Calcestruzzo senza cemento per inquinare meno. E' possibile?

Il calcestruzzo è uno dei materiali più utilizzati in edilizia e nel settore delle costruzioni che nel corso del '900 ha rivoluzionato il modo di pensare e costruire l'architettura. Il calcestruzzo però ha il grande difetto di inquinare l'ambiente nel suo ciclo di produzione. Un recente studio fatto dai ricercatori giapponesi dell'Università di Tokyo ha brevettato un calcestruzzo senza cemento a impatto zero.

Calcestruzzo senza cemento (foto di Broesis - Fonte: pixabay.com)

Indice

1. Premessa
   
2. Cos'è il calcestruzzo
   
• Il rapporto acqua/cemento
  
3. Il cemento: caratteristiche
4. Cos'è il calcestruzzo senza cemento
   

 

Premessa

Il calcestruzzo (detto anche conglomerato cementizio) è un materiale composito e artificiale che non ha bisogno di presentazioni. Il calcestruzzo è stato inventato tra la fine dell'800 e i primi anni del '900 ma è stato a metà del secolo scorso che ha conosciuto la sua massima esplosione. Grandi maestri dell'architettura moderna, come Le Corbusier in Europa, Franl Lloyd Wright e Oscar Niemayer in America, oppure Pier Luigi Nervi in Italia, solo per citarne alcuni, hanno fatto di questo materiale il punto di forza delle loro architetture realizzando forme fino a prima impensabili.

Il calcestruzzo nel corso degli anni si è evoluto migliorandosi sempre di più, nelle caratteristiche e nella qualità. Oggi infatti è possibile avere moltissimi tipi di calcestruzzo in base alle necessità (cemento bianco, cemento fotocatalitico, etc.). Il vero difetto del calcestruzzo armato è il fatto che per produrlo si spreca molta energia e si produce una grande quantità di carbonio. Ecco che gli studi e le ricerche più recenti hanno prodotto un calcestruzzo senza cemento (legante) in grado di inquinare molto meno.

Cos'è il calcestruzzo

Il calcestruzzo normale è un materiale artificiale composto da:

1. il legante, che di norma è un tipo di cemento;
   
2. gli aggregati o inerti, costituiti da sabbia, ghiaietto e ghiaia;
3. l'acqua, che deve avere determinate caratteristiche.
4. additivi: queste sostanze possono essere aggiunte all'impasto per conferire particolari caratteristiche.
   

Le modalità di preparazione dell'impasto e l'esecuzione delle opere pososno incidere sulla resistenza del calcestruzzo. Se all'interno dell'impasto viene messa anche un'armatira metallica allora si ha il calcestruzzo armato comunemente chiamato anche cemento armato. 

Il rapporto acqua/cemento

Il rapporto tra la quantità in peso di acqua e di cemento necessarie per l'impasto (rapporto acqua/cemento A/C) è un elemento importante per la preparazioen di un calcestruzzo di buona qualità perchè influenza in misura rilevante due caratteristiche fondamentali:

• la resistenza a compressione
• la lavorabilità dell'impasto.
  

Il cemento: caratteristiche

Il cemento è un legante idraulico con l'indice di idraulicità superiore a 0,5 ottenuto da calcari con percentuali di argilla che superano il 27%. Esso è capace di reagire con l'acqua per acquistare, tramite i fenomeni di presa e indurimento, caratteristiche di resistenza meccanica superiori a quelle della calci idrauliche anche se completamente immerso in acqua.

Il cemento può essere:

• cemento naturale: se è prodotto con l'impiego di marne naturali opportunamente additivate e trattate;
• cemento artificiale: se è ottenuto mediante opportuni dosaggi di calcare, argilla e altri componenti.

I cementi di più comune impiego in edilizia sono:

• Cemento Portland
• Cemento Pozzolanico
• Cemento d'Altoforno. 

 

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Cos'è il calcestruzzo senza cemento

Abbiamo detto che il calcestruzzo è un materiale composto da acqua, sabbia e cemento, ma recentemente è stato inventato un nuovo tipo di calcestruzzo "sostenibile", il calcestruzzo senza cemento, ovvero un calcestruzzo che al posto del cemento come legante tra la sabbia e l'acqua utilizza l'acol. 

Sembra strano ma vero; a portare a termine tale scoperta è stato un gruppo di ricercatori dell'Università di Tokyo in Giappone che si sono posti il problema di risolvere la questione dell'inquinamento prodotto dalla produzione di cemento. A tale scopo è venuta in soccorso la chimica. Di fatto il nuovo calcestruzzo senza cemento è una valida alternativa sostenibile al "classico" cemento destinata a diventare una realtà consolidata nel settore delle costruzioni. Il nuovo calcestruzzo riduce notevolmente l'impronta ecologica sul pianeta. Il settore delle costruzioni è una delle cause principali dell'emissione di CO2 in atmosfera e dell'inquinamento globale del pianeta perciò era doveroso innovare e produrre un materiale meno inquinante, visto che rimane in assoluto uno dei materiali più utilizzati.

Solo per fare un esempio per produrre un comune cemento Portland servono alte temperature fino a 1500 °C con un processo che emette circa 1 kg di CO2 per ogni kilogrammo di cemento. Ecco che gli sceinziati giapponesi hanno inventato questo nuovo cemento che permette di funzionare con basse temperature e al posto del cemento come legante l'acol. In pratica viene prodotto tetraalcossisilano dalla sabbia attraverso una reazione con l'alcol e un catalizzatore che rimuove l'acqua. Sono poi state fatte vari tentativi per trovare la giusta proporzione tra sabbia e sostanze chimiche per avere un cacestruzzo che risponda ai criteri di resistenza, aprendo di fatto la frontiera al futuro.

A detta dei ricercatori poi, sembra che il nuovo calcestruzzo senza cemento sia più resistente a sostanze chimiche, temperatura e umidità rispetto al calcestruzzo tradizionale e addirittura possa vantare una durata maggiore nel tempo. Altri studi simili sono stati fatti dal altri ricercatori in altre parti del mondo per realizzare un calcestruzzo senza cemento prodotto dai rifiuti industriali e il calcestruzzo flessibile, prodotto dai materiali di scarto, adatto alle costruzioni in zone sismiche.