5 innovazioni nei materiali per ridurre drasticamente l'impronta di carbonio del calcestruzzo

Senza dubbio,ilcementoè uno dei materiali più diffusi nell'edilizia moderna, se non dell'intera era post-industriale. La resistenza e la versatilità del calcestruzzo, noto anche comecemento Portland ordinario,hanno rivoluzionato le costruzioni, permettendoci di realizzare tutto, daigrandigrattacielialle vaste infrastrutture, con un materiale facilmente reperibile e relativamente semplice da utilizzare.

Tuttavia, la produzione di cemento è una delle principali cause del cambiamento climatico, responsabile di circa l'8% delle emissioni globali di anidride carbonica, ovvero 2,5 miliardi di tonnellate all'anno. Questo processo richiede il riscaldamento di enormi forni, lunghi grandi quanto due campi da calcio, a temperature incredibilmente elevate che raggiungono i 1.500°C.

Per affrontare questa crescente preoccupazione, l'industria delle costruzioni necessita urgentemente di alternative sostenibili e innovazioni nei materiali per creare un futuro del calcestruzzo a basse emissioni di carbonio. Fortunatamente, stanno emergendo soluzioni a basso impatto ambientale.

Ripensare il legante: alternative al cemento carbon-neutral

Una delle strategie promettenti consiste nel sostituire o ridurre l'utilizzo del cemento Portland con leganti alternativi. I geopolimeri, ad esempio, vengono attivati da soluzioni alcaline e possono utilizzare sottoprodotti industriali come le ceneri volanti, derivate dalla combustione del carbone, e le scorie, residui della produzione dell'acciaio. Questi offrono una resistenza paragonabile al cemento Portland ma vantano un'impronta di carbonio molto inferiore durante la produzione.

Un'altra via è rappresentata dalle argille calcinate. Queste argille subiscono un processo di calcinazione ad alta temperatura, risultando un'alternativa al cemento a basse emissioni di carbonio con buone proprietà leganti. Possiamo anche sfruttare i sottoprodotti industriali esistenti. I materiali cementizi supplementari (SCM) possono essere miscelati con il cemento Portland. Ciò riduce il contenuto complessivo di clinker, il componente più ad alta intensità di carbonio del cemento tradizionale, portando a una significativa diminuzione delle emissioni di CO2.

La ricerca continua per opzioni ancora più sostenibili. I materiali bio-based vengono esplorati per il loro potenziale come futuri leganti o additivi nel calcestruzzo. Questi materiali offrono l'interessante possibilità non solo di ridurre la dipendenza dal cemento tradizionale ma anche di catturare il carbonio all'interno del calcestruzzo stesso.

Costruire con gli scarti: aggregati riciclati e materiali derivati dai rifiuti

Il calcestruzzo è un grande consumatore di risorse, richiedendo vaste quantità di aggregati grossolani e fini - roccia frantumata, sabbia e ghiaia. Tradizionalmente, questi materiali sono stati estratti da cave vergini, causando preoccupazioni ambientali e l'esaurimento delle risorse naturali. Fortunatamente, approcci innovativi stanno trasformando i rifiuti in opportunità incorporando aggregati riciclati e materiali derivati dai rifiuti nelle miscele di calcestruzzo.

Un elemento chiave è l'aggregato di calcestruzzo riciclato (RCA). I detriti da costruzione e demolizione vengono frantumati e lavorati, offrendo un'alternativa sostenibile agli aggregati vergini. Questo non solo riduce la domanda di estrazione ma devia anche i rifiuti dalle discariche, creando un sistema a ciclo chiuso per i materiali del calcestruzzo.

Le possibilità si estendono oltre il calcestruzzo stesso. Il vetro frantumato e i rifiuti ceramici dei progetti di demolizione trovano nuova vita come aggregati grossolani nelle miscele di calcestruzzo. Questi materiali riciclati offrono diversi vantaggi, tra cui un migliore isolamento termico e persino benefici estetici nelle applicazioni di calcestruzzo a vista. Anche i sottoprodotti industriali si uniscono alla miscela.

Catturare il carbonio, rafforzare il calcestruzzo: Tecnologie CCU

La lotta al cambiamento climatico richiede soluzioni innovative in tutti i settori, e l'edilizia non fa eccezione. Sebbene le evidenze varino, le tecnologie di Cattura e Utilizzo del Carbonio (CCU) offrono un approccio rivoluzionario per affrontare l'impronta di carbonio del calcestruzzo. Catturano le emissioni di anidride carbonica dai processi industriali, impedendo loro di entrare nell'atmosfera. Ma invece di limitarsi a immagazzinare la CO2 catturata, il CCU la trasforma in prodotti di valore, creando un sistema a ciclo chiuso che avvantaggia sia l'ambiente che le pratiche costruttive.

Un'applicazione particolarmente interessante del CCU nella produzione di calcestruzzo è il calcestruzzo curato con CO2. Questa tecnica innovativa utilizza l'anidride carbonica catturata per accelerare il naturale processo di carbonatazione all'interno della miscela di calcestruzzo. La CO2 catturata reagisce con l'idrossido di calcio nel calcestruzzo, non solo migliorando la sua resistenza e durabilità ma anche sequestrando permanentemente l'anidride carbonica all'interno del materiale stesso.

Il tocco della natura: additivi bio-based nel calcestruzzo

Il calcestruzzo non riguarda più solo roccia e cemento. I ricercatori stanno esplorando il potenziale degli additivi bio-based e degli additivi ecologici derivati da fonti rinnovabili come residui agricoli, biopolimeri e persino alghe. Questi materiali innovativi offrono molteplici benefici.

Ad esempio, gli additivi bio-based possono migliorare la lavorabilità del calcestruzzo fresco, rendendolo più facile da posare e modellare. Inoltre, possono ridurre la domanda complessiva di acqua nelle miscele di calcestruzzo, portando a un processo di produzione più sostenibile.

Oltre i sogni verdi: calcestruzzo sostenibile ad alte prestazioni

Il futuro del calcestruzzo non riguarda solo l'essere ecologico; si tratta di raggiungere prestazioni ottimali con un impatto ambientale minimizzato. I ricercatori stanno sviluppando miscele di calcestruzzo sostenibile ad alte prestazioni che combinano molteplici innovazioni.

Le miscele di calcestruzzo pionieristiche possono ora combinare leganti carbon-neutral, aggregati riciclati e additivi bio-based per una miscela veramente sostenibile. Queste formulazioni avanzate offrono prestazioni strutturali e durabilità impressionanti, soddisfacendo le rigorose esigenze dell'edilizia moderna.

Costruire un futuro sostenibile: politiche e forze di mercato

L'innovazione da sola non può garantire un futuro più verde per il calcestruzzo. Politiche di supporto, regolamenti e incentivi di mercato sono cruciali per l'adozione diffusa di queste soluzioni sostenibili. Le iniziative governative che incoraggiano gli investimenti nello sviluppo di tecnologie per il calcestruzzo a basse emissioni di carbonio possono accelerare l'innovazione e portare più rapidamente queste tecnologie sul mercato.

Inoltre, i regolamenti che privilegiano l'uso di materiali da costruzione sostenibili nei progetti pubblici possono dare un potente esempio e stimolare la domanda in tutto il settore.

Il futuro del calcestruzzo è verde. L'innovazione nei materiali, dai leganti a basse emissioni di carbonio agli aggregati riciclati, insieme a politiche di supporto e alla domanda del mercato, può ridurre significativamente l'impatto ambientale del calcestruzzo. Le miscele sostenibili ad alte prestazioni offrono resistenza ed ecosostenibilità, aprendo la strada a un'industria delle costruzioni più verde, un progetto alla volta.