Residui della filiera ittica trasformati in addizione cementizia: è la strada esplorata da un gruppo di ricerca composto da Khouloud Ben Chaabene, Rose-Marie Dheilly, Geoffrey Promis e Marzouk Lajili, autori di uno studio pubblicato su Construction Materials (doi: 10.3390/constrmater6040041). L’oggetto è il guscio di granchio calcinato, abbreviato CCS, impiegato in sostituzione parziale di un cemento Portland calcareo. I numeri chiave: con il 10% di sostituzione, la resistenza a compressione a 28 giorni passa da 17,6 a 33,6 MPa, quasi il doppio rispetto alla pasta di riferimento.
Un biowaste ricco di calcio come parziale sostituto del clinquero
La ricerca si inserisce nel filone dei leganti alternativi derivati da scarti, con particolare attenzione ai rifiuti marini a elevato contenuto di calcio. Le paste cementizie sono state formulate con quattro dosaggi di CCS, pari a 0%, 5%, 10% e 15% in sostituzione del cemento Portland limestone, e caratterizzate mediante un ampio quadro sperimentale: resistenza a compressione, assorbimento d’acqua, porosità aperta, massa volumica apparente, oltre ad analisi microstrutturali e termiche con SEM, XRD, FTIR e TGA.
Perché il dosaggio al 10% fa la differenza
Il risultato più rilevante riguarda la miscela con il 10% di CCS. Oltre al salto di resistenza a compressione già citato, la matrice mostra una porosità ridotta, una massa volumica più elevata e una microstruttura più densa e omogenea. Le indagini fisico-chimiche suggeriscono un doppio meccanismo d’azione: il CCS lavora da filler, migliorando l’impacchettamento, e funge al tempo stesso da fonte di specie calcaree reattive. La calce viva generata durante la calcinazione può infatti partecipare ai processi di idratazione e condizionare la formazione dei prodotti di idratazione, favorendo la densificazione della matrice.
Il quadro peggiora sensibilmente quando la sostituzione sale al 15%. In questo caso la porosità aumenta, la microstruttura perde omogeneità e le prestazioni meccaniche calano. Il dosaggio ottimale non è quindi una soglia aperta: oltre il 10% l’effetto filler e l’apporto di calcio reattivo non compensano più la diluizione del legante principale.
Implicazioni per chi progetta e specifica materiali
Dal punto di vista applicativo, i dati indicano che una sostituzione fino al 10% con CCS può migliorare le proprietà delle paste cementizie, con un duplice beneficio: valorizzazione dei rifiuti di conchiglie marine e riduzione dei consumi di cemento. Un aspetto di interesse per la specificazione di leganti a minore impronta ambientale, da valutare caso per caso sul comportamento reale della miscela e non sul solo contenuto dichiarato.
Restano aperti gli sviluppi tipici di queste ricerca: il passaggio dalle paste ai calcestruzzi reali, la verifica nel tempo delle prestazioni e l’approvvigionamento costante di materia prima. Lo studio, comunque, fornisce un riferimento quantitativo chiaro sul dosaggio efficace e sul meccanismo con cui il guscio calcinato agisce nella matrice cementizia.
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