Modifica idrofobica del calcestruzzo con additivo idrofobizzante: trattamento idrofobizzante per cemento e materiali da costruzione

Fino al 35% di resistenza a compressione in più, un assorbimento d’acqua ridotto di un quarto e una conduttività termica in calo del 18% rispetto alla miscela di controllo: sono i valori con cui un calcestruzzo cellulare additivato con fibre minerali riciclate e modificatori polimerici complessi ha chiuso il proprio programma sperimentale. La ricerca, firmata da Dulat Abdrassilov, Aleksej Aniskin, Zhanbolat Shakhmov e Rauan Lukpanov, è stata pubblicata su Construction Materials (MDPI), volume 6, con DOI 10.3390/constrmater6010003.

Dietro i numeri c’è un tema che il settore conosce bene: la difficoltà di coniugare in un unico materiale elevate prestazioni fisico-meccaniche con proprietà termiche e di durabilità adeguate. La qualità e la vita utile dei prodotti in calcestruzzo restano infatti condizionate da più fattori, e ogni formulazione in grado di intervenire su questi parametri merita attenzione da parte di chi dimensiona e specifica.

Alleggerire il materiale per scaricare gli elementi

Il punto di partenza è la relazione tra massa e schema statico. Per ampliare le possibilità di progetto di un’opera efficiente occorre ridurre il carico che grava sugli elementi; il mezzo più diretto per ottenerlo è abbassare la massa del materiale senza rinunciare alla resistenza. È lo spazio in cui si colloca il calcestruzzo cellulare (foam concrete), materiale la cui densità è una variabile governabile in miscelazione. Nel programma di prove gli impasti sono stati calibrati su valori compresi tra 400 e 1100 kg/m³, un intervallo sufficientemente ampio da coprire materiali molto leggeri e miscele via via più dense.

Fibre da scarti di isolanti basaltici e modificatori polimerici complessi

La modifica della miscela agisce su due fronti. Le fibre minerali provengono da scarti di isolanti in basalto, un flusso di rifiuto industriale riportato nel ciclo produttivo come componente della miscela. I modificatori polimerici complessi entrano invece in combinazione con le fibre, non come additivo separato.

L’obiettivo perseguito va oltre la resistenza meccanica, estendendosi alla durabilità del materiale e alla stabilità della struttura porosa. Il recupero dei sottoprodotti industriali completa il quadro e sposta parte del valore della formulazione sul piano della sostenibilità.

Quattro grandezze misurate su tutta la scala di densità

Il protocollo di prova si è concentrato su densità, resistenza a compressione, assorbimento d’acqua e conduttività termica. Tutte le grandezze sono state determinate sugli impasti distribuiti lungo la scala di densità prevista dal programma e rapportate, parametro per parametro, ai valori misurati su una miscela di controllo. Un confronto diretto, che rende immediata la lettura delle variazioni percentuali.

Pareti dei pori più integre e valori a confronto

Prima dei numeri, l’esito che qualifica il lavoro riguarda la qualità interna del materiale. Con fibre e modificatori in miscela, l’uniformità strutturale e l’integrità delle pareti dei pori migliorano in misura significativa. Nei materiali cellulari le pareti che delimitano i vuoti partecipano allo scheletro resistente, quindi una microstruttura più regolare e meglio consolidata si riflette direttamente sulla risposta meccanica.

Sul piano quantitativo, i confronti con la miscela di controllo restituiscono i seguenti esiti.

Le tre variazioni procedono nella stessa direzione, con maggiore capacità portante, minore propensione ad assorbire acqua e migliore comportamento termico. Su un materiale chiamato a coniugare bassa massa, durabilità e funzione isolante, gli esiti si rafforzano a vicenda.

Resta il punto di metodo. Recupero di scarti industriali e controllo della microstruttura porosa possono procedere insieme, senza che l’alleggerimento venga pagato in perdita di resistenza. Per chi valuta formulazioni leggere o mette a confronto materiali a bassa densità, i valori misurati offrono un riferimento quantitativo immediato.