I batteri possono riparare i difetti di un calcestruzzo ?
La scorsa settimana si è tenuta negli Stati Uniti una conferenza dedicata al tema del risanamento del calcestruzzo organizzata dalla American Association for the Advancement of Science (AAAS).
All’interno di una sessione si sono approfonditi tre diversi meccanismi di auto-guarigione per il calcestruzzo.
Presenti come relatori il professor Christian Grosse, che è il Chairman della commissione sui controlli non distruttivi (NDT) presso l'Università Tecnica di Monaco (TUM), Mo Li dell'Università di Houston ed Erik Schlangen, di Delft University of Technology.
Il prof. Grosse ha spiegato che le crepe di solito non rappresentano una minaccia diretta per la stabilità delle strutture:. "Tuttavia, acqua e sali possono penetrare il calcestruzzo e danneggiare sia il materiale che il ferro di armatura. Nel progetto “HealCON” (progetto di ricerca dell'UE) un team internazionale di ricercatori sta lavorando verso la sviluppo di un cemento che può riparare se stesso. Gli scienziati stanno esaminando tre diversi meccanismi di auto-guarigione.”
I tre sistemi richiamati da Grosse sono:
> Uso di Batteri: alcuni batteri producono carbonato di calcio come un prodotto metabolico. Si sta studiando come fare assorbire questi batteri a degli aggregati di argilla espansa, in modo che questi possano essere liberati nel momento in cui all’interno del calcestruzzo si forma una fessura, e questi possano diventare attivi e rilasciare carbonato di calcio, uno dei principali componenti del cemento. "I batteri possono chiudere crepe fino ad alcuni millimetri in larghezza nel giro di pochi giorni" ha detto Grosse.
> Uso di idrogel come gap filler: gli idrogel sono polimeri che assorbono l'umidità (sono utilizzati comunemente nei pannolini). I materiali contenenti idrogel possono espandersi anche fino a 100 volte. Le crepe che si formano in calcestruzzo possono quindi “essere guarite” da un idrogel che si espande quando entra in contatto con l'umidità, impedendo così l'acqua di penetrare ulteriormente senza espandere le fessure.
> Uso di resina epossidica: le resine epossidiche o poliuretaniche possono essere incapsulate e miscelate nel calcestruzzo. Quando si sviluppano le crepe, le capsule si rompono e viene rilasciato il polimero, che sigilla la fessura. Essa ha anche un effetto collaterale positivo: aumenta la stabilità strutturale.
Grosse e gli altri centri di ricerca hanno realizzato dei test impiegando tutte e tre le tecnologie, verificando poi con delle prove non distruttive l’efficacia delle tecnologie. In particolare si sono utilizzate delle tecniche con l’emissione di onde acustiche, "La localizzazione della fessura sulla base del analisi della propagazione dei suoni indica chiaramente se un rimedio funziona o no", ha spiegato Grosse.
In laboratorio i risultati sono stati promettenti. La fase successiva riguarderà l'utilizzo del materiale di auto-guarigione in componenti edilizi effettivi, in particolare in sezioni di ponti o tunnel. Il progetto HealCON è finanziato nell'ambito del 7 ° Programma Quadro dell'Unione Europea per la ricerca e lo sviluppo tecnologico. Il progetto è coordinato dalla Università di Gand in Belgio.
La ricerca non ha riguardato un altro sistema di “guarigione” del calcestruzzo, quello che si può ottenere con additivi cristallizzanti. Questa soluzione ha in realtà già superato la fase della ricerca e della sperimentazione e trova applicazione già da anni in molti cantieri, sia per la realizzazione delle cosiddette vasche bianche, che di tutte le strutture in cemento armato che venendo a contatto con il terreno debbano presentare sufficiente durabilità e impermeabilità.
In tal senso sul nostro portale abbiamo pubblicato alcuni articoli, tra cui:
> Impermeabilizzazione del calcestruzzo integro e fessurato mediante additivi cristallizzanti: LINK
> Additivi “cristallizzanti” nel calcestruzzo: “crack self healing”: LINK