Il metodo messo a punto dal team della Temple University consente di produrre calcestruzzo carbonatabile con CO2, più ecologico, più resistente e più durevole
Se il Cemento fosse uno Stato, sarebbe il quarto maggior emettitore mondiale di gas serra dopo Cina, Stati Uniti e India. La sua decarbonizzazione è determinante per assicurarci un futuro più green ed è questo il motivo che spiega le numerose ricerche volte a migliorare la sostenibilità dei processi di produzione di cemento e calcestruzzo. Entra a pieno titolo in questo elenco il calcestruzzo carbonatabile messo a punto dal team di ingegneria della Temple University di Philadelphia.
Aumentare le prestazioni del calcestruzzo carbonatabile
Il calcestruzzo carbonatabile non è una novità. Il suo utilizzo è prevalentemente associato alla produzione di blocchi di cemento CMU, estremamente versatile ma che ma. si concilia con soluzioni che necessitano di alta resistenza e durevolezza. La soluzione sviluppata dal team guidato dal professore di Ingegneria Mehdi Khanzadeh, potrebbe risolvere il problema favorendo la produzione di una versione più ecologica e resistente del calcestruzzo carbonatabile.
Mentre il calcestruzzo tradizionale si ottiene attraverso una reazione di idratazione tra cemento e acqua, il calcestruzzo carbonatabile interagisce con il CO2 in un processo chiamato carbonatazione, che assorbe CO2 nel materiale, rendendolo più sostenibile. Questo tipo di calcestruzzo usa un cemento diverso, che richiede meno energia per la produzione e genera minori emissioni di gas serra.
Più l’anidride carbonica viene assorbita in profondità nel calcestruzzo, più forte e durevole diventa il materiale. Tuttavia, i metodi tradizionali impiegati per produrre calcestruzzo carbonatabile non hanno raggiunto un’eccessiva profondità di carbonatazione.
Utilizzare la CO2 per aumentare la resistenza
Il metodo messo a punto da Khanzadeh e dal suo team prende il nome di stagionatura interna-esterna con CO2, ovvero un processo in grado di aumentare la profondità di carbonatazione. I test iniziali hanno mostrato che il calcestruzzo prodotto con questo processo ha una performance meccanica e di durabilità migliorata dall’80% al 100% rispetto al calcestruzzo carbonatabile tradizionale.
“Ci auguriamo che utilizzando questo processo potremo passare dall’uso esclusivo di calcestruzzo carbonatabile per blocchi e pavimentazioni all’utilizzo di questo materiale per travi e colonne di grandi dimensioni”, ha commentato Khanzadeh.
Le sfide della commercailizzazione
Dai primi prototipi prodotti su piccola scala nel 2021, il professore di Ingegneria è poi passato a produrre avanzati test di caratterizzazione per esaminare le prestazioni del materiale.
Attualmente sta lavorando per scalare la produzione di calcestruzzo carbonatabile con il suo metodo, provando a risolvere le sfide della commercializzazione, ovvero la fornitura dei materiali, la sostenibilità e, soprattutto, la convenienza economica.Lo studio “Unlocking the Depth-Dependent Limitation of External CO2 Curing in Carbonatable Cementitious Materials Using Enzymatic Solution-Impregnated Hydrogels”, è stato pubblicato sulla rivista ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
