Mattoni di classe M550 a base di scarti di marmo: è quanto ottenuto da un gruppo di ricerca kazako miscelando refusi della lavorazione di calcari marmorizzati con cemento Portland bianco, con pressioni di compattazione relativamente contenute. Uno studio che interessa da vicino chi si occupa di materiali da costruzione e valorizzazione dei sottoprodotti industriali.
Il quadro sperimentale
La ricerca, pubblicata sulla rivista Infrastructures (doi: 10.3390/infrastructures11100345), è stata condotta da un team coordinato da Yelzhan Orynbekov, con la partecipazione di Maratbek Zhuginissov, Ruslan Nurlybayev, Zhanar Zhumadilova, Yerlan Khamza, Aktota Murzagulova, Yerlan Kushekov, Abzal Alikhan e Nurbek Tengebayev. L’obiettivo: colmare una lacuna sistematica nei confronti comparativi tra cemento Portland bianco e grigio applicati ai mattoni iperpressati a base di scarti di lavorazione di calcare marmorizzato, materiali che l’industria estrattiva produce in volumi elevati ma che finora hanno trovato scarso impiego nei prodotti da muratura ad alta resistenza.
Quattro formulazioni sono state messe in opera con dosaggi di scarto variabili tra il 70 e l’85% in peso, integrati con cemento Portland bianco CEM I 52.5 (classe M500) oppure grigio CEM I 42.5 (M450). Il rapporto acqua/cemento è stato mantenuto costante a 0.25 per tutti i conglomerati. La fase di cura, della durata di 7 giorni, si è svolta in ambiente umido sigillato.
Compattazione e classi di resistenza
Il variabile determinante è risultato essere la pressione di compattazione. A 28 MPa le miscele raggiungono classi di resistenza a compressione corrispondenti ai gradi M350 e M400. Portando la pressione a 41 MPa, con cemento bianco si sale a classi comprese tra M400 e M550; con il grigio, nelle medesime condizioni, si ottengono gradi M400 e M450. Il divario prestazionale tra i due leganti, a parità di condizioni di pressatura, è dunque evidente.
Sul piano della composizione, il miglior compromesso tra resistenza a compressione e densità si colloca nelle formulazioni con il 75-80% in peso di scarto di calcare marmorizzato, corrispondenti a un dosaggio di cemento tra il 20 e il 16%.
Densità elevata e verifica microstrutturale
Tutti i provini presentano una densità media superiore a 2100 kg/m³, soglia che li colloca nella categoria dei calcestruzzi pesanti. Le prestazioni meccaniche misurate trovano conferma nell’analisi microstrutturale condotta con microscopia elettronica a scansione, corredata da spettroscopia EDS.
Limiti e sviluppi attesi
Gli autori segnalano che i risultati vanno considerati preliminari rispetto all’applicazione pratica: durabilità, assorbimento d’acqua, resistenza al gelo e resistenza a flessione restano parametri da indagare prima di valutare l’impiego effettivo di questi elementi in opera. Un passaggio necessario, considerando che la resistenza a compressione, da sola, non descrive il comportamento di un unità da muratura sottoposta a esposizione atmosferica e azioni flessionali.
Resta il contributo principale dello studio: la relazione quantificata tra pressione di compattazione, tipo di legante, composizione della miscela e classe di resistenza ottenuta, insieme alla dimostrazione che volumi elevati di scarto lapideo possono orientarsi verso la produzione di elementi da muratura ad alta resistenza.
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