Assorbimento e indice di frantumazione sono i due parametri che di solito condannano il aggregato ricicloso grosso a un impiego marginale nelle calcestruzzo strutturali. Lo studio di Kai Li, Kamtornkiat Musiket, Boonchai Phungpaingam e Supasit Pongsivasathit, pubblicato su Construction Materials (doi: 10.3390/constrmater6040038), affronta il problema su due fronti simultanei: una pretrattamento in due stadi con nano-silice e latte di cemento per migliorare la qualità dell’aggregato, e un sistema di fibre di basalto a lunghezze miste per compensare le carenze meccaniche residue del calcestruzzo con aggregato riciclato al 100%.
Pretrattamento dell’aggregato riciclato: i numeri
L’impianto di riciclaggio comprende due stadi, il primo con nano-silice, il secondo con slurry cementizio. L’esito misurato è concreto: l’assorbimento d’acqua scende dal 4,97% al 3,11%, mentre l’indice di frantumazione passa dal 20,5% al 13,4%. Sono variazioni rilevanti, perché agiscono proprio sulle due debolezze tipiche del ricicloso, la porosità elevata della pasta aderente e la minore resistenza intrinseca del grano.
Piano sperimentale sulle fibre di basalto
Sul calcestruzzo pretrattato sono state valutate quattro configurazioni di lunghezza delle fibre di basalto: 6 mm, 12 mm, 24 mm e un sistema misto. Per ciascuna configurazione sono stati testati tre volumi in frazioni di 0,1%, 0,2% e 0,3%. La risposta meccanica è stata quantificata tramite prove di compressione e compressione diametrale (splitting tensile), completate da microscopia elettronica a scansione, porosimetria a intrusione di mercurio e analisi statistica dei risultati.
Risultati a 28 giorni: lunghezza unica contro sistema misto
A 28 giorni la miscela BF24V1, con fibre da 24 mm al dosaggio dell’1%, ha fornito la massima resistenza a compressione. Il sistema a lunghezze miste al medesimo dosaggio, BFmixV1, ha invece offerto il miglior bilancio complessivo, coniugando un’elevata resistenza a compressione con il valore più alto di resistenza a trazione indiretta.
Il confronto è stato condotto rapportando le prestazioni del sistema misto alla media delle miscele a lunghezza singola allo stesso dosaggio. Da questa verifica emerge un effetto sinergico positivo della combinazione di lunghezze: le fibre corte e lunghe lavorano su scale diverse nel contrastare la propagazione delle cricche.
Pori e microstruttura
Le osservazioni al SEM e la porosimetria a mercurio collocano il fenomeno su due piani. Da un lato il ponteggi delle cricche risulta più efficace nella configurazione mista, dall’altro la distribuzione dimensionale dei pori subisce una raffinazione apprezzabile. La curva dei pori più fine si riflette sulla matrice e contribuisce a spiegare il comportamento meccanico rilevato nelle prove di compressione e di trazione.
Dosaggi bassi come strategia
La fascia di frazioni volumiche testate, fino allo 0,3%, resta contenuta, e la risposta non è monotonica rispetto a lunghezza e dosaggio: le prestazioni migliorano con le fibre, ma in modo dipendente dalla configurazione adottata. La conclusione operativa degli autori è che un sistema a lunghezze miste a basso dosaggio costituisce una via praticabile per elevare le prestazioni del calcestruzzo con aggregato riciclato pretrattato, con ricadute dirette sulla sostenibilità delle forniture di inerte per opere strutturali.
Per chi progetta con RAC in zone a bassa sismicità o per elementi non portanti pregiudicati, la combinazione di pretrattamento dell’aggregato e rinforzo fibroso ibrido propone un percorso documentato sperimentalmente, con dati quantificati su assorbimento, indice di frantumazione e resistenze a 28 giorni.
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