Nel contesto della ricerca di soluzioni più sostenibili per l’ingegneria geotecnica e delle opere a terra, un recente studio ha esplorato l’impiego della cenere di bagassa di canna da zucchero (SCBA) attivata alcalinamente come stabilizzante chimico per i fanghi di cava (QS). Questa indagine si colloca come fase preliminare per valutarne le potenzialità in relazione ai metodi di stabilizzazione tradizionali basati sul cemento Portland, mirando a identificare alternative a basso impatto carbonico per l’ottimizzazione delle caratteristiche dei terreni.
L’Attivazione Alcalina di Ceneri di Bagassa: Un Approccio Sostenibile alla Stabilizzazione dei Fanghi di Cava
La ricerca si è concentrata sull’efficacia della cenere di bagassa di canna da zucchero, un sottoprodotto agricolo, opportunamente attivata, nel migliorare le proprietà dei fanghi di cava. Questo materiale di scarto, una volta trattato con un attivatore alcalino, può sviluppare proprietà leganti utili per la stabilizzazione dei terreni. Il processo di attivazione, in particolare, è stato studiato in relazione alla molarità della soluzione di idrossido di potassio (KOH), un fattore critico nel determinarne l’influenza sul comportamento meccanico e microstrutturale delle miscele risultanti.
Definizione del Quadro Sperimentale e Condizioni di Test
Il programma sperimentale ha previsto la preparazione di miscele contenenti un tenore fisso del 25% di SCBA. La variabile chiave indagata è stata la molarità della soluzione di idrossido di potassio, testata su cinque diversi livelli di concentrazione: 4 M, 6 M, 8 M, 10 M e 12 M. Per ciascuna formulazione, sono stati inizialmente determinati il Contenuto Ottimale di Umidità (OMC) e la Massima Densità Secca (MDD), parametri fondamentali per la compattazione del materiale.
Successivamente, sono stati realizzati provini cilindrici, aventi un diametro di 50 mm e un’altezza di 100 mm. Questi campioni sono stati sottoposti a specifiche condizioni di stagionatura accelerata, mantenuti a una temperatura costante di 40 °C per periodi di 7 e 28 giorni. Al termine della stagionatura, sono state eseguite prove di compressione uniassiale non confinata (UCS) e misurazioni della velocità dell’onda ultrasonica (UPV), al fine di valutare rispettivamente la resistenza meccanica e l’omogeneità interna del materiale consolidato.
Analisi dei Risultati: Comportamento Idromeccanico e Resistenza
I dati raccolti dalle indagini sperimentali hanno evidenziato tendenze specifiche per le proprietà delle miscele stabilizzate con SCBA e fanghi di cava:
- Contenuto Ottimale di Umidità (OMC): L’OMC ha mostrato un incremento progressivo all’aumentare della molarità della soluzione di idrossido di potassio. I valori sono variati dal 25% per il campione di controllo fino a un massimo del 40% per le miscele trattate con KOH a 12 M, indicando una maggiore necessità di acqua con l’aumento della concentrazione dell’attivatore.
- Massima Densità Secca (MDD): La Massima Densità Secca ha evidenziato una notevole stabilità tra le diverse miscele, oscillando in un intervallo ristretto compreso tra 1.38 e 1.43 g/cm³. Non è stata osservata una correlazione evidente tra la densità e la molarità della soluzione di KOH impiegata.
- Resistenza a Compressione Uniassiale (UCS): I valori di resistenza a compressione hanno manifestato una marcata variabilità. Dopo 7 giorni di stagionatura, l’UCS si è attestata tra 0.39 MPa e 1.01 MPa. Estendendo la stagionatura a 28 giorni, i valori sono aumentati significativamente, raggiungendo un intervallo tra 0.23 MPa e 3.13 MPa.
- Velocità dell’Onda Ultrasonica (UPV): Le misurazioni della Velocità dell’Onda Ultrasonica hanno fornito valori compresi tra 641.33 m/s e 1332.33 m/s, suggerendo variazioni nell’omogeneità e nella densità del materiale indurito in funzione delle condizioni di attivazione.
Questi risultati, ottenuti in condizioni di stagionatura accelerata a 40 °C, indicano un potenziale preliminare per l’applicazione delle miscele stabilizzate con SCBA e fanghi di cava in contesti di sottofondi stradali o in opere a terra a bassa richiesta prestazionale. Tuttavia, per poter formulare conclusioni ingegneristiche più ampie e definitive, è imprescindibile la convalida di questi risultati attraverso test in condizioni di stagionatura ambiente e un confronto diretto con le prestazioni di stabilizzanti convenzionali.