Isolamento termico e acustico con carta riciclata: una scelta sostenibile per l'edilizia modernaScopri come la carta riciclata rivoluziona l'isolamento termico e acustico, offrendo una soluzione ecologica, economica e innovativa per l'edilizia sostenibiledi Marco ArezioL'isolamento termoacustico rappresenta un pilastro nella progettazione edilizia moderna, essenziale per migliorare il comfort abitativo e ridurre i consumi energetici. Tra le soluzioni più innovative e sostenibili emerge l'uso della carta riciclata, un materiale versatile ed ecologico che sta rivoluzionando il settore edilizio. Questo articolo approfondisce le caratteristiche tecniche, i vantaggi e le applicazioni della carta riciclata per l'isolamento, evidenziando i benefici in termini ambientali, economici e prestazionali.La crescente attenzione verso pratiche edilizie sostenibili ha spinto molte aziende a esplorare soluzioni alternative ai materiali isolanti tradizionali. La carta riciclata non solo risponde a queste esigenze, ma lo fa offrendo prestazioni eccellenti sia dal punto di vista termico che acustico. La sua capacità di adattarsi a vari contesti costruttivi, unita al basso impatto ambientale, la rende una scelta ideale per progetti residenziali, commerciali e industriali.Proprietà tecniche e vantaggi della carta riciclataLa carta riciclata, utilizzata come isolante, deriva da giornali e cartoni recuperati e lavorati in fiocchi di cellulosa tramite processi specifici. Questo materiale si distingue per numerose proprietà che lo rendono competitivo rispetto ai materiali isolanti più comuni.Isolamento termicoGrazie alla sua struttura fibrosa, la carta riciclata intrappola l'aria, creando una barriera naturale contro la dispersione del calore. Con valori di conducibilità termica (λ) tra 0,037 e 0,040 W/mK, offre prestazioni comparabili a materiali come:Lana di vetro: λ tra 0,032 e 0,040 W/mK.Polistirene espanso (EPS): λ tra 0,030 e 0,040 W/mK.Questa capacità di ridurre le dispersioni termiche consente di mantenere una temperatura interna stabile, migliorando l'efficienza energetica complessiva degli edifici. Inoltre, la carta riciclata contribuisce a mantenere un clima interno salubre, grazie alla capacità di assorbire e rilasciare vapore acqueo senza compromettere le sue proprietà isolanti. Questa caratteristica è particolarmente indicata per ambienti con elevata umidità o soggetti a variazioni climatiche.La capacità di regolare l'umidità interna aiuta a prevenire la formazione di muffe e condense, aumentando la longevità delle strutture edilizie. Questo aspetto la rende particolarmente adatta per edifici in zone con climi variabili.Isolamento acusticoDal punto di vista acustico, la carta riciclata si distingue per la sua densità e struttura porosa, che le consentono di assorbire efficacemente i rumori. Con un indice di riduzione acustica (Rw) simile a quello di materiali come lana di roccia e poliuretano espanso, offre una soluzione ideale per:- Ridurre l'inquinamento acustico in edifici situati in aree urbane ad alta densità abitativa.- Migliorare l'isolamento tra ambienti interni, come uffici e abitazioni.La carta riciclata è particolarmente efficace nell'assorbire i suoni a bassa e media frequenza, rendendola una scelta ottimale per teatri, auditorium e spazi di lavoro condivisi. Inoltre, il suo utilizzo può migliorare significativamente il benessere acustico, contribuendo a creare ambienti più confortevoli e produttivi.Sostenibilità ambientaleLa carta riciclata contribuisce alla riduzione dei rifiuti cartacei e al contenimento dell'uso di materiali non rinnovabili. Inoltre, il suo processo produttivo richiede meno energia rispetto ai materiali isolanti tradizionali, abbattendo le emissioni di CO2 e favorendo l'economia circolare.Un ulteriore vantaggio è rappresentato dalla possibilità di riutilizzare la carta riciclata al termine del ciclo di vita dell'edificio, riducendo così i rifiuti da demolizione. Questo approccio chiude il cerchio produttivo e si inserisce perfettamente nei principi della sostenibilità ambientale.Sicurezza e salubritàIl materiale è trattato con additivi naturali per renderlo resistente al fuoco e agli insetti, senza l'uso di sostanze chimiche nocive. Questa caratteristica lo rende una scelta sicura e salubre per gli ambienti domestici e lavorativi. Inoltre, la sua composizione naturale riduce il rischio di emissione di composti organici volatili (VOC), garantendo un'aria interna più sana.Confronto con altri materiali isolantiEcco un confronto tra la carta riciclata e altri materiali isolanti comunemente utilizzati:Lana di vetro: Offre prestazioni simili, ma il processo di produzione consuma più energia e genera rifiuti complessi da smaltire.Polistirene espanso (EPS): Ottime prestazioni termiche, ma inferiore nell'isolamento acustico e con un forte impatto ambientale a causa della sua origine petrolchimica.Lana di roccia: Buon equilibrio tra isolamento termico e acustico, ma più complessa da installare per via del peso elevato.Poliuretano espanso: Migliori prestazioni termiche (λ < 0,030 W/mK), ma con costi più elevati e proprietà acustiche inferiori rispetto alla cellulosa.A differenza di molti materiali isolanti sintetici, la carta riciclata non richiede l'estrazione di risorse non rinnovabili, posizionandosi come una scelta etica e responsabile per il settore edilizio.Applicazioni della carta riciclataLa carta riciclata è un materiale estremamente versatile e si presta a molteplici applicazioni nell'edilizia, sia in nuove costruzioni che in ristrutturazioni:- Pareti interne ed esterne: Insufflata nelle intercapedini, migliora l'isolamento termico e acustico delle pareti divisorie.- Sottotetti e soffitte: Ideale per ridurre le dispersioni termiche, mantiene la temperatura costante in estate e in inverno.- Pavimenti: Riduce i rumori da calpestio e migliora il comfort termico in edifici con intercapedini.- Tetti e coperture: Protegge dalle variazioni termiche e riduce l'inquinamento acustico nelle zone adiacenti.Grazie alla sua flessibilità, la carta riciclata può essere utilizzata anche in edifici storici, dove l'installazione di materiali moderni potrebbe risultare invasiva.Perché scegliere la carta riciclataEfficienza energeticaL'isolamento con carta riciclata riduce significativamente i consumi energetici per il riscaldamento e il raffrescamento, contribuendo a un notevole risparmio economico e alla riduzione delle emissioni di CO2.Impatto ambientale contenutoScegliere la carta riciclata significa adottare un approccio responsabile verso l'ambiente, promuovendo il riutilizzo dei materiali e minimizzando i rifiuti.Economia circolareL'utilizzo della carta riciclata si inserisce perfettamente nei principi dell'economia circolare, incentivando la valorizzazione delle risorse e riducendo la dipendenza da materie prime vergini.Versatilità e praticitàLa carta riciclata è facile da installare e si adatta a numerose esigenze costruttive, rendendo più rapidi e meno onerosi i lavori di cantiere. Inoltre, la sua compatibilità con diverse tipologie di edifici la rende una soluzione adatta sia per progetti residenziali che commerciali.ConclusioneL'isolamento termoacustico con carta riciclata rappresenta una scelta sostenibile, innovativa e altamente performante. Grazie alle sue eccellenti proprietà tecniche, al basso impatto ambientale e alla facilità di applicazione, questo materiale è una valida alternativa ai prodotti tradizionali. Adottarlo significa non solo migliorare l'efficienza degli edifici, ma anche contribuire attivamente alla salvaguardia del pianeta, promuovendo un futuro più sostenibile e responsabile.Investire nella carta riciclata significa guardare oltre le soluzioni convenzionali, abbracciando una tecnologia che unisce tradizione e innovazione. Questo materiale, apparentemente semplice, dimostra che anche i rifiuti possono trasformarsi in risorse preziose per il nostro futuro.© Riproduzione Vietata
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Materiali Termoriflettenti: la Soluzione Sostenibile per Raffrescare e Riscaldare gli EdificiUno studio della Princeton University rivela come plastica e materiali comuni possano migliorare l’efficienza energetica degli edifici, riducendo i consumi estivi e invernali in modo economico e passivodi Marco ArezioIn un’epoca in cui il cambiamento climatico sta rendendo sempre più critico il comfort abitativo, una ricerca condotta dalla Princeton University, in collaborazione con la UCLA, apre nuovi scenari nel settore dell’edilizia sostenibile. L’oggetto dello studio non è una tecnologia futuristica o un materiale esotico, ma la riscoperta delle proprietà termiche di materiali comunemente disponibili — come la plastica — capaci di regolare il calore radiante in maniera passiva, sostenibile e, soprattutto, economica. La scoperta: materiali comuni con proprietà termoriflettenti Il cuore della scoperta risiede nella capacità di alcuni materiali, già ampiamente usati in edilizia o facilmente reperibili, di riflettere o emettere il calore radiante a determinate lunghezze d’onda. Questo comportamento, se sfruttato correttamente, può generare un duplice effetto benefico: raffrescare gli edifici durante i mesi estivi e trattenere il calore nei mesi invernali, senza ricorrere a sistemi attivi come condizionatori o caldaie. Il principio fisico alla base di questa tecnologia è semplice ma spesso trascurato: il calore radiante — ovvero la componente energetica trasmessa sotto forma di onde elettromagnetiche — rappresenta una quota significativa dello scambio termico tra un edificio e l’ambiente esterno. È il calore che sentiamo quando il sole ci colpisce direttamente o quando ci avviciniamo a una superficie riscaldata. Tradizionalmente, per contrastarlo si fa ricorso a tende, vetri oscuranti o vernici bianche per i tetti. Ma la vera innovazione proposta dal team di Princeton sta nella possibilità di regolare la radiazione attraverso materiali intelligenti ma accessibili. Come funziona il meccanismo passivo Il professor Jyotirmoy Mandal, a capo del progetto, ha sottolineato come sia possibile intervenire sulle proprietà ottiche degli involucri edilizi per modificarne l’interazione con la radiazione infrarossa. La differenza principale risiede nella direzione verso cui il calore viene emesso: verso il cielo o verso il suolo. Quando il calore radiante si dirige verso l’alto, può essere disperso nello spazio attraverso una zona molto specifica dello spettro infrarosso, nota come “finestra di trasmissione atmosferica” (narrowband). Al contrario, quando il calore si propaga a livello del suolo, lo fa in tutto lo spettro infrarosso (broadband), diventando molto più difficile da disperdere. Ecco il passaggio chiave: se si rivestono le superfici esterne degli edifici (come pareti e finestre) con materiali che interagiscono selettivamente con la narrowband, è possibile emettere calore in modo efficace verso il cielo durante il giorno, ottenendo raffrescamento passivo. Allo stesso tempo, si riduce l’assorbimento di calore proveniente dalle superfici circostanti — strade, marciapiedi, altri edifici — che solitamente contribuiscono al cosiddetto effetto isola di calore urbana. Difficoltà tecniche e soluzioni innovative Tradizionalmente, i tetti rappresentano la parte più semplice da rendere riflettente, perché sono orientati verso l’alto e quindi favoriscono lo scambio radiativo con il cielo. Tuttavia, le superfici verticali — come pareti e finestre — sono più esposte alla radiazione termica proveniente da fonti orizzontali (ad esempio il suolo), rendendo la gestione del calore molto più complessa. È proprio qui che la ricerca della Princeton fa la differenza: utilizzando materiali comuni che interagiscono in modo intelligente con la radiazione infrarossa, si può evitare che le superfici verticali si surriscaldino nei mesi caldi, senza compromettere la coibentazione durante l’inverno. Tra i materiali candidati a rivoluzionare l’edilizia in chiave green figura il fluoruro di polivinile (PVF), già utilizzato in molti rivestimenti per esterni. La ricerca dimostra che, con alcune modifiche ottiche, questo materiale può essere reso selettivamente riflettente nella narrowband e trasparente o assorbente nel resto dello spettro, ottenendo così una gestione ottimizzata della radiazione termica. Un confronto energetico vantaggioso Uno degli aspetti più rilevanti dello studio è il confronto tra l’efficacia dei nuovi rivestimenti e le tecniche tradizionali. Mandal e colleghi hanno calcolato che i benefici energetici offerti da questi materiali comuni sono paragonabili a quelli ottenibili con la verniciatura bianca di tetti e facciate, ma con costi molto più contenuti e una maggiore flessibilità d’uso. Mentre le vernici bianche hanno una funzione prevalentemente estiva, i materiali selettivi possono modulare il comportamento termico anche durante l’inverno, rendendoli quindi utili per tutto l’anno. Inoltre, la produzione su larga scala di questi rivestimenti potrebbe avvalersi di infrastrutture industriali già esistenti, accelerando la loro adozione senza richiedere investimenti massicci in nuovi impianti o tecnologie. Impatto sociale e ambientale della tecnologia L’effetto potenziale di questa scoperta va ben oltre il miglioramento dell’efficienza energetica degli edifici nei paesi industrializzati. Secondo Mandal, uno dei principali vantaggi del sistema risiede nella sua equità climatica. Gli edifici situati nelle aree geografiche più calde, spesso abitati da comunità a basso reddito con limitato accesso a sistemi di raffreddamento attivo, potrebbero trarre grandi benefici da questa tecnologia a basso costo e passiva. La capacità di ridurre la temperatura interna senza consumare energia elettrica è cruciale in un contesto di riscaldamento globale, scarsità di risorse e aumento della mortalità legata al caldo. Il meccanismo è completamente passivo: non richiede alimentazione elettrica né manutenzione sofisticata, e può adattarsi con facilità sia a nuove costruzioni che a edifici esistenti. Questo lo rende una delle soluzioni più promettenti per l’adattamento climatico urbano, soprattutto in regioni densamente popolate e vulnerabili. Prospettive future: verso una nuova edilizia climatica Il contributo della ricerca non si limita a una semplice scoperta applicativa, ma apre nuove vie alla progettazione climatica degli edifici. In un futuro prossimo, la scelta dei materiali di rivestimento potrebbe non basarsi più solo su estetica e durabilità, ma anche sulla loro risposta spettrale alla radiazione infrarossa. Anziché puntare su impianti energetici sempre più complessi, sarà possibile sfruttare la fisica naturale dell’ambiente per ottenere comfort abitativo con risorse minime. Il paradigma della sostenibilità si sposta quindi dal “consumare meno energia” al “non doverla consumare affatto”, grazie a strategie progettuali che integrano conoscenza scientifica e materiali di uso quotidiano. Conclusioni Lo studio condotto dalla Princeton University rappresenta un passo importante verso l’adozione di soluzioni edilizie più sostenibili, accessibili ed efficienti. Dimostra come l’innovazione non passi sempre attraverso l’invenzione di nuovi materiali, ma anche dalla rilettura delle proprietà di quelli già esistenti. Plastica, fluoropolimeri e altri materiali comuni potrebbero trasformarsi da semplici componenti edilizi a protagonisti della rivoluzione energetica degli edifici. Se adottati su larga scala, questi materiali termoriflettenti potrebbero ridurre drasticamente il fabbisogno energetico degli edifici, abbattere le emissioni di gas serra e contribuire a un’edilizia più resiliente, democratica e pronta ad affrontare le sfide climatiche del nostro secolo.© Riproduzione Vietata
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Certificazioni sui Masselli in PVC Riciclati per PavimentazioniCertificazioni sui Masselli in PVC Riciclati per Pavimentazionidi Marco ArezioIl massello in PVC riciclato è un prodotto che sposa pienamente il concetto di economia circolare in quanto la materia prima che lo costituisce viene dal recupero delle guaine dei cavi elettrici. Questo materiale viene selezionato, macinato e avviato all’impianto di produzione dei masselli.Un elemento costruttivo dalla forma ad incastro che permette di creare pavimentazioni portanti per il traffico veicolare senza pesare sulla bilancia della sostenibilità ambientale attraverso l’uso di risorse naturali come gli inerti o i materiali estrattivi che costituiscono il cemento. Inoltre contribuisce alla riduzione dei rifiuti plastici nell’ambiente in quanto il PVC morbido recuperato viene utilizzato al 100% nel prodotto finito. Quando si parla di prodotto riciclato bisogna ricordare che oltre ad assicurare la circolarità delle materie prime di scarto, il massello autobloccante a fine vita, rimane una materia prima importante e quindi sarà nuovamente riciclato senza creare rifiuti. Inoltre le caratteristiche tecniche del prodotto realizzato sono di notevole valenza in quanto hanno delle caratteristiche costruttive estremamente importanti nell’ottica di una pavimentazione carrabile o pedonale che altri materiali tradizionali non hanno. Per le caratteristiche tecniche e i sistemi di impiego e posa vi rimando all’articolo specifico. In questa sede trattiamo le certificazioni che il prodotto ha raggiunto attraverso tests ufficiali presso il Politecnico di Torino, l’Istituto Galileo Ferraris di Torino e il Ministero dell’Interno: Resistenza all’abrasione (norma UNI 8298/9) mediante abrasimetro Taber: • Valore medio di perdita di massa 370 mg. Mola abrasiva tipo CS10 caricata con 10N • Valore medio di perdita di massa 442 mg. Mola abrasiva tipo CS17 caricata con 10N • Valore medio di perdita di massa 472 mg. Mola abrasiva tipo H.22 caricata con 10N • Valore medio di perdita di massa 576 mg. Mola abrasiva tipo H.18 caricata con 10N Resistenza alla flessione (punti 3.1 e 3.2 del DM 3/6/68) • Valore medio di resistenza a flessione 2,17 N/mm2 Resistenza a compressione, rilevando il carico applicato in corrispondenza delle deformazioni verticali del 10% e del 20% dello spessore iniziale dei provini, nonché al verificarsi delle prime fessurazioni e del collasso: • Riduzione di spessore del 10% = (104,58KN -9 6,6KN – 80,10 KN) • Riduzione di spessore del 20% = (173,40 KN – 170,10 KN – 155,37 KN) • Carico di fessurazione = (236,40 KN – 228,12 KN – 228,12 KN) • Carico di Collasso = (303,54 KN – 295, 80 KN – 256,26 KN) Penetrazione dopo 1 minuto a 25 °C (UNI 5574/3.5) • Valore medio della penetrazione 1,08 mm.Penetrazione dopo 10 minuti a 25 °C (UNI 5574/3.5) • Valore medio della penetrazione 1,355 mm.Penetrazione dopo 30 secondi a 45 °C (UNI 5574/3.5) • Valore medio della penetrazione 1,075 mm. Scivolosità con metodo BCRA, riferimento legge n°13 D:M: 14/6/89 n° 236 per la misurazione del coefficiente di attrito dinamico, valore prescritto > 0,4: • Elemento scivolante di cuoio asciutto: 0,585 • Elemento scivolante in gomma su pavimento bagnato: 0,78 Stabilità dimensionale UNI 5574 (variazioni dimensionali %) misurate su due direzioni ortogonali dopo 6 ore a 80 °C: • Prima direzione +0,178 / -0,666 / -0,079 • Seconda Direzione -0,477 / -1,113 / -0,154 • Prima direzione +0,596 / -1,067 / 0,436 • Seconda direzione +584 / -0,499 / -0,651 Impronta residua UNI 5574- 3.7 alla temperatura di 25 °C: • Valore medio impronta residua 0,52 mm. Conduttività termica apparente UNI 7745: • Lamda 0,141 W (mK) Resistenza elettrica – Isolamento superficiale CEI 64,4 (1973) Temperatura 21 °C e umidità 30%: • Misura 1 < 2x10 (12°) Ohm • Misura 2 > 2x10 (12°) Ohm • Misura 3 < 3x10(12°) OhmResistenza elettrica – Isolamento attraverso lo spessore del materiale CEI 64.4 (1973) Temperatura 21 °C e umidità 30%: • Misura 1 < 5x11 (11°) Ohm • Misura 2 > 3x10 (11°) Ohm • Misura 3 < 3x10 (11°) Ohm Resistenza alla bruciatura di sigaretta UNI 8298/7 con effetti indotti: • Sigaretta 1: carbonizzazione e rigonfiamento 0,30 mm. medio = Tempo T0 autospegnimento / 671 / autospegnimento • Sigaretta 2: carbonizzazione e rigonfiamento 0,35 mm. medio = Tempo T0 675 / 665 / 660 • Sigaretta 3: carbonizzazione e rigonfiamento 0,37 mm. medio = Tempo T0 690 / 748 / 705 Reazione al fuoco e omologazione per la prevenzione agli incendi rilasciata dal Ministero dell’Interno: • Metodo CSE RF 2/75/A: Categoria 1 (uno) • Metodo CSE RF 2/77: Categoria 1 (uno) Sulla base dei risultati delle prove il prodotto è assegnabile alla classe di reazione al fuoco 1 (uno) Analisi sull’Eluato Allegato 3 del D.M. 22/1/1998: • Rame Cu mg/l: media prove 0,05 • Zinco Zn mg/l: media prove 3 • Piombo Pb mg/l: media prove 50Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - PVC - masselli autobloccanti - certificazioni
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Plastiche riciclate per vespai areati.Plastiche riciclate per vespai areati: quali effetti statici e dinamici si trasmettono sui vespai in plastica riciclata utilizzando miscele differenti di Marco ArezioGli antichi romani avevano già capito, nella costruzione degli edifici, l’importanza della creazione di una intercapedine areata, tra il terreno e il pavimento, al fine di evitare la risalita capillare dell’umidità e permettere un isolamento termico del piano. Il vespaio veniva costruito utilizzando muretti collegati tra loro o con anfore come base di riempimento. Con l’evoluzione delle costruzioni, il vespaio areato ha avuto molteplici usi, non solo quello di isolare dall’umidità, ma è stato possibile impiegare, nel modo migliore, lo spazio che si crea tra il terreno e il piano. Fino a pochi anni fa, prima dell’avvento della plastica nell’edilizia, la costruzione dei vespai veniva fatta attraverso i tavelloni, per le parti orizzontali, e i mattoni o blocchi in cemento per la parete verticale. Questo sistema però non garantiva totalmente l’isolamento tra un piano e l’altro. Oggi, con l’utilizzo degli elementi in plastica riciclata, si sono ampliate le possibilità d’impiego dell’intercapedine e migliorate le sue doti tecniche. Vediamo quali sono i possibili usi degli elementi di separazione in plastica riciclata: 1) La funzione classica per cui era nato è quello di creare, attraverso elementi modulari continui di plastica, una efficace separazione tra il piano abitato e il terreno di fondazione, impedendo la risalita capillare dell’umidità. Inoltre lo spazio che si viene a creare, permette agevolmente il passaggio degli impianti per le funzioni della casa. 2) L’intercapedine monolitica formata, permette l’evacuazione del gas Radon che si forma nel terreno. Questo, è un gas radioattivo, incolore e inodore, formato dal decadimento dell’uranio 238, che ha la capacità di insinuarsi nelle fessure del terreno e saturare gli scantinati o i piani a contatto con esso. Attraverso la posa degli elementi in plastica sui quali si creerà un getto di calcestruzzo continuo, si creerà una ventilazione naturale, con ingressi dell’aria a nord e uscita a sud, così da evitare i ristagni del gas. 3) La creazione di tetti ventilati, specialmente per quelli orizzontali, permette una naturale regolazione degli sbalzi termici che aiutano, insieme ad un corretto isolamento, la vivibilità degli ambienti sottostanti e il risparmio energetico. 4) Gli elementi in plastica di altezze ridotte, specialmente quelli di 5 cm., aiutano ad un corretto isolamento acustico, insieme a tappetini smorzanti, in quanto l’aria ferma all’interno delle celle, aiuta lo smorzamento delle onde sonore. 5) Un’altra funzione è quella di poter creare giardini pensili con la caratteristica di poter isolare il manto impermeabilizzante dalle radici delle piante. È noto infatti che la maggior parte dei difetti dei giardini pensili riguarda la percolazione dell’acqua meteorica, in quanto l’azione delle radici, apre varchi nei manti bituminosi impermeabili, con il possibile passaggio di acqua. Gli elementi in plastica sono estremamente resistenti all’azione di perforazione delle piante. Sicuramente ci sono molte altre funzioni che il vespaio in plastica può assolvere ma, elencando le più comuni, ho cercato di dare un’idea del suo utilizzo. Una volta deciso quale utilizzo si deve fare degli elementi separatori, è importante capire come vengono prodotti per poter scegliere gli elementi che siano idonei al nostro lavoro. Le caratteristiche principali che si chiedono ad un insieme di elementi che costituiranno la struttura portante per il nostro getto in calcestruzzo nell’estradosso sono: Flessibilità dell’elemento Resistenza a compressione verticale Resistenza alla flessione delle cupole Mantenimento dimensionale dei singoli pezzi dopo lo stampaggio per poter essere assemblati senza fatica dagli operatori e senza lasciare vuoti Assenza di fragilità durante la movimentazione Spessori corretti in funzione della materia prima utilizzata Indeformabilità sotto l’effetto del peso del calcestruzzo fresco Pedonabilità minima dell’elemento espressa nella capacità di sostenere l’addetto al getto del solaio, che non deve essere inferiore a 150 Kg. calcolata su una superficie di cm.8 x cm.8. Queste caratteristiche, fermo restando una corretta progettazione dello stampo e dell’elemento stesso, si raggiungono con una giusta scelta delle materie prime riciclate, che potranno aumentare o diminuire determinate caratteristiche. Il materiale più comunemente usato appartiene alla famiglia del polipropilene, in particolare un compound misto tra PP e PE che permette discrete performance meccaniche e un costo produttivo contenuto. In alcuni casi si produce l’elemento in HDPE, che attribuisce agli elementi migliori prestazioni tecniche a fronte di costi produttivi più alti. La ricetta di PP+PE impiegata ha delle limitazioni tecniche da tenere presente: 1) Il compound in PP+PE normalmente proviene dai componenti della raccolta differenziata, che è costituita da scarti di polipropilene rigidi e da scarti flessibili di polietilene a bassa densità. I due elementi sono di difficile manipolazione dal punto di vista termico, in fase di stampaggio, con il rischio di degradazione del materiale e la formazione di gas all’interno dell’elemento stampato. Questi micro fori possono creare un indebolimento dell’elemento. 2) Il compound ottenuto ha, in generale, delle buone caratteristiche meccaniche verticali, in particolare per quanto riguarda la resistenza a compressione, ma, di contro, ha una limitata resistenza alla flessione e alla torsione. La conoscenza dei limiti tecnici di questo compound permette normalmente la risoluzione di questi minus con un’appropriata progettazione delle fasce di rinforzo attraverso il posizionamento di setti reticolari, nei punti più soggetti alle possibili rotture. 3) La ricerca di un’economicità esasperata potrebbe indurre i produttori a ridurre il polipropilene all’interno della miscela a vantaggio dell’LDPE, creando situazioni di debolezza strutturale che dovrebbero essere compensate con l’aggiunta di HDPE e/o cariche minerali. Lo studio di ricette così complesse è sicuramente sconsigliato nella produzione di elementi sui quali si deve camminare in sicurezza, al fine di evitare incidenti, in quanto richiedono una competenza tecnica elevata e il controllo dell’input in entrata attraverso analisi di laboratorio frequenti. In alcuni casi si utilizza una miscela di HDPE che può essere composta da granulo derivante dalla lavorazione dei tappi del settore delle bevande o con compound misti con tappi e flaconi dei detersivi. Secondo i dati raccolti possiamo indicare alcune differenze: 1) La produzione dei vespai in plastica riciclata utilizzando granuli che provengono dai tappi in HDPE comporta di dover lavorare una materia prima che ha una fluidità sicuramente più bassa rispetto al compound in PP+PE, normalmente 1,5-2 a 2,16 Kg./190° contro un MFI 5-6 a 2,16 Kg./230°. Questo significa che bisogna tener presente anche la dimensione della pressa da utilizzare in quanto il polimero in HDPE è sicuramente meno fluido. Le caratteristiche meccaniche di questo compound si possono riassumere in una buona resistenza a compressione e un’eccellente resistenza a flessione e torsione degli elementi stampati. C’è però da tener presente un fattore importante che potrebbe influenzare la scelta di questo polimero. In presenza di superfici di posa molto estese e in corrispondenza di picchi di temperature molto elevate, c’è da considerare che l’elemento in HDPE, agganciato in modo continuativo con altri moduli, all’interno del reticolo delle travi, potrebbe subire una deformazione importante dato dalla reazione al calore del sole. Il problema si può risolvere, in fase di granulazione, aggiungendo una percentuale di carica minerale che sterilizza le reazioni espansive dell’HDPE. 2) Ci sono casi in cui la resistenza del modulo sia un elemento fondamentale e, in presenza di spessori sottili delle pareti del prodotto, si può optare ad un mix formato dalla granulazione di tappi e flaconi in HDPE o dei soli flaconi. La riduzione della fluidità dell’impasto porta un aumento delle performance meccaniche degli elementi a parità di caratteristiche fisiche dell’elemento, con valori di fluidità che vanno da 0,3 a 1 a 2,16 Kg./190°.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - vespaio in plastica - PP - edilizia
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Cappotti Termici Anti-Fuoco per i Grattacieli: Guida alla Sicurezza e all'InnovazioneMateriali Autoestinguenti (Anche Riciclati) e Tecniche Costruttive Avanzate per la Protezione Antincendio dei Grattacieli di Marco ArezioIl cappotto termico sui grattacieli non solo migliora l'efficienza energetica dell'edificio ma gioca un ruolo cruciale nella protezione contro il fuoco, mitigando l'effetto camino, in determinate condizioni applicative e qualitative degli isolanti, che può accelerare la propagazione delle fiamme. Data la crescente altezza e complessità delle strutture urbane moderne, la sicurezza antincendio è diventata una priorità assoluta. Questo articolo esplora come costruire un cappotto termico efficace e sicuro, con un focus particolare sui materiali autoestinguenti e sulle tecniche costruttive avanzate. L'Effetto Camino in Caso di Incendio nei Grattacieli L'effetto camino si verifica quando l'aria calda sale rapidamente all'interno di un edificio, creando un flusso ascendente che aspira aria fresca dalle aperture inferiori. Nei grattacieli, questo fenomeno può accelerare drammaticamente la diffusione del fuoco, spingendolo verso i piani superiori a una velocità allarmante. Materiali Isolanti e Rischio Incendio Ma i materiali isolanti esterni possono anche contribuire significativamente all'effetto camino se non sono adeguatamente selezionati e applicati. Materiali altamente infiammabili non solo alimentano il fuoco ma possono anche generare fumi tossici, mettendo a rischio la sicurezza degli occupanti. Materiali Isolanti AutoestinguentiDefinizione e Importanza dell'AutoestinguenzaUn materiale isolante è considerato autoestinguente quando è capace di fermare la propagazione delle fiamme senza l'intervento esterno. Questa caratteristica è cruciale nei grattacieli, dove l'accesso ai piani superiori per le operazioni di spegnimento potrebbe essere difficoltoso. L'autoestinguenza si misura attraverso standard specifici che valutano la capacità di un materiale di estinguersi entro un tempo definito dopo l'ignizione. Panoramica sui Materiali Isolanti Comuni e la Loro Reazione al Fuoco I materiali isolanti più comuni includono polistirene (EPS e XPS), poliuretano, lana di roccia, e fibra di vetro. Ognuno presenta caratteristiche uniche in termini di resistenza al fuoco: Polistirene (EPS e XPS): Pur offrendo buone prestazioni termiche, richiede additivi ritardanti di fiamma per migliorare la sicurezza antincendio. Poliuretano: Ha un'eccellente resistenza termica ma può degradarsi rapidamente in presenza di fuoco se non trattato adeguatamente. Lana di roccia: Naturalmente resistente al fuoco, non contribuisce alla propagazione delle fiamme ed è spesso utilizzata in applicazioni che richiedono un'alta resistenza al fuoco. Fibra di vetro: Similmente alla lana di roccia, offre buone prestazioni in termini di resistenza al fuoco. Criteri per la Scelta di un Isolante Termico Autoestinguente Quando si seleziona un isolante termico per i grattacieli, è fondamentale considerare: La classificazione di reazione al fuoco: Preferire materiali classificati come A1 o A2, secondo le norme europee, che indicano nessuna o limitata contribuzione al fuoco. Densità e spessore: Fattori che influenzano la capacità di isolamento e la resistenza al fuoco del materiale. Durabilità e stabilità chimica: La capacità del materiale di mantenere le sue proprietà nel tempo, anche in condizioni avverse. Isolanti Termici Prodotti con Materiali Riciclati Recentemente, l'attenzione si è spostata verso materiali isolanti sostenibili prodotti con materiali riciclati, che non solo offrono una buona resistenza termica ma sono anche più ecologici. Alcuni esempi includono: Isolanti a base di cellulosa: Prodotti principalmente da carta riciclata, trattati con boro per conferire proprietà ignifughe. Pannelli di lana riciclata: Utilizzano scarti di tessuto e lana per creare pannelli isolanti con buone proprietà di resistenza al fuoco. Polistirolo riciclato: Benché il polistirene sia meno desiderabile dal punto di vista della resistenza al fuoco, le versioni riciclate trattate con additivi ritardanti di fiamma possono rappresentare un'opzione economica e relativamente sicura. Migliori Isolanti Termici in Relazione al Fuoco Approfondiremo ora gli isolanti termici, concentrandoci sulla loro efficacia in relazione al fuoco, per identificare i materiali più sicuri e performanti per l'uso nei grattacieli. Analisi Comparativa dei Materiali Isolanti Per comprendere quale isolante termico offre le migliori prestazioni in caso di incendio, è fondamentale considerare diversi fattori, tra cui la resistenza al fuoco, la capacità di isolamento termico, e le emissioni in caso di combustione. Ecco una breve panoramica: Lana di roccia: Eccelle nella resistenza al fuoco grazie alla sua composizione minerale. Non brucia ed è capace di resistere a temperature superiori ai 1000°C. Offre anche un'ottima isolazione termica e acustica. Fibra di vetro: Simile alla lana di roccia per prestazioni antincendio e isolamento termico, ma può essere meno confortevole da maneggiare a causa delle fibre fini che possono irritare la pelle e le vie respiratorie. Poliuretano trattato: Con l'aggiunta di ritardanti di fiamma, il poliuretano espanso può raggiungere una buona resistenza al fuoco, ma rimane inferiore alla lana di roccia e alla fibra di vetro in termini di performance antincendio. Polistirene (EPS e XPS): Anche se trattati con ritardanti di fiamma, tendono a essere meno performanti in caso di incendio rispetto agli altri materiali menzionati. Dati Tecnici: Reazione al Fuoco, Limiti di Temperatura, Emissioni Tossiche La selezione dei materiali isolanti per i grattacieli deve tenere conto non solo della loro capacità di isolamento termico ma anche della loro reazione al fuoco. Materiali come la lana di roccia e la fibra di vetro non contribuiscono alla propagazione delle fiamme e resistono a temperature estremamente alte senza emettere sostanze tossiche. Al contrario, materiali a base di polimero, anche se trattati con ritardanti di fiamma, possono degradarsi e rilasciare gas tossici a temperature elevate. Emissioni Tossiche dei Materiali Isolanti in Combustione Descrizione dei Fumi Tossici Quando i materiali isolanti bruciano, possono rilasciare una varietà di fumi tossici e gas pericolosi. La composizione e la quantità di queste emissioni variano a seconda del tipo di materiale coinvolto nella combustione. I fumi possono includere monossido di carbonio (CO), diossine, acido cloridrico (HCl), cianuro di idrogeno (HCN), oltre a particolato fine che può trasportare sostanze tossiche più profondamente nel sistema respiratorio. Composizione dei Fumi e Materiali Responsabili Polistirene (EPS e XPS): In caso di incendio, il polistirene può rilasciare monossido di carbonio e benzene, un idrocarburo aromatico noto per le sue proprietà cancerogene. Poliuretano: La combustione del poliuretano può produrre cianuro di idrogeno, un gas estremamente velenoso, oltre a monossido di carbonio e diossido di carbonio (CO2). PVC e altri materiali plastici con cloro: La combustione di isolanti contenenti PVC può generare acido cloridrico, diossine e furani, sostanze altamente tossiche e persistenti nell'ambiente. Impatti sulla Salute Umana L'esposizione ai fumi tossici può avere gravi conseguenze per la salute, includendo: Irritazioni: Gli occhi, la pelle e le vie respiratorie possono subire irritazioni acute a causa dell'esposizione ai gas acidi come l'acido cloridrico. Avvelenamento da monossido di carbonio: Il monossido di carbonio, inalato in quantità sufficienti, può essere fatale poiché impedisce il trasporto dell'ossigeno nel sangue. Effetti a lungo termine: L'esposizione a diossine e altri composti organici persistenti può avere effetti cancerogeni o danneggiare il sistema immunitario a lungo termine. Misure di Mitigazione Per ridurre il rischio associato alle emissioni tossiche, è essenziale: Scegliere materiali con basso potenziale di emissione tossica: Preferire materiali isolanti che, in caso di incendio, rilascino meno sostanze pericolose. Sistemi di evacuazione fumi e gas: Implementare sistemi di sicurezza atti a ridurre la concentrazione di fumi tossici negli ambienti interni. Normative e test rigorosi: Assicurare che tutti i materiali isolanti siano sottoposti a test rigorosi per valutare il loro comportamento in caso di incendio e le emissioni potenzialmente tossiche. Tecniche Costruttive dei Cappotti Termici Anti-Fuoco La progettazione e l'installazione di cappotti termici anti-fuoco richiedono attenzione e precisione per garantire che l'edificio sia protetto efficacemente contro la propagazione del fuoco. Principi di Design a Prova di Fuoco I principi fondamentali nel design di cappotti termici a prova di fuoco includono: Integrità strutturale: Assicurare che i materiali isolanti siano applicati in modo da non compromettere l'integrità strutturale dell'edificio in caso di incendio. Barriere al fuoco: Installazione di barriere al fuoco in punti critici per prevenire la diffusione delle fiamme attraverso il cappotto termico. Ventilazione: Progettare sistemi di ventilazione che impediscono l'effetto camino, limitando la quantità di ossigeno disponibile per alimentare un incendio. Metodi di Applicazione e Integrazione con la Struttura Esistente L'applicazione di cappotti termici anti-fuoco richiede tecniche specifiche per garantire che siano ben integrati con la struttura esistente: Fissaggio meccanico: Utilizzo di sistemi di fissaggio che non compromettono la resistenza al fuoco dei materiali isolanti. Sigillature resistenti al fuoco: Impiego di sigillanti e schiume resistenti al fuoco per chiudere qualsiasi apertura o giunto, impedendo la penetrazione delle fiamme. Monitoraggio e manutenzione: Implementazione di un programma di monitoraggio e manutenzione per assicurare l'integrità del cappotto termico nel tempo. Propagazione del Fuoco e Dati Tecnici La comprensione dei meccanismi di propagazione del fuoco è essenziale per progettare sistemi di isolamento efficaci. Il fuoco può propagarsi in verticale attraverso l'effetto camino, ma anche in orizzontale, attraverso la conduzione termica dei materiali. La scelta dei materiali e delle tecniche costruttive deve essere guidata da dati tecnici solidi su come diversi materiali reagiscono al calore e al fuoco, nonché sulle loro proprietà di isolamento termico. Casi di Studio: Incendi Catastrofici nei Grattacieli Analizziamo più dettagliatamente alcuni dei più significativi incendi di grattacieli, esaminando le cause, le dinamiche di propagazione del fuoco, e le lezioni apprese in termini di sicurezza antincendio e scelta dei materiali. Grenfell Tower, Londra, 2017 Cosa è accaduto: Nelle prime ore del 14 giugno 2017, un incendio iniziato in un appartamento al quarto piano della Grenfell Tower si è rapidamente diffuso all'intero edificio, causando 72 vittime. Causa principale: La rapida propagazione del fuoco all'esterno dell'edificio è stata facilitata dal rivestimento in polietilene (PE) e dai pannelli isolanti in poliuretano, entrambi altamente infiammabili. Lezioni apprese: L'incidente ha sottolineato la cruciale importanza di utilizzare materiali di rivestimento e isolamento che rispettino elevati standard di resistenza al fuoco. Ha inoltre evidenziato la necessità di revisioni normative e controlli più rigorosi sulle procedure di sicurezza antincendio in edifici residenziali alti. Torre Plasco, Teheran, 2017 Cosa è accaduto: Il 19 gennaio 2017, un incendio scoppiato nei piani superiori della Torre Plasco, un edificio di 17 piani, ha portato al crollo completo della struttura, causando la morte di 22 vigili del fuoco. Causa principale: La mancanza di adeguate misure di sicurezza antincendio e la presenza di materiali infiammabili all'interno dell'edificio hanno contribuito al crollo. Lezioni apprese: Questo disastro ha evidenziato l'importanza di adeguati sistemi di prevenzione incendi e di strutture costruite per resistere a lunghi periodi di esposizione al fuoco, evitando così crolli catastrofici. Hotel Address Downtown, Dubai, 2015 Cosa è accaduto: Il 31 dicembre 2015, un incendio ha avvolto l'Hotel Address Downtown di Dubai, danneggiando gravemente l'edificio ma senza causare vittime. Causa principale: Analogamente alla Grenfell Tower, il fuoco si è diffuso rapidamente a causa del materiale utilizzato per il rivestimento esterno dell'edificio, che includeva componenti infiammabili. Lezioni apprese: L'incendio ha messo in luce la necessità di revisionare gli standard di sicurezza per i materiali di rivestimento usati negli edifici alti, spingendo Dubai a modificare le sue normative edilizie per richiedere materiali con maggiore resistenza al fuoco.Letteratura Tecnica"La sicurezza antincendio negli edifici" - Questo tipo di pubblicazione spesso esplora le normative, i materiali e le strategie di progettazione per prevenire e combattere gli incendi in strutture di varie dimensioni, inclusi potenzialmente i grattacieli. "Materiali per l'architettura sostenibile: Prestazioni, sostenibilità, riciclo" di Valentina Serra - Sebbene il focus sia sull'architettura sostenibile in generale, il libro può offrire informazioni preziose sui materiali isolanti innovativi e sostenibili, alcuni dei quali con buone proprietà di resistenza al fuoco. "Tecnologia dei sistemi edilizi: Progettazione e costruzione" - Libri con questo titolo tendono a coprire un ampio spettro di tecnologie edilizie, inclusi i sistemi di isolamento termico. Possono fornire informazioni tecniche utili sulla selezione e l'applicazione di materiali isolanti nei grattacieli. "Manuale dell'ingegnere civile e ambientale" - Sebbene non focalizzato esclusivamente sull'isolamento termico o sulla sicurezza antincendio, un manuale così completo può contenere capitoli o sezioni dedicate alla progettazione antincendio e ai materiali isolanti utilizzati in edilizia.
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Cemento Armato: Quali i Vantaggi delle Armature Polimeriche anziché in AcciaioCemento Armato: Quali i Vantaggi delle Armature Polimeriche anziché in Acciaiodi Marco ArezioDa che conosciamo la storia del cemento armato, le cui origini, verso la fine del XIX° secolo, non sono facilmente attribuibili, possiamo dire che il matrimonio tra calcestruzzo e acciaio sia stato inossidabile.La nascita di questa unione si può far risalire ad una serie di personaggi che sperimentarono la combinazione tra la malta cementizia e il ferro in diverse occasioni. Possiamo citare William Wilkinson, Inglese, che nel 1854 depositò un brevetto per la costruzione di tetti e pareti antifuoco realizzate in cemento armato, mentre nel 1855, durante l’esposizione universale di Parigi l’avvocato Francese J.L. Lambot presentò un modello di imbarcazione in metallo ricoperta da uno strato di cemento. Per citare poi l’Italiano C. Gabellini che nel 1890 iniziò la costruzione di scafi navali in cemento armato ma, se guardiamo al mondo delle costruzioni al quale si associa normalmente il cemento armato, risulta che la prima soletta per un edificio sia stata progettata e costruita nel 1879 ad opera dell’Ingegnere Francese Francois Hennebique. Molti altri ne sono seguiti, portando al centro dei lavori e delle applicazioni il connubio tra cemento (calcestruzzo) e armature in acciaio, fino ad una larghissima diffusione in tutte le opere strutturali dei giorni nostri. Con l’avanzare della ricerca e delle conoscenze su materiali strutturali alternativi, si è scoperto che l’utilizzo di alcuni polimeri compositi potessero migliorare le prestazioni e la durabilità delle strutture portanti in cemento armato, proprio alla luce dei fatti recenti in cui si sono viste strutture collassare per l’usura dei materiali che le compongono. In questa esplorazione ci accompagna l’Ing. Casadei Paolo, che ci illustra le recenti scoperte circa l’impiego di armature in materiali compositi rinforzati (GFRP) in sostituzione delle comuni barre d’armatura in acciaio.Sono drammaticamente sotto gli occhi di tutti i problemi delle infrastrutture Italiane, figlie di una progettazione e realizzazione che risale al primo dopoguerra e di una scarsa conoscenza circa i fenomeni di degrado e di durabilità. Oggi, grazie all’innovazione tecnologica e alla ricerca, possono finalmente aprirsi scenari alternativi. Sireg Geotech sta lavorando da tempo e con lungimiranza, a un’importante novità che avrà impatto strategico sul settore dell’edilizia e delle infrastrutture garantendo la durabilità necessaria alle infrastrutture italiane e permettendo finalmente al calcestruzzo di essere applicato con successo anche in ambienti particolarmente aggressivi e soggetti a costante degrado. Lo stato dell’arte delle infrastrutture italiane Il crollo di diverse infrastrutture, fra cui quello del ponte in Lunigiana fino all’eclatante e catastrofico collasso del ponte Morandi a Genova, hanno dimostrato come non si possa più trascurare un’analisi attenta delle nostre infrastrutture datate sia dal punto di vista del degrado dei materiali con i quali sono state realizzate, sia anche dal semplice punto di vista dei carichi iniziali per i quali erano state progettate, per finire con il tema delle pessime condizioni di manutenzione. Il piano di ispezioni massiccio attualmente in corso è sicuramente un primo passo che ci permetterà di valutare attentamente la sicurezza del nostro patrimonio infrastrutturale, intervenendo poi sulle strutture esistenti in modo preciso e mirato, ma lascia ancora aperto un punto di domanda circa il nostro futuro: Continueremo a costruire come abbiamo sempre fatto oppure, nell’ottica della sostenibilità, durabilità e riduzione dei costi associati alla manutenzione, valuteremo nuovi materiali più durevoli e con minore impatto ambientale? Rispondere a questa domanda diventa oggi cruciale per un investimento efficace nelle nostre infrastrutture, siano esse grandi opere o opere di minore entità, ma comunque strategiche per lo sviluppo economico del nostro Paese. Scenari futuri di rinnovamento infrastrutturale sostenibile con barre in GFRP In questa direzione si colloca l’impiego di barre in materiale composito fibrorinforzato FRP (Fiber Reinforced Polymer) in sostituzione del tondino in acciaio per la realizzazione di elementi strutturali in calcestruzzo armato. Questa tipologia di barre è realizzata con fibre di varia natura, fra le quali il vetro e il carbonio sono sicuramente i materiali più impiegati, con il vetro che svolge senza ombra di dubbio il ruolo dominante grazie a una serie di caratteristiche chimico-meccaniche che, in relazione ai costi, lo rendono ad oggi la soluzione più adottata per questo tipo di applicazioni. La diffusione delle barre in GFRP è favorita in primis dalla proprietà fondamentale di questi materiali, ovvero la loro indiscussa maggiore durabilità dovuta al fatto di non essere in alcun modo suscettibili ai fenomeni di corrosione. Questo fa sì che risultino particolarmente indicati in tutte le applicazioni dove l’opera o l’elemento strutturale risulta particolarmente soggetto a fenomeni di corrosione. Basti pensare ad esempio agli impalcati da ponte che durante il periodo invernale sono particolarmente esposti ai cloruri adottati per prevenire il formarsi di gelo sul manto stradale, ai canali per lo scolo delle acque oppure alle banchine e ai pontili in riva al mare o, ancora, a qualsiasi manufatto in cemento armato in ambito industriale esposto ad ambienti particolarmente aggressivi. Recenti studi hanno evidenziato che la vita utile di una struttura armata con questa nuova tecnologia può arrivare fino a 100 anni senza alcun accorgimento particolare rispetto alla natura del calcestruzzo o di altri particolari costruttivi, necessari invece nel caso delle strutture in cemento armato tradizionalmente rinforzate con tondini in acciaio. Esistono però diverse altre proprietà di questi materiali che vanno certamente menzionate nel raffronto con l’acciaio per poter realizzare opportune scelte progettuali. I tondini in GFRP sono amagnetici e non sono conduttori di calore, pertanto trovano una congeniale applicazione in tutti i manufatti esposti a correnti vaganti, risolvendo il problema della corrosione tipica delle armature in acciaio di fatto incompatibili con questo tipo di applicazioni. Basti pensare, ad esempio, a tutte le infrastrutture legate al settore ferroviario o dei varchi autostradali con sistemi di riconoscimento elettronico. Un altro non trascurabile vantaggio nell’impiego di armature in GFRP è la facilità e rapidità nella posa in opera grazie al loro peso ridotto, circa un quarto rispetto a quello dell’acciaio. Tale indiscussa leggerezza rende il prodotto particolarmente agevole nella sua movimentazione a terra, tanto che diversi studi hanno dimostrato risparmi di tempo fino al 40-50% rispetto alla posa di un’equivalente armatura in acciaio. Quali parametri da tenere sott’occhio nella progettazione e cantierizzazione di questi materiali A fianco di tutti questi aspetti che hanno reso la tecnologia particolarmente attraente a seconda dei diversi impieghi, vanno sicuramente messi in evidenza una serie di altri aspetti che richiedono attenzione per coloro che si vogliono affacciare alla progettazione. Innanzitutto è bene sottolineare che le barre in GFRP per impieghi strutturali sono prodotte secondo la tecnica della pultrusione impiegando fibra di vetro E-CR - nota per le sue caratteristiche meccaniche e di durabilità migliorate rispetto al tradizionale E-glass - e una matrice resinosa di natura vinilestere ovvero termoindurente. Questo significa che una volta indurita non può più essere modellata ossia che il processo con il quale le barre vengono lavorate per realizzare staffe e/o parti piegate deve essere eseguito in fase di produzione della barra stessa e non in tempi successivi, come invece accade abitualmente con l’acciaio da costruzione. Ancora, i raggi di curvatura delle barre non sono gli stessi comunemente noti per i tondini in acciaio, ma hanno dimensioni leggermente più grandi per cercare di ridurre al massimo l’impatto negativo della piegatura sulle caratteristiche meccaniche della parte piegata rispetto alla parte rettilinea della barra stessa, nonché per motivi produttivi industriali che vedono in tale processo uno dei principali ostacoli. Nella tabella sotto sono indicate le caratteristiche meccaniche delle barre Glasspree® di Sireg Geotech in fibra di vetro e resina vinilestere. Osservando la tabella si può notare come le caratteristiche meccaniche delle barre varino al variare del diametro, con i diametri più piccoli aventi caratteristiche meccaniche superiori rispetto ai diametri più grandi e, in generale, con prestazioni meccaniche a trazione decisamente superiori a quelle di un tradizionale tondino ad aderenza migliorata in acciaio. Se da un lato la resistenza a trazione può indurre in prestazioni meccaniche superiori, dall’altro il modulo elastico risulta circa un quarto rispetto a quello dell’acciaio, pari a 46Gpa in questo specifico caso. Questo significa quindi che se, da un lato, in una verifica allo stato limite ultimo ci si potrebbe aspettare di poter realizzare una sezione equivalente con diametri inferiori o minor quantità di materiale, dall’altro nelle verifiche agli stati limite di esercizio ci si ritroverà spesso a dover adottare più materiale a seguito del minore modulo elastico. Nel merito poi delle verifiche a taglio, per le ragioni sopra esposte, la parte piegata di una barra non resiste come la parte rettilinea, al punto che in tabella si evince come una barra piegata di 90° perda circa il 60% della resistenza dichiarata della parte rettilinea. Quest’ultimo aspetto è assolutamente fondamentale e da tenere presente quando si affronta la progettazione di armature a taglio o che richiedono la presenza di ferri piegati. Risulta quindi fondamentale, nel momento in cui si approccia una progettazione con questi materiali, fare riferimento a schede tecniche nelle quali tali parametri siano messi chiaramente in evidenza, insieme allo standard rispetto al quale tali valori sono stati ottenuti. In ambito europeo, lo standard di riferimento è la norma ISO 10406-1 e altri standard internazionali comunemente riconosciuti. In USA e Canada impiego e normative un passo avanti Negli Stati Uniti e in Canada l’impiego di questi materiali vede oggi un incremento sempre crescente sicuramente grazie al grande impulso favorito da uno sviluppo del quadro normativo e degli standard di qualifica che ne ha permesso una rapida implementazione. Fino a vent’anni fa, nei laboratori universitari si studiava l’impiego di questi materiali solo per applicazioni pilota, mentre oggi siamo spettatori di un graduale, ma sempre più diffuso impiego, prevalentemente in ambito infrastrutturale con opere permanenti come ponti, canali e altre in diversi settori. Il successo di questa tecnologia sui mercati americano e canadese è sicuramente stato favorito dal rapido ma pur sempre attento e graduale sviluppo dei documenti quali l’ACI 440.1R-15 “Guide for the Design and Construction of Structural Concrete Reinforced with Fiber-Reinforced Polymer (FRP) Bars” dell’American Concrete Institute e l’”AASHTO LRFD Bridge Design Guide Specifications for GFRP-Reinforced Concrete” dell’American Association of State Highway and Transportation Officials che rappresentano oggi gli standard più aggiornati per la progettazione di elementi in cemento armato rinforzati con barre in fibra di vetro. Situazione normativa in Italia e in Europa Nel vecchio continente e in particolar modo in Italia il quadro normativo presenta una situazione che richiede un rapido ammodernamento e allineamento agli standard progettuali vigenti ovvero le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) 2018. Il documento di riferimento è il CNR-DT 203-2006 pubblicato oramai più di 15 anni fa e quindi figlio del Decreto Ministeriale 9 gennaio 1996 e di studi oramai estremamente conservativi e datati. Tuttavia uno degli aspetti che ha maggiormente frenato e tutt’ora frena lo sviluppo di questa tecnologia tanto promettente è certamente l’assenza di un quadro normativo per rispondere ai requisiti del capitolo 11 delle NTC 2018, per il quale tutti i materiali da costruzione per uso strutturale devono essere marcati CE o dotati di certificazione nazionale che ne permetta di definirne le caratteristiche essenziali e possa garantirne nel tempo la costanza delle prestazioni.Categoria: notizie - tecnica - plastica - armature polimeriche - calcestruzzo - edilizia
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Come le resine furaniche stanno rivoluzionando il calcestruzzo: resistenza chimica e durabilità nell’edilizia del futuroDalla chimica agricola all’innovazione dei cantieri: le resine furaniche si integrano nei calcestruzzi e nelle malte per creare strutture più resistentidi Marco ArezioIn un panorama edilizio sempre più esigente, dove le costruzioni devono affrontare condizioni ambientali estreme, contaminazioni chimiche e sfide di sostenibilità, l’adozione di materiali innovativi è diventata una necessità. Tra le soluzioni emergenti, le resine furaniche si stanno facendo strada nel mondo del calcestruzzo e delle malte speciali, offrendo proprietà che vanno ben oltre le performance dei tradizionali leganti cementizi. Queste resine, che affondano le loro radici nella chimica organica di derivazione agricola, non sono una novità nel settore industriale, dove da tempo vengono impiegate per la loro resistenza chimica. Ma è nel campo dell’edilizia che stanno ora dimostrando tutto il loro potenziale, diventando protagoniste in quelle situazioni dove il calcestruzzo ordinario semplicemente non basta. Una panoramica chimica: cosa sono le resine furaniche? Per comprendere a fondo il valore tecnico delle resine furaniche, è necessario fare un passo indietro e guardare alla loro struttura molecolare. Le resine furaniche derivano principalmente da un composto chiamato furfurale, ottenuto tramite idrolisi e successiva distillazione di biomasse lignocellulosiche (come tutoli di mais, crusca o gusci di avena), ovvero da scarti vegetali contenenti pentosani. A livello chimico, le molecole che formano queste resine sono strutture aromatiche a cinque atomi contenenti un atomo di ossigeno: si tratta del cosiddetto anello furano. Questo anello è stabile, rigido e fortemente resistente agli attacchi chimici. Quando il furfurale viene polimerizzato – ad esempio tramite acidi forti o calore – si ottiene una catena tridimensionale di furaniche reticolate, ovvero un reticolo di molecole che crea una rete resistente, termostabile e chimicamente inerte. La polimerizzazione può essere autoindotta (tramite calore) oppure catalizzata da acidi o sali metallici, a seconda delle applicazioni. Le caratteristiche principali che ne derivano sono: - Alta resistenza a solventi, acidi e basi- Stabilità termica fino a 150-180 °C in modo continuo (anche oltre in brevi periodi)- Bassa permeabilità a liquidi e gas- Comportamento termoplastico durante la lavorazione iniziale e termoindurente dopo la reticolazioneQuesta particolare configurazione rende le resine furaniche tra i materiali termoindurenti più stabili disponibili sul mercato, e le colloca tra i candidati ideali per applicazioni in ambienti chimicamente ostili o sottoposti a forti sollecitazioni meccaniche. Un legame chimico che cambia le regole del gioco L’integrazione delle resine furaniche nel calcestruzzo trasforma la struttura del materiale a livello microscopico. Non si tratta di un semplice additivo, ma di un legante secondario che si distribuisce nella matrice cementizia e ne modifica profondamente le caratteristiche. Il risultato? Un calcestruzzo che resiste molto meglio agli attacchi chimici, alla penetrazione dell’umidità e ai cicli di degrado fisico. In particolare, la loro struttura molecolare impedisce la diffusione di agenti aggressivi come acidi, basi, sali e solventi organici all’interno del materiale. Ciò si traduce in una drastica riduzione della porosità e quindi della permeabilità, con effetti molto positivi anche sulla protezione delle armature in acciaio, spesso vittime di corrosione nei contesti industriali o marini. Più durevole, più stabile, meno fragile A differenza del calcestruzzo tradizionale, che può essere soggetto a fenomeni di fessurazione precoce, carbonatazione o degrado da gelo-disgelo, quello additivato con resine furaniche offre una durabilità superiore. Le sue proprietà meccaniche risultano potenziate: resiste meglio alla compressione, alla flessione e ai carichi dinamici. Anche in presenza di ambienti umidi o aggressivi, come nelle stazioni di trattamento delle acque reflue o nelle industrie chimiche, questo tipo di materiale mantiene la sua integrità per molti decenni. La stabilità termica è un ulteriore vantaggio: le resine furaniche non degradano facilmente alle alte temperature, permettendo l’utilizzo del calcestruzzo anche in ambienti dove il calore è un fattore strutturale critico, come centrali elettriche o impianti industriali a ciclo continuo. L’impasto: un equilibrio tra chimica e tecnica Realizzare un calcestruzzo con resine furaniche richiede competenze specifiche. Le ricette di impasto devono essere calibrate con precisione: il dosaggio della resina, il rapporto acqua/cemento, la scelta degli aggregati e l’eventuale utilizzo di additivi plastificanti o acceleranti sono tutti fattori che influenzano le prestazioni finali del materiale. Le resine vengono generalmente miscelate nella fase liquida, in impianti dotati di adeguati sistemi di omogeneizzazione. La lavorabilità dell’impasto può risultare più densa e viscosa rispetto ai calcestruzzi convenzionali, ma può essere ottimizzata con plastificanti selezionati. Il tempo di presa è relativamente rapido, un vantaggio nei cantieri dove la velocità di messa in opera è fondamentale, ma impone anche un’organizzazione precisa nella posa. La posa e le buone pratiche in cantiere La fase di posa del calcestruzzo furanico richiede attenzione, soprattutto per garantire la corretta distribuzione del materiale e la compattezza finale. È fondamentale lavorare in condizioni ambientali controllate, evitando temperature troppo basse (che rallentano la polimerizzazione) o troppo alte (che la accelerano troppo rapidamente). Anche la stagionatura deve essere gestita con cura: spesso si utilizzano sistemi di copertura o nebulizzazione per impedire l’evaporazione dell’acqua e garantire un indurimento uniforme. Il vantaggio più tangibile si vede nel tempo: la superficie trattata non presenta fessurazioni, resiste all’aggressione degli agenti esterni e mantiene inalterate le sue caratteristiche anche dopo anni di esercizio. Applicazioni reali e scenari futuri Le applicazioni del calcestruzzo con resine furaniche sono molteplici. Viene impiegato in: - Impianti chimici e petrolchimici, dove le superfici sono a contatto continuo con sostanze corrosive- Gallerie e opere sotterranee, che necessitano di una protezione efficace contro umidità e gas aggressivi- Strutture portuali, come moli e banchine, esposte all’azione del sale e alla costante umidità marina- Centrali di trattamento acque e fognature, dove i materiali sono sottoposti a cicli continui di aggressione biologica e chimicaMa il futuro delle resine furaniche non si ferma qui. Con l’avvento di una nuova edilizia circolare e sostenibile, queste resine – essendo di origine bio-based – si prestano a entrare a pieno titolo nei materiali costruttivi di nuova generazione, affiancando le esigenze tecniche a quelle ambientali. Una tecnologia silenziosa ma potente In conclusione, le resine furaniche rappresentano una soluzione silenziosa ma estremamente efficace per migliorare il comportamento del calcestruzzo nei contesti più difficili. Offrono una protezione invisibile ma potente, aumentano la durata e la sicurezza delle strutture, e aprono nuove prospettive per l’edilizia tecnica e industriale. Investire nella conoscenza e nell’utilizzo di questi materiali significa costruire non solo con più intelligenza, ma anche con uno sguardo rivolto al futuro. © Riproduzione Vietata
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Masselli in PVC Riciclato: Come Progettare Piste Ciclabili SostenibiliMasselli in PVC Riciclato: Come Progettare Piste Ciclabili Sostenibilidi Marco ArezioIl problema della tutela dell’ambiente è un argomento ormai del tutto trasversale nella nostra vita e, ad ogni livello di responsabilità e competenze, la riduzione dell’impatto dell’uomo sull’ecosistema è da tenere in evidenza.Le città e le aree di collegamento tra di esse stanno vivendo una trasformazione nel campo della mobilità sostenibile, spingendo in modo deciso verso l’utilizzo della bicicletta. Proprio in epoca di pandemia si è verificato una riscoperta del mezzo a pedali, attività che assume in sé fattori che non sono solo di carattere sociale, urbanistico o ambientale, ma sposa quei principi della “slow life”, cioè un approccio più naturale e rilassato alla vita, dove al tempo è dato il giusto valore, non consumato ma vissuto. L’utilizzo della bicicletta ha fatto riscoprire un sistema di mobilità più salutare, più partecipativa verso l’ambiente attraversato e una forma di ritrovata familiarità e convivialità tra le persone. Per seguire questa nuovo approccio alla mobilità sostenibile si devono creare e migliorare percorsi che siano espressamente dedicati al traffico per le biciclette, attraverso progetti che tengano in considerazione i principi della sostenibilità e dell’economia circolare. Per questo, in fase di progettazione tecnica, si dovrebbe tenere presente l’impiego di materiali che possano dare un contributo all’ambiente, alla riduzione dei rifiuti e alla riciclabilità degli elementi a fine vita. Per quanto riguarda il pavimentato stradale delle piste ciclabili in aree urbane o di collegamento tra una città e l’altra, la tendenza è di non utilizzare materiali che abbiano creato un impatto ambientale già nella loro costituzione prima del loro utilizzo, come asfalti o masselli in cemento, le cui materie prime derivano dalle risorse naturali, ma di utilizzare elementi che derivano dal riciclo dei materiali plastici. Uno di questi è il massello autobloccante realizzato in PVC riciclato, la cui materia prima è costituita dallo scarto delle lavorazioni dei cavi elettrici, dai quali si separa il rame e le guaine in plastica. Queste guaine vengono recuperate, selezionate, riciclate e trasformate in materia prima per realizzare manufatti carrabili ad incastro monolitico adatti alle pavimentazioni stradali e ciclo-pedonabili. Una pavimentazione fatta con i masselli autobloccanti riciclati in PVC sposa pienamente i principi dell’economia circolare, cioè l’utilizzo dei rifiuti lavorati in sostituzione di materie prime naturali per evitare l’impoverimento del pianeta. La pavimentazione in masselli autobloccanti in PVC riciclato ha una lunga durata, rimane flessibile nell’esercizio, non crea buche, non subisce degradazione a causa dei sali stradali, è leggera e con una economica posa fai da te, non si macchia in quanto non assorbe oli o sostanze inquinanti, è lavabile, non scivolante e verniciabile. Inoltre la sostituzione di singoli pezzi della pavimentazione e semplicissima ed economica, in quanto si sostituisce velocemente il massello autobloccante senza creare un’interruzione della viabilità per la manutenzione. Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - PVC - masselli autobloccanti - edilizia - piste ciclabili
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La Plastica Riciclata e i Raggi Gamma Aumentano le Prestazioni del CalcestruzzoLa Plastica Riciclata e i Raggi Gamma Aumentano le Prestazioni del Calcestruzzodi Marco ArezioCi sono diverse applicazioni della plastica riciclata, o del rifiuto plastico non riciclabile, che sono state testate nel settore dell’edilizia, con lo scopo di aiutare il sistema a smaltire i rifiuti che produciamo e, nello stesso tempo, a migliorare la circolarità di un settore che ha bisogno di integrarsi nel grande obbiettivo comune di produrre e consumare la minor quantità di risorse naturali e incidere il meno possibile sull’ambiente.L’impiego della plastica riciclata è già presente in molti prodotti di uso comune in edilizia, come vedremo più avanti, ma meno numerosi sono stati i progetti di successo nell’impiego delle plastiche non riciclabili, come per esempio i poliaccoppiati o gli scarti degli impianti di lavaggio, un mix di plastiche eterogenee non separabili meccanicamente. Nel settore degli asfalti stradali si sono utilizzate con successo miscele tra bitume e plastica macinata non riciclabile come descritto nell’articolo che potrete leggere in calce. Un progetto interessante riguarda l’uso della plastica macinata negli impasti cementizi, frutto di vari tentativi, alcuni non riusciti, che hanno permesso di trovare la chiave per avere una miscela cementizia con prestazioni migliorative rispetto a quella tradizionale, come ci racconta Luisa Dalaro. Infatti, non si vuole parlare del cemento che tutti conosciamo, ma di un particolare cemento, “il cemento di plastica”. Si potrebbe pensare ad un cemento di prestazioni inferiori, di scarsa qualità al primo impatto, ma invece può essere un’alternativa valida al classico calcestruzzo, in un contesto di crescente interesse verso il riciclo di materiali derivanti da rifiuti solidi urbani ed industriali. Questo modus operandi rappresenta un’efficiente soluzione al depauperamento delle risorse naturali e, allo stesso tempo, un efficace metodo di smaltimento dei rifiuti. I materiali riciclati sono una valida alternativa ai tipici materiali edili, a patto che il processo di trasformazione richieda un consumo di energia e materie prime minore rispetto alla produzione ex novo. Gran parte dei rifiuti sono materiali plastici, dunque la plastica è un materiale che deve essere quanto più possibile riciclato o riusato. In edilizia, la plastica riciclata è ampiamente utilizzata per la realizzazione di pavimentazioni, pannelli isolanti, tubi, vespai, ed infissi. Sperimentazioni più estreme prevedono l’impiego di bottiglie di plastica nel getto cementizio. In particolare, la plastica riciclata delle bottiglie usate potrebbe portare alla produzione di un cemento più resistente ed ecologico. Cemento eco più resistente: la sperimentazioneEd ecco il frutto di una ricerca di alcuni studiosi del MIT (Massachusetts Institute of Technology), la cui proposta potrebbe essere la soluzione capace di ridurre l’impatto ambientale della produzione del calcestruzzo e trovare un utilizzo su larga scala alla plastica riciclata. Gli studiosi del MIT avevano ipotizzato che mischiando dei fiocchi di plastica riciclata nella miscela cementizia, si sarebbero potute migliorare le proprietà fisiche di quest’ultima, ma purtroppo il risultato fu deludente. Gli scienziati continuando la loro ricerca su questa via, trovarono che sottoponendo la plastica a raggi gamma, mediante un irradiatore cobalto-60 che emette raggi gamma (solitamente utilizzato per decontaminare il cibo), i fiocchi di plastica riciclata e poi polverizzata, cristallizzavano, divenendo perfettamente assimilabili ed “inglobati in maniera uniforme” dal calcestruzzo. La polvere così ottenuta è stata unita a vari composti cementizi, che sono stati poi versati in stampi cilindrici, per poi essere sottoposti, una volta solidificati, a test di compressione. I risultati dei test hanno confermato che il cemento di plastica è più resistente del tradizionale calcestruzzo di circa il 15%. La nuova miscela di calcestruzzo ha dimostrato proprietà incredibili: come un’aumentata resistenza e flessibilità. “Abbiamo osservato che all’interno dei parametri del nostro programma di test, maggiore è la dose irradiata, maggiore è la resistenza del calcestruzzo, quindi sono necessarie ulteriori ricerche per personalizzare la miscela e ottimizzare il processo con l’irradiazione per ottenere dei risultati ancora migliori. Il processo che abbiamo sviluppato ha delle enormi potenzialità sia sul fronte della sostenibilità sia su quello della resistenza.” – Kupwade-Patil, ricercatore del MIT.Categoria: notizie - tecnica - plastica - riciclo - calcestruzzo - ediliziaVedi maggiori informazioni sulla tecnologia del calcestruzzo Articoli correlati:Vetro e Plastica non Riciclabili: c’è un’Alternativa alla Discarica?
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