Le miscele ternarie a base di gesso, cemento e pozzolana si stanno affermando come una possibile alternativa a ridotto tenore di carbonio rispetto ai tradizionali sistemi a cemento Portland per la produzione additiva tramite stampa 3D. Pubblicato su Infrastructures (Vol. 11, Pag. 153), lo studio condotto da Sahmenko e colleghi sviluppa un quadro sperimentale articolato in tre fasi. L’obiettivo è la messa a punto di composizioni stampabili e durevoli, con particolare attenzione alle proprietà reologiche e alla stabilità a lungo termine.
L’indagine ha preso avvio dall’ottimizzazione dei rapporti tra gesso, cemento Portland e metacaolino. Attraverso l’impiego di un diagramma ternario, sono state testate 25 formulazioni. La composizione ritenuta ottimale prevede il 55% in peso di gesso, il 22,5% di cemento Portland e il 22,5% di metacaolino. I risultati meccanici mostrano una resistenza a compressione in condizioni umide a 28 giorni pari a 36,2 MPa, accompagnata da un coefficiente di rammollimento dello 0,85.
Durabilità e impiego di gessi secondari
La seconda fase del lavoro ha riguardato una valutazione comparativa di diversi additivi pozzolanici e fonti secondarie di gesso. I test di durabilità condotti hanno confermato la possibilità di integrare con successo gessi provenienti da processi secondari senza compromettere le prestazioni del legante. Questo aspetto risulta di particolare interesse per la filiera del riciclo e per la riduzione dell’impatto ambientale dei materiali da costruzione.
Adattamento alla stampa 3D e comportamento reologico
Nella terza fase, le miscele ottimizzate sono state adattate per la stampa 3D. I rapporti acqua/legante sono stati fissati tra 0,38 e 0,45, mentre il rapporto sabbia/legante è variato da 0,5 a 1,4. Il tempo aperto (open time) misurato si attesta tra i 20 e i 40 minuti. Le formulazioni finali presentano un marcato comportamento tixotropico: la tensione di snervamento aumenta progressivamente nel tempo, mentre la viscosità plastica rimane relativamente stabile.
I test di stampabilità hanno dimostrato la possibilità di depositare in sequenza fino a 29-39 strati prima del collasso strutturale. In condizioni di laboratorio, la stampa 3D ha consentito di realizzare elementi architettonici e strutturali impiegando composizioni sostenibili a base di gesso-cemento-pozzolana. L’intero studio conferma la fattibilità tecnica del processo e apre prospettive concrete per l’impiego di questi leganti in applicazioni additive su scala reale, con ricadute positive sul bilancio ambientale del settore delle costruzioni.
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