Valorizzazione del filler calcareo di scarto in nuovi leganti sostenibili

Il cemento è uno dei materiali sintetici più largamente prodotti a livello mondiale. La produzione globale di cemento nell’ultimo anno è stata stimata di 4,37 miliardi di tonnellate ed è destinata ad aumentare. L’enorme richiesta di infrastrutture e la continua urbanizzazione fanno sì che la produzione di cemento, ingrediente chiave di malte e calcestruzzi, sia in continua crescita, date le sue caratteristiche di resistenza, durabilità e la sua capacità di adattarsi alle richieste in continua evoluzione di progettisti, ingegneri e architetti. Quella del cemento, quindi, risulta un’industria estremamente energivora e impattante a livello economico ed ambientale, soprattutto a causa dei gas ad effetto serra immessi in atmosfera per la produzione della materia prima. Deve dunque affrontare la ricerca di soluzioni e tecnologie sempre più sostenibili in maniera da garantire la salvaguardia dell’ambiente, avendo a disposizione una quantità di materie prime sempre più scarsa. Una delle possibili soluzioni per questo settore è utilizzare materiali sostitutivi al cemento Portland. Esistono infatti materiali di scarto eco-sostenibili che presentano buone proprietà meccaniche, che sono un’alternativa efficace ai materiali tradizionali. Questi includono ad esempio le scorie d’altoforno, la cenere volante, il fumo di silice, la pozzolana industriale, lo scisto calcinato e il calcare di origine naturale. A fronte di queste considerazioni, il presente studio si è concentrato sull’utilizzo di filler calcareo, un prodotto di escavazione di scarto attualmente disponibile da parte dell’azienda CRH plc con cui si collabora nella ricerca, con lo scopo di produrre e classificare nuovi leganti sostenibili. Nel seguente elaborato di tesi sono state dunque condotte due sperimentazioni atte alla valorizzazione del filler calcareo nei “nuovi cementi a basse emissioni”: CEM II/B-L e CEM VI, rispettivamente conformi alle normative UNI EN 197-1 e UNI EN 197-5. Le malte testate hanno restituito caratteristiche meccaniche che le rendono ampiamente idonee ai contesti applicativi rientrando nelle malte strutturali. Le malte CEM VI risultano più sostenibili rispetto a quelle CEM II, come dimostra anche l’analisi Life Cycle Assessment, poiché la sostituzione di cemento è molto maggiore. Ne deriva che abbiano resistenze moderatamente inferiori. Tuttavia, i CEM VI rappresentano il miglior compromesso tra sostenibilità e resistenza poiché, pur garantendo buone prestazioni meccaniche, restituiscono il minor impatto ambientale. Inoltre, è stata avviata una terza sperimentazione preliminare relativa ai leganti LC3 (Limestone Calcined Clay Cement). L’innovazione di queste miscele ternarie è la combinazione di argilla calcinata e polvere di calcare che, in sinergia, restituiscono una tecnologia molto promettente in termini di sostenibilità.