Metodo semplice per migliorare la sostenibilità della costruzione

Apr 20, 2023

TOKYO, GIAPPONE — Secoli di edifici, ponti e altre costruzioni hanno utilizzato il cemento per la sua elevata resistenza e la semplicità di produzione. Tuttavia, circa l’8% delle emissioni globali di carbonio proviene dalla produzione di cemento. Pertanto, sono in corso sforzi per ridurre al minimo questa enorme impronta di carbonio. Alcuni di questi sforzi di riduzione dell’inquinamento si concentrano sul riutilizzo dei rifiuti di cemento. Ad esempio, alcuni ricercatori giapponesi hanno recentemente sperimentato la compattazione ad alta pressione come mezzo semplice per riciclare il calcestruzzo. Tuttavia, per utilizzare al meglio tali prodotti sono necessari ulteriori miglioramenti.

Ora, in uno studio recentemente pubblicato I ricercatori di Materiali da costruzione e da costruzione dell'Istituto di scienza industriale dell'Università di Tokyo hanno misurato sperimentalmente i cambiamenti nella resistenza alla compressione e nella struttura su scala fine indotti dal trattamento termico dopo tale compattazione. Questo studio contribuirà a migliorare le proprietà del calcestruzzo riciclato e ad aumentare la sostenibilità del settore edile.

Il trattamento termico è stato proposto come mezzo per migliorare l’utilità della compattazione ad alta pressione. Tuttavia, i risultati sono stati contrastanti, spaziando da una qualità peggiorata a una qualità migliorata. "Abbiamo cercato di aggiungere chiarezza a questo dibattito", spiega il signor Ibrahim Mostazid, autore senior. "Studiando sistematicamente le comuni condizioni di trattamento termico e la corrispondente microstruttura, abbiamo valutato rigorosamente le proprietà migliorate del prodotto in calcestruzzo risultante."

I ricercatori hanno testato miscele di cemento Portland riciclato con additivi di ferro/acciaio e scorie di altoforno. Hanno testato tre comuni trattamenti termici post-compattazione. Tutti i trattamenti termici hanno impartito riorganizzazioni microstrutturali che hanno portato a proprietà migliorate. Inoltre, l’incorporazione delle scorie ha aumentato la densità e l’omogeneità su scala fine del calcestruzzo, contribuendo ulteriormente a migliorarne le proprietà. Ad esempio, in una miscela di calcestruzzo, il trattamento in autoclave post-compattazione a 180°C per otto ore ha aumentato la resistenza alla compressione di oltre cinque volte rispetto all’utilizzo senza autoclavaggio. In altre parole, i ricercatori hanno sviluppato un mezzo efficiente dal punto di vista energetico per migliorare il risultato del riciclaggio del calcestruzzo.

"Diversi trattamenti termici hanno migliorato la resistenza del calcestruzzo, ma con meccanismi diversi", afferma Mostazid. "Ad esempio, il trattamento in autoclave del calcestruzzo corrispondeva alla produzione di idrogranato, un minerale diverso da quello osservato dopo semplici trattamenti termici."

In futuro, i ricercatori potranno confrontare questi dati con i risultati dei propri programmi di riciclaggio del calcestruzzo, ad esempio la polimerizzazione a vapore. In tal modo, le prove prestazionali del calcestruzzo riciclato avranno chiari punti di riferimento numerici e microstrutturali. Tali standard aiuteranno i ricercatori a valutare diverse procedure, tutte mirate agli stessi obiettivi di sostenibilità ambientale, e contribuiranno a ridurre al minimo l’impronta di carbonio del settore edile.

- Il presente comunicato stampa è stato originariamente pubblicato sul sito web dell'Institute of Industrial Science, dell'Università di Tokyo