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Eco-aggregati riciclati: performance meccaniche e sostenibilità ambientale

La Direttiva 2008/98/CE del Parlamento Europeo e del consiglio impone che, entro il 2020, almeno il 70% dei rifiuti da costruzione e demolizione (CeD) sia riciclato: nonostante ciò, in Italia, l’uso di tale tipologia di aggregati fatica a prendere piede nel mercato delle costruzioni

La campagna sperimentale

Al fine di caratterizzare dal punto di vista fisico e meccanico l’aggregato riciclato oggetto di analisi, è stata condotta una campagna sperimentale nella quale sono state confrontate tre tipologie di calcestruzzi, con differenti rapporti di sostituzione della frazione grossa di inerte (0, 20 e 35% in volume). Gli aggregati riciclati utilizzati sono stati suddivisi in due tipologie, in funzione del contenuto di vecchia malta adesa: aggregati di alta qualità, costituiti principalmente dall’aggregato originario, e di bassa qualità, costituiti prevalentemente di malta. In media, la quantità di malta adesa delle due tipologie di inerti utilizzati è pari al 45% in peso, valutata tramite shock termico.

I mix design sono stati progettati al fine di ottenere le seguenti prestazioni: classe di resistenza minima pari a C20/25, classe di consistenza S4 (slump = 160-210 mm). Il dosaggio nominale di cemento Portland classe 42.5R per i tre calcestruzzi prodotti è pari a 350 kg/m3, il rapporto acqua/cemento è pari a 0,45, mentre il contenuto totale di aggregati è pari a 1.907 kg/m3. Sono state utilizzate tre tipologie di inerti:

  • ghiaia naturale di origine silicea con diametro massimo di 22 mm;
  • sabbia naturale da 0-4 mm;
  • aggregato riciclato con diametro massimo di 22 mm.

Il dosaggio degli inerti è stato eseguito utilizzando una curva granulometrica di Bolomey. Al fine di garantire la richiesta lavorabilità del calcestruzzo fresco, è stato utilizzato un fluidificante allo 0,6% in peso del cemento per tutte le miscele. I provini sono stati compattati e la maturazione è avvenuta in ambiente con temperatura e umidità controllata (T = 20 °C e RH ≥ 95%), fino alla data di prova.

Le prestazioni meccaniche

I calcestruzzi prodotti sono stati classificati in classe di consistenza S4, con abbassamento al cono di Abrams di 200-205 mm. La resistenza a compressione, valutata sia su cubi di dimensione 15×15 cm che su cilindri 10×20 cm, è stata verificata a sette e 28 giorni. Sono state inoltre condotte prove di trazione indiretta su provini cilindrici di dimensione 10×20 cm, ed è stato calcolato il modulo elastico secante su provini cilindrici della medesima dimensione. Tutte le prove sono state condotte su almeno tre provini per miscela. La riduzione di resistenza ottenuta all’aumento del rapporto di sostituzione è da imputare all’elevato contenuto di malta adesa degli aggregati riciclati utilizzati. A tal fine, è stata prodotta un’ulteriore miscela (HQ), contente inerti riciclati di alta qualità con rapporto di sostituzione pari al 35% dell’aggregato naturale in volume, utilizzando lo stesso mix design dei precedenti: in questo ultimo caso, la variazione di proprietà meccaniche è stata notevolmente contenuta, rispetto al caso precedente, nel quale era stato utilizzato un inerte riciclato con un maggiore contenuto di malta adesa. I risultati ottenuti permettono dunque di evidenziare quanto sia fondamentale cercare di ridurre al massimo il contenuto di malta originale dell’aggregato riciclato: la sua alta porosità e bassa resistenza sono le principali cause dei cali di prestazioni spesso osservati quando si utilizzano inerti riciclati.