Un nuovo cemento rinforzato con fibre ecocompatibile
Il cemento rinforzato con fibre è un materiale da costruzione estremamente resistente che riveste un ruolo di primaria importanza nel settore edile. Tuttavia, questa risorsa presenta un grosso limite: la produzione di una tonnellata di FRC genera uno scarto pari a circa una tonnellata di biossido di carbonio (CO2). Il progetto FIBCEM (Nanotechnology enhanced extruded fibre reinforced foam cement based environmentally friendly sandwich material for building applications), finanziato dall’UE, ha tentato di porre rimedio a questa situazione attraverso la creazione di un prodotto più rispettoso dell’ambiente. I partecipanti all’iniziativa hanno sviluppato un materiale composito avanzato a bassa densità caratterizzato da una minore impronta di CO2, attraverso l’utilizzo di un nucleo in schiuma che sostituisce una parte di cemento con altri materiali, quali ceneri volanti e fumi di silice, e di un processo produttivo basato su una tecnica di estrusione a basso consumo energetico. Il materiale sviluppato – noto come FIBCEM Plan B – offre risultati ottimizzati dal punto di vista ambientale in tutte le categorie di impatto rispetto ai prodotti equivalenti disponibili in commercio, nonché proprietà acustiche, termiche e ignifughe simili a quelle dei prodotti a base di FRC esistenti. I bassi livelli di densità di questi materiali sono stati ottenuti attraverso un processo di incorporazione di aria basato sull’utilizzo di polimeri superassorbenti (superabsorbent polymer, SAP) e di agenti schiumogeni (chemical foaming agent, CFA). I ricercatori hanno osservato un’elevata funzionalità dei SAP in termini di generazione di porosità controllata delle cellule, scoprendo che l’aggiunta di questi materiali nel cemento consente di ottenere maggiori livelli di idratazione. Il gruppo di lavoro ha sviluppato e testato particelle di nanoargille da utilizzare nella pelle di cemento, sperimentando una serie di modifiche in grado di migliorare alcune proprietà del materiale. Le nanoargille modificate in superficie sono state rese compatibili con l’FRC e con le schiume di cemento attraverso l’utilizzo di tensioattivi e di disperdenti selezionati in grado di uniformare le dispersioni delle nanoargille. Sono state fatte raccomandazioni sul rapporto tra agenti e argille organiche relativamente all’adsorbimento delle particelle di nanoargilla. I materiali del nucleo e della pelle sono stati sottoposti a un processo di estrusione separato, in seguito al quale è stato creato un materiale “a sandwich” FIBCEM sperimentale attraverso la combinazione di vari strati. I campioni prodotti durante le prove del Plan B non sono stati sottoposti a processo di estrusione. Le potenzialità del prodotto derivato dal Plan B andranno verificate ulteriormente prima di intraprendere ulteriori azioni.
Parole chiave
Cemento, cemento rinforzato con fibre, edificio, nanotecnologia, materiale sandwich, estrusione a basso consumo energetico
