L’eco-calcestruzzo per costruzioni sostenibili

Il consumo di calcestruzzo è di circa 10 miliardi di tonnellate l’anno, che lo rendono il materiale artificiale più utilizzato sulla Terra. Solo il consumo di acqua è più elevato. La produzione di tutto questo calcestruzzo contribuisce al 5 percento delle emissioni di gas a effetto serra in tutto il mondo. L’ambizioso progetto europeo Eco-Binder si è proposto di sviluppare una soluzione eco-compatibile per ridurre drasticamente l’impronta di carbonio della produzione di calcestruzzo. Gli obiettivi del team sono però andati molto oltre. I ricercatori hanno anche colto l’opportunità di integrare ancora più sicurezza, comfort e stabilità in un unico pacchetto di prodotti a un prezzo competitivo.
Il calcestruzzo si forma mescolando un legante, tipicamente cemento, con acqua. Il convenzionale cemento Portland (OPC, Ordinary Portland Cement) è il legante di scelta, ma la sua fabbricazione prevede un prezzo molto caro per l’ambiente. I leganti del cemento basati su Belite-Ye’elimite-Ferrite (BYF) sono una famiglia di materiali eco-compatibili il cui uso nel calcestruzzo verde sta ottenendo una certa attenzione. Le prestazioni della nuova classe di cementi sono paragonabili a quelle dell’OPC. Tuttavia, il minor contenuto di calcio, la minore temperatura di combustione e la minore richiesta di energia di macinazione comportano circa il 30 percento in meno di emissioni di CO2 associate alla fabbricazione del calcestruzzo.
Inizialmente il team del progetto aveva dimostrato la fattibilità degli elementi prefabbricati che combinavano nuovi leganti BYF e produzione di materiali di finitura funzionale avanzata. I ricercatori hanno quindi installato questi elementi presso cinque siti di prova in Italia, Romania, Spagna e Regno Unito.
Quattro diversi materiali in calcestruzzo fabbricati con tre cementi BYF e OPC, sono stati impiegati in modelli su piccola scala in Romania, Spagna e Regno Unito e presso un impianto di prova in Spagna. Gli scienziati hanno confrontato gli effetti delle diverse ma reali condizioni geografiche e quelli sperimentalmente modulati sui calcestruzzi. Secondo Arianna Amati, coordinatrice del progetto, il traguardo raggiunto è stato la produzione del calcestruzzo BYF su scala reale. In particolare, sono stati installati e testati pannelli monolitici alti 11 metri in uno scenario reale presso il sito demo italiano a Mantova.
“Ben 165 mq di facciata della struttura sono stati costruiti con componenti prefabbricati realizzati con calcestruzzi BYF – spiega Amati – con l’obiettivo di dimostrare la completa sostituzione del prodotto basato su OPC su scala reale”.I test di questi modelli su piccola scala e su larga scala hanno confermato il successo degli obiettivi del progetto. I pannelli prefabbricati con i nuovi prodotti BYF hanno dimostrato un’energia grigia inferiore del 24 percento, nonché una riduzione del 24 percento anche dell’impronta di carbonio. Inoltre, le proprietà di isolamento sono state migliorate del 10 percento. Il minor ritiro igrometrico dei calcestruzzi BYF (maggiore stabilità dimensionale) senza l’uso di additivi ha comportato una riduzione delle perdite d’aria. Tutto questo è stato consegnato a un costo inferiore del 15 percento rispetto ai prodotti OPC convenzionali. Un video di formazione su ECO-Binder è disponibile attraverso il sito web del progetto per aiutare il settore delle costruzioni a implementare i nuovi calcestruzzi BYF nel modo più efficace. Si prevede che la tecnologia sarà disponibile sul mercato entro 5 anni.