Additivi: che impatto avranno nella formulazione dei calcestruzzi di domani?

Gestire la variabilità: il nuovo ruolo degli additivi per calcestruzzo

Gli additivi hanno assunto nel corso degli anni un ruolo chiave nel migliorare le prestazioni del calcestruzzo, il materiale più utilizzato al mondo dopo l’acqua. Partendo dalla loro funzione principale, da cui scaturisce la classificazione delle varie tipologie di additivi, essi dovranno ulteriormente svilupparsi tecnologicamente per seguire le esigenze della filiera del calcestruzzo, che richiede soluzioni sempre più versatili e che consentano di rispettare i principi della sostenibilità e dell’economia circolare.

Il mercato e l’intera filiera hanno già riconosciuto il ruolo fondamentale alla chimica degli additivi per contribuire ad ottenere calcestruzzi che non risentano negativamente del cambio delle materie prime imposto dalla sempre più repentina tendenza dell’ecosostenibilità.

In questo contesto, Sika si è da tempo distinta sviluppando per i propri partner soluzioni che avessero come caratteristica principale la robustezza di funzionamento. Il fine è quello di garantire la gestione delle criticità emergenti localmente a livello produttivo e delle condizioni al contorno, senza dover necessariamente ricorrere ad additivi diversi in base alle destinazioni d’uso e alle condizioni operative.

Gli obiettivi di sostenibilità che si pone oggi il settore delle costruzioni richiedono al mondo dei “chemicals” un ulteriore upgrade, che permetta di supportare gli operatori nel conseguire il raggiungimento degli obiettivi di sviluppo sostenibile senza compromettere il progresso tecnologico.

Fattori di variabilità

Il calcestruzzo continua ad essere oggi il materiale da costruzione ideale in quanto versatile, economico, disponibile localmente e che ancora continua ad avere un interessante sviluppo tecnologico.

Il suo ciclo produttivo, considerando i diversi miliardi di metri cubi prodotti ogni anno, ha chiaramente un bilancio ambientale impattante in termini di emissione di CO₂ in atmosfera, che si vuole ridurre andando ad introdurre sul mercato una serie di princìpi che permetteranno di migliorare il profilo di sostenibilità dell’intero settore delle costruzioni.

Attualmente i principali input utili a questa mission sono stati individuati non solo a livello italiano, ma ormai mondiale, e sono di seguito brevemente riportati:

• l’utilizzo degli innovativi “low-clinker cements” (a ridotto tenore di clinker);
• un maggiore utilizzo di aggiunte secondarie attive e alternative (SCMs);
• l’impiego diffuso degli aggregati di riciclo, in particolare dei CDW (Construction Demolition Waste);
• una formulazione del mix-design sempre più innovativa, che riduca il dosaggio di cemento e minimizzi l’utilizzo d’acqua;
• un calcestruzzo evoluto che garantisca durabilità nel tempo e permetta di progettare strutture più snelle e con minore impatto in termini di utilizzo delle risorse naturali.

Le tendenze di sostenibilità dell’intera filiera introducono a monte diversi fattori di variabilità che impatteranno su tutte le realtà industriali operanti a livello nazionale. Tali fattori possono essere facilmente riassunti:

• una maggiore variabilità fisiologica dei componenti delle miscele;
• una formulazione del calcestruzzo adattativa, sempre più dinamica;
• la gestione, ottimizzazione e controllo delle diverse condizioni di operatività dei processi industriali.

Queste varianti, che si vanno a sommare a condizioni più comuni, come l’oscillazione delle condizioni ambientali sia quotidiane che stagionali e i processi di trasporto e messa in opera del calcestruzzo, determineranno modifiche sostanziali del ciclo produttivo e introdurranno una serie di effetti negativi sulle prestazioni del calcestruzzo, sia dal punto di vista meccanico che reologico.

Il contributo di Sika per rendere il calcestruzzo più sostenibile

Sika pone già da tempo l’accento sul miglioramento dell’impatto ambientale della filiera ed è attivamente impegnata ad essere un partner strategico per le imprese e per i singoli, con numerose iniziative nei diversi Paesi del mondo.

A titolo di esempio, già ora a livello globale si calcola che circa 70 milioni di tonnellate di CO₂ e più di 6 miliardi di litri d’acqua vengono risparmiati ogni anno grazie all’uso degli additivi superfluidificanti Sika.

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Inoltre, Sika è impegnata in numerose attività di ricerca e sviluppo focalizzate al progresso della trasformazione del settore delle costruzioni verso un maggiore sostenibilità, come ad esempio il progetto Sika reCO2ver^®, tecnologia che permette il recupero degli aggregati da demolizione del calcestruzzo.

In funzione di queste richieste da parte del mercato, tra cui la riduzione delle emissioni di carbonio, l’efficientamento delle risorse e l’aumento della produttività, Sika ha recentemente introdotto alcune nuove soluzioni, per sostenere il produttore locale di calcestruzzo nell’affrontare le nuove incognite e per risolvere le possibili criticità emergenti dovute ai nuovi fattori di variabilità citati precedentemente. Tali soluzioni sono state testate a livello locale sul territorio nazionale e adattate alle condizioni geografiche, di disponibilità delle materie prime e climatiche peculiari del mercato italiano.

Di seguito, una breve descrizione delle soluzioni Sika, sviluppate nei laboratori centrali di Ricerca e Sviluppo Corporate di Zurigo (CH) e nel laboratorio di Sika Italia di Calusco d’Adda (BG).

Additivi superfluidificanti Sika^®ViscoCrete^®

Consentono la riduzione dell'acqua di impasto del calcestruzzo e ottimizzano il contenuto di legante, in presenza di una adeguata reologia degli impasti.
Tale effetto si ottiene anche grazie alla combinazione dei classici superfluidificanti con particolari materie prime aventi azione stabilizzante e disperdente delle componenti SCM del cemento. Questo consente di ottenere impasti fluidi e a bassa viscosità anche in presenza di cementi a basso tenore di clinker e alto contenuto di materiali pozzolanici. Inoltre, l’importante riduzione del contenuto d’acqua d’impasto porta ad una maggiore densità strutturale e ad una conseguente ridotta porosità della matrice cementizia. In questo modo, gli elementi strutturali in calcestruzzo raggiungono durabilità e proprietà meccaniche significativamente migliorate rispetto al passato.

Additivi delle gamme SikaViscoFlow^®

Gli innovativi additivi SikaViscoFlow^®, utilizzati in combinazione con i superfluidificanti SikaViscoCrete^® sono appositamente formulati per promuovere il mantenimento della lavorabilità del calcestruzzo fresco, anche in condizioni estremamente critiche quali ad esempio elevate temperature ambientali, inerti provenienti da riciclo o contaminati da argille e materiali assorbenti o infine leganti con importante sostituzione di clinker con materiali pozzolanici.

Additivi della gamma SikaRapid^®

Le soluzioni della gamma SikaRapid^®, invece, permettono di massimizzare lo sviluppo delle resistenze del calcestruzzo alle diverse stagionature e allo stesso tempo di aumentarne la reattività anche in presenza di aggiunte SCM ad attività idraulica o pozzolanica. Tale attività consente da un lato di ridurre i cicli di maturazione forzata a vapore tipici della prefabbricazione e dall’altro di aumentare significativamente le resistenze a 28 giorni con conseguente riduzione del dosaggio di legante a pari resistenza caratteristica.

Il focus a livello mondiale di Sika è e sarà quello di essere in prima linea nel supportare i propri partner a rispondere ai nuovi requisiti richiesti dal mercato con il miglior rapporto possibile tra prestazioni, sostenibilità e costi per poter offrire soluzioni competitive al settore delle costruzioni.

Per avere ulteriori informazioni,
visita la pagina Tecnologia del Cemento e del Calcestruzzo (sika.com).

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