unite da legami elettrici organizzate in una determinata struttura. 
Ad es. il Cloruro di Sodio o sale marino forma una struttura cubica.
MA molti sali, non tutti, possono incorporare nel cristallo che formano anche diverse molecole d’acqua, nel qual caso, il cristallo può prendere diverse forme a seconda del numero di molecole d’acqua che vengono incorporate.
Naturalmente, anche il volume del cristallo così formato pertanto cambia a seconda di quanta acqua viene incorporata.
Ad esempio, il Solfato di Sodio può cristallizzare da solo o con 10 molecole d'acqua, nel qual caso il volume del nuovo cristallo aumenta di quattro volte!!!
| Esempi di cambiamento di volume di cristalli idrati |
| Sale |
Molecole d'acqua |
Aumento di volume (%) |
| Solfato di magnesio |
da 2 a 6 |
+ 128 % |
| Solfato di magnesio |
da 2 a 7 |
+ 157 % |
| Solfato di sodio |
da 0 a 10 |
+ 315 % |
| Cloruro di magnesio |
da 0 a 6 |
+ 217 % |
| Nitrato di calcio |
da 0 a 4 |
+ 86 |
Questi cristalli detti cristallo-idrati sono però meta-stabili - ovvero possono passare da una forma all'altra a seconda della Temperatura ambientale e della disponibilità di acqua locale in cui si trovano (e perciò anche a seconda della Umidità Relativa percentuale a quella temperatura). Perciò il comportamento di ogni sale dipende molto anche dal comportamento degli altri compresenti nella “gestione” dell’acqua disponibile per tutti (come può accadere in un comune condominio). Ad esempio, moltissimi cristalli dei sali sono igroscopici e il loro attirare acqua dall’atmosfera contribuisce alla quantità totale d’acqua localmente disponibile per altri sali. I cambiamenti di volume passando da una forma all'altra avvengono con pressioni di ri-cristallizzazione enormi di anche 80 Mpa. in grado di spaccare qualunque materiale edile. (Weber J. Analyses related to moisture and soluble salts, EU-Projekt UE 96/B/A/1 Buildfresc Report.)
Il grafico per il Solfato di Sodio (uno dei sali più nocivi) dimostra che le condizioni di temperatura e di Umidità Relativa dell’aria che scatenano le transizioni tra una forma e l’altra possono avvenire anche 2 volte in 24 ore in una tipica giornata estiva. Grafico cortesia Eric Doehne. Non è da sorprendersi se compaiono danni enormi quando questo sale è presente in mattoni o in un intonaco! Tant’è vero che la resistenza a questo sale è talmente nota da essere presa come parametro per molte norme UNI quali: - UNI EN
772-5 per il contenuto di solfati dei laterizi, - UNI EN 1367-2 Degradabilita' mediante prova al solfato di magnesio - UNI 8520-2 requisiti minimi che gli aggregati devono rispettare. In particolare, il contenuto di solfati. - UNI-EN 1744-1 punto 12. il contenuto di solfati solubili in acido: sono utilizzabili per il confezionamento del calcestruzzo aggregati che presentino un tenore di solfati (espressi come SO3) inferiore a 0.2 e 0.8 % in massa rispettivamente per le frazioni grosse e per quelli fini. - La ASTM C88-13 (USA) - Metodo standard con l'uso del Solfato o del Magnesio di Sodio per accettazione di qualsiasi inerte per pavimentazioni autostradali o il confezionamento di calcestruzzi. L'unica soluzione per risanare davvero dal costante pericolo rappresentato dalla sola presenza dei cristalli di sali è di estrarli e toglierli di mezzo. Cosa che si può fare con un bio-estrattore di sali quale Cocoon.
