Calcestruzzo senza cemento: se è l’alcol a legare la sabbia

I ricercatori dell’Università di Tokyo hanno sviluppato un nuovo metodo per produrre un’alternativa più ecologica al calcestruzzo tradizionale a base di alcol e catalizzatori.

Calcestruzzo senza cemento
Credits: Università di Tokyo

Il calcestruzzo senza cemento riduce la sua impronta di carbonio

(Rinnovabili.it) – La chimica di base viene in aiuto per migliorare la produzione sostenibile del settore costruzioni. Succede in Giappone, dove un gruppo di scienziati dell’Università di Tokyo ha prodotto un nuovo calcestruzzo senza cemento. Un’alternativa che promette di aiutare il comparto a diminuire la propria impronta ecologica, migliorando nel contempo le proprietà del materiale.

Normalmente il calcestruzzo è costituito da un aggregato, come sabbia e ghiaia, e cemento, che funge da collante per tenerlo insieme. Il Portland è la miscela cementizia più comune, ma per realizzarla servono alte temperature (fino a 1500 °C), in un processo che emette circa 1 kg di CO2 per ogni kg di cemento. “Alcuni ricercatori stanno studiando come sostituire parte del cemento con altri materiali, come ceneri volanti e scorie di altoforno, per ridurre le emissioni di carbonio”, spiega Yuya Sakai, autore principale del nuovo studio. “Questo approccio, tuttavia, è insostenibile perché la fornitura di tali materiali sta diminuendo”. 

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L’approccio della Tokyo University risolve brillantemente il problema. Il gruppo è riuscito a produrre calcestruzzo senza cemento impiegando un processo a temperature più basse e materiali con un minore carico ambientale. “Oggi è possibile produrre tetraalcossisilano dalla sabbia attraverso una reazione con alcol e un catalizzatore rimuovendo l’acqua, sottoprodotto della processo”, aggiunge lo scienziato. “La nostra idea è lasciare che l’acqua sposti la reazione avanti e indietro dalla sabbia al tetraalcossisilano, per legare le particelle di sabbia tra loro”.

Il team ha sperimentato diverse miscele variando le condizioni di reazione, come la quantità di sabbia, alcool, catalizzatore e agente di disidratazione impiegati; o la temperatura di riscaldamento e il tempo di reazione. Trovare la giusta proporzione di sabbia e sostanze chimiche era fondamentale per ottenere un prodotto con una resistenza sufficiente.

Abbiamo ottenuto i migliori risultati con, ad esempio, sabbia silicea, perle di vetro, sabbia del deserto e sabbia lunare simulata”, afferma il secondo autore Ahmad Farahani. “Questi risultati possono promuovere il passaggio a un’industria edilizia più verde ed economica ovunque sulla Terra. La nostra tecnica non richiede particelle di sabbia specifiche utilizzate nella costruzione convenzionale”.

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Non solo. Il gruppo sostiene che il nuovo calcestruzzo senza cemento possa vantare una durata migliore rispetto a quella del calcestruzzo convenzionale, offrendo una maggiore resistenza a sostanze chimiche, temperatura e umidità.

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