Il rubbercrete, un calcestruzzo "alternativo" con particelle di pneumatici fuori uso

L’accumulo e lo smaltimento di pneumatici fuori uso (PFU) è un importante problema che riguarda tutto il mondo: esso rappresenta una minaccia sia per l’uomo, che per l’ambiente. Secondo alcune stime, nel 2010 l'Unione Europea ha dovuto gestire oltre 3,3 milioni di tonnellate di PFU; per non pensare alle numerose discariche abusive sparse in tutto il territorio nazionale. Tale problema risulta essere molto più accentuato nei Paesi sottosviluppati in quanto vengono a mancare le risorse necessarie per uno smaltimento sicuro ed efficace.
Nasce così l’esigenza di sviluppare delle metodologie che mirano allo smaltimento degli PFU in maniera sostenibile.

Il presente lavoro si è occupato dello studio di conglomerati cementizi “alternativi”, il «rubbercrete», caratterizzati dalla presenza di particelle di gomma derivanti da Pneumatici Fuori Uso in sostituzione di un quantitativo di inerti ordinari in percentuali variabili da 0% a 75%, analizzandone nello specifico le principali caratteristiche fisico-meccaniche, e le caratteristiche di durabilità. Quest'ultimo campo non era stato ancora esaminato e si è ritenuto opportuno effettuare delle prove che relazionino la risposta in termini di durabilità (ad attacco solfatico, cloruri, resistenza a cicli di gelo-disgelo e assorbimento d’acqua) in funzione della percentuale di sostituzione degli inerti.
Obiettivo principale è quindi osservare l’influenza della gomma nella matrice cementizia e il comportamento in vari ambienti di esposizione (ambenti umidi, ricchi di ioni solfati e di ioni cloruro o sottoposti a forti escursioni termiche).

INTRODUZIONE
La gestione dei rifiuti derivanti dai pneumatici di scarto o a fine vita rappresenta una importante sfida in quanto la gomma non è facilmente biodegradabile; di conseguenza il loro riciclaggio rappresenta un'alternativa (Guneyisi et al. 2004). La gomma riciclata proveniente da pneumatici è attualmente utilizzata in diversi ambiti e per alcune specifiche applicazioni. In primo luogo è usata come combustibile (a basso calore specifico) nei forni dei cementifici, come materia prima per la fabbricazione di nerofumo oppure, tritata in particelle di piccole dimensioni, viene utilizzata come "sabbia artificiale" o come materia prima per la realizzazione di scogliere artificiali in ambiente marino (Siddique e Naik, 2004). Ulteriori utilizzi possono riguardare la realizzazione di manufatti per parchi da gioco, barriere di sicurezza stradali, guardrail, barriere antirumore e in miscele di pavimentazione in asfalto(Toutanji, 1996).
Negli ultimi due decenni le ricerche si sono focalizzate sull’utilizzo della gomma proveniente da pneumatici fuori uso come inerti in miscele di calcestruzzo (Ganjian et all. 2009, Eldin e Senouci 1993, Toutanji 1996, Khatib e Bayomy 1999, Siddique e Naik 2004, Batayneh et al 2008, Aiello e Leuzzi 2010 e Najim e Hall, 2010).
La gomma ottenuta dal riciclo dei pneumatici di scarto, infatti, è un materiale promettente con alcune interessanti applicazioni nel settore edile per la sua leggerezza, elasticità, capacità di assorbimento di energia, isolamento acustico e termico.
In questo lavoro sono illustrati i risultati di una ricerca tesa a caratterizzare in maniera completa le caratteristiche di queste miscele di calcestruzzo tramite una ampia campagna di prove sviluppate presso il laboratorio di ricerca di Mesagne della Italcementi.

LA SPERIMENTAZIONE
In generale la sperimentazione può essere suddivisa in due parti , una facente riferimento lo studio delle caratteristiche fisico - meccaniche delle miscele, e una facente riferimento alla durabilità delle stesse sottoposte ad attacchi vari.
Nello studio della durabilità si sono analizzate un set di miscele di conglomerati cementizi additivati, contenenti particelle di gomma derivanti da Pneumatici Fuori Uso in sostituzione di un quantitativo di inerti ordinari in percentuali variabili da 0% a 75%, ricavate sul volume dell’inerte ottenuto dal mix design delle miscele: nello specifico, si farà riferimento ad una miscela di riferimento, denominata «mix TQ» contenente percentuali nulle di aggregati di gomma, e un set di miscele denominate «mix “X” %» in cui l’unica variabile è la percentuale di gomma. Nella Tabella 1 è riportata la composizione delle varie miscele analizzate:

Le principali caratteristiche fisico-meccaniche analizzate sono state la resistenza a compressione, la resistenza a flessione, i moduli di elasticità dinamico e secante, il coefficiente di Poisson, il ritiro, la duttilità, le proprietà termiche.
 

Figura 1 - Elenco delle proprietà analizzate allo stato fresco, allo stato indurito e analisi della durabilità

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