Cemento di plastica. Test confermano resistenza 15% superiore rispetto al tradizionale

Cemento di plastica. Test confermano resistenza 15% superiore rispetto al tradizionale

In questo articolo non vogliamo parlare del cemento che tutti conosciamo, ma di un particolare cemento, “il cemento di plastica”.

Si potrebbe pensare ad un cemento di prestazione inferiore, di scarsa qualità a primo impatto, ma invece può essere un’alternativa valida al classico calcestruzzo, in un contesto di crescente interesse verso il riciclo di materiali derivanti da rifiuti solidi urbani ed industriali. Questo modus operandi rappresenta un’efficiente soluzione al depauperamento delle risorse naturali e, allo stesso tempo, un efficace metodo di smaltimento dei rifiuti.

Fig. 1 – Riciclo in edilizia ©L. Daraio

I materiali riciclati sono una valida alternativa ai tipici materiali edili, a patto che il processo di trasformazione richieda un consumo di energia e materie prime minore rispetto alla produzione ex novo. Gran parte dei rifiuti sono materiali plastici, dunque la plastica è un materiale che deve essere quanto più possibile riciclato o riusato. In edilizia, la plastica riciclata è ampiamente utilizzata per la realizzazione di pavimentazioni, pannelli isolanti, tubi, vespai, ed infissi.

Sperimentazioni più estreme prevedono l’impiego di bottiglie di plastica nel getto cementizio. In particolare, la plastica riciclata delle bottiglie usate potrebbe portare alla produzione di un cemento più resistente ed ecologico.

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Cemento eco più resistente: la sperimentazione

Ed ecco il frutto di una ricerca di alcuni studiosi del MIT (Massachusset Institute of Technology), la cui proposta potrebbe essere la soluzione capace di ridurre l’impatto ambientale della produzione del calcestruzzo e trovare un utilizzo su larga scala alla plastica riciclata.

Gli studiosi del MIT avevano ipotizzato che mischiando dei fiocchi di plastica riciclata nella miscela cementizia, si sarebbero potute migliorare le proprietà fisiche di quest’ultima, ma purtroppo il risultato fu deludente. Gli scienziati continuando la loro ricerca su questa via, trovarono che sottoponendo la plastica a raggi gamma, mediante un irradiatore cobalto-60 che emette raggi gamma (solitamente utilizzato per decontaminare il cibo), i fiocchi di plastica riciclata e poi polverizzata, cristallizzavano, divenendo perfettamente assimilabili ed “inglobati in maniera uniforme” dal calcestruzzo.

La polvere così ottenuta è stata unita a vari composti cementizi, che sono stati poi versati in stampi cilindrici, per poi essere sottoposti, una volta solidificati, a test di compressione. I risultati dei test hanno confermato che il cemento di plastica è più resistente del tradizionale calcestruzzo di circa il 15%.

La nuova miscela di calcestruzzo ha dimostrato proprietà incredibili: come un’aumentata resistenza e flessibilità. “Abbiamo osservato che all’interno dei parametri del nostro programma di test, maggiore è la dose irradiata, maggiore è la resistenza del calcestruzzo, quindi sono necessarie ulteriori ricerche per personalizzare la miscela e ottimizzare il processo con l’irradiazione per ottenere dei risultati ancora migliori. Il processo che abbiamo sviluppato ha delle enormi potenzialità sia sul fronte della sostenibilità sia su quello della resistenza.”Kupwade-Patil, ricercatore del MIT.

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Raggi gamma su plastica per migliorare i Portland

Lo studio ha mostrato chiaramente i vantaggi dell’utilizzo di plastica riciclata irradiata con raggi gamma per aumento della forza nei cementi Portland. È stata eseguita un’approfondita analisi micro e strutturale dei pori. L’incorporazione di plastica irradiata ad alte dosi in campioni di pasta di cemento ha portato a una riduzione porosità e maggiore resistenza alla compressione, che è stata attribuita alla formazione di gel particolare che si forma durante i processi di idratazione.

Sostituendo parzialmente il cemento Portland con un materiale di scarto riciclato, questo design, se ridimensionato al livello di produzione di massa di calcestruzzo, potrebbe contribuire a ridurre il carbonio e fornire una soluzione a lungo termine per lo stoccaggio dei rifiuti di plastica. Basato sul confronto con studi precedenti che utilizzavano la plastica riciclata come additivo, è chiaro che l’irradiazione aggiunge il vantaggio di una maggiore resistenza alla compressione.

Ulteriori ricerche dovrebbero essere fatte per scoprire la vera combinazione ottimale di plastica irradiata e additivo minerale per alta resistenza. Le basi, tuttavia, sono state gettate per lo sviluppo di nuove idee per un futuro più green ed ecologico.

Questa scoperta potrebbe rivoluzionare il mondo delle costruzioni, infatti l’adozione su larga scala di questa tecnologia comporterebbe un impatto ambientale di gran lunga inferiore rispetto a quello attuale, nonché la disponibilità di materiali dalle caratteristiche migliori.

Solo gli studi e le sperimentazioni, avvalorati da esempi di edifici realizzati con materiali riciclati, potranno educare ad accettare la materia prima seconda (riciclata) alla stessa stregua di quella originaria.

Fonti:

  • Irradiated Recycled Plastic as a Concrete Additive for Improved Chemo-mechanical Properties in Hardened Cement Pastes – © 2017 Carolyn Schaefer.
  • Studio sperimentale sulle proprietà termo-meccaniche di calcestruzzi rinforzati con fibre di plastica da riciclo – di Fernando Fraternali, Vincenzo Ciancia, Rosaria Chechile, Gianvittorio Rizzano, Luciano Feo, Loredana Incarnato.
  • LIVING, BUILDING, RECYCLING – di Gigliola Ausiello, Enza Santoro.
  • https://news.mit.edu/2017/fortify-concrete-adding-recycled-plastic-1025

Luisa Daraio è un Ingegnere Edile abilitato alla professione, Tecnico Competente in Acustica Ambientale e Coordinatore per la sicurezza CSP e CSE. Da sempre interessata al mondo delle costruzioni, ha iniziato il suo percorso lavorativo già durante l’università, collaborando, in maniera continuativa, con uno studio tecnico. Laureata alla Facoltà di Ingegneria della Federico II di Napoli, dal 2017 ha sviluppato conoscenze e competenze nel settore BIM, infrastrutture per le telecomunicazioni e progettazioni impiantistica e sostenibile. Dal 2019 è iscritta nell’ENTECA (Elenco Nazionale dei Tecnici Competenti in Acustica Ambientali).