Ricetta garantita per la riduzione di CO2: Holcim sviluppa i cementi del futuro a basso contenuto di clinker

25 Aprile 2019

Da molti anni Holcim studia soluzioni per ridurre la percentuale di clinker nel cemento, con un doppio beneficio: da un lato, la significativa riduzione dell’impronta di CO2 e, dall’altro, il minor consumo di combustibile. Holcim offre già oggi due cementi con caratteristiche avanzate in termini di sostenibilità: Optimo e Susteno. Ma i confini del possibile sono tutt’altro che raggiunti. In collaborazione con esperti gli dell’ETH di Zurigo, Holcim sta testando il comportamento in condizioni reali di un cemento di recente sviluppo a ridotto contenuto di clinker.

Dall’inizio del 2018 a Nüziders, nel Vorarlberg austriaco, sorge un nuovo edificio amministrativo e adibito a uffici realizzato in parte con un cemento di recente sviluppo costituito solo al 50% da clinker. A titolo di confronto: il cemento impiegato in Svizzera contiene in media circa il 75% di questo materiale.

In collaborazione con gli esperti

A sostituzione del clinker, Holcim impiega in questo nuovo prodotto una miscela di calcare di alta qualità, scisti calcinati e cenere volatile, materiali completati da un attivatore naturale al 100% sviluppato dai ricercatori del Politecnico federale di Zurigo (ETH) e combinati con un ben calibrato additivo al calcestruzzo prodotto da Sika. La collaborazione ha visto l’esecuzione di approfondite analisi delle caratteristiche del calcestruzzo fresco e indurito e la valutazione delle proprietà di durabilità e corrosione. Il calcestruzzo ha superato tutte le prove attitudinali di laboratorio. Il prossimo passo sarà confermare tali risultati nella pratica e comprendere più in dettaglio il comportamento in condizioni reali del calcestruzzo contenente il nuovo cemento.

Prova sul campo con l’ETH

Una squadra dell’ETH di Zurigo ha posizionato nelle pareti di calcestruzzo sistemi di sensori ad alta risoluzione per confrontare alcune sezioni della parete realizzate in cemento a ridotto contenuto di clinker con sezioni limitrofe costituite da cemento tradizionale, per accertarsi che i diversi calcestruzzi siano esposti esattamente agli stessi agenti atmosferici. I sensori trasmettono via Bluetooth dati per il monitoraggio dell’evoluzione costante del valore pH, della concentrazione di cloruro e dell’umidità. È così possibile ad esempio stimare lo stato di avanzamento della cosiddetta carbonatazione del calcestruzzo, processo che impatta in maniera negativa sulla corrosione dell’armatura in acciaio al suo interno. Una ridotta percentuale di clinker consente di intervenire positivamente sulla carbonatazione migliorando i valori della corrosione che ne deriva.
“Con questo progetto ci viene offerta l’opportunità unica di ottimizzare, in collaborazione con esperti, sia la produzione di cementi di ultima generazione a ridotto contenuto di clinker da impiegare nel calcestruzzo, sia di monitorare con continuità il loro impatto sui componenti edili, il tutto su scala industriale 1:1”, afferma Peter Kruspan, ingegnere di prodotto presso Holcim Svizzera. “Le prime valutazioni evidence-based delle analisi e dei dati sono previste dal 2020.”

L’obiettivo: ridurre ulteriormente il clinker

Ma il cammino non è affatto giunto al termine. Holcim è certa sia possibile ridurre ulteriormente la quota di clinker nel cemento, senza dimenticare il proposito futuro dell’azienda di sostituire sempre più il clinker con risorse secondarie locali e rinnovabili. Sono già in corso di svolgimento studi approfonditi, per ora tuttavia confinati al laboratorio. Come nell’ambito dell’attuale progetto nel Vorarlberg, anche questi promettenti composti di cemento devono superare in ultima analisi test pratici su scala industriale prima di poter accedere al mercato.

Utilizzo di materiali locali riciclati

Il primo cemento di questo tipo con ottimi risultati è commercializzato in Svizzera dal 2018. Susteno 3R, materiale rispettoso delle risorse, è il primo cemento standardizzato al mondo costituito da pregiato granulato misto trattato proveniente da progetti di smantellamento come sostituto del clinker. Grazie al riutilizzo dei materiali di smantellamento, Holcim è riuscita a creare per la prima volta in assoluto un prodotto che soddisfa tutti gli aspetti del ciclo naturale dei materiali.