Presto potrebbe essere possibile integrare molte più ceneri prodotte dalle centrali a carbone nel calcestruzzo sostenibile
Un team di ingegneri del Royal Melbourne Institute of Technology ha sviluppato un calcestruzzo sostenibile capace di integrare il doppio delle ceneri di carbone rispetto agli standard attuali, dimezzando la quantità di cemento necessaria e mantenendo ottime prestazioni nel tempo. Nel 2022, più di 1,2 miliardi di tonnellate di ceneri di carbone sono state prodotte da centrali termoelettriche, pari a un quinto dei rifiuti in Australia. La produzione di cemento, che contribuisce all’8% delle emissioni globali di carbonio, è in rapida crescita a causa della crescente domanda di calcestruzzo.
Per affrontare queste problematiche, i ricercatori del RMIT hanno collaborato con la centrale elettrica Loy Yang di AGL e l’Ash Development Association of Australia per sostituire l’80% del cemento nel calcestruzzo con ceneri volanti di carbone. L’uso di nano additivi, dicono gli esperti, consente di integrare una maggiore quantità di ceneri volanti senza compromettere le prestazioni del calcestruzzo. Normalmente, infatti, non si va oltre il 40% di ceneri nella miscela.
Studi di laboratorio hanno dimostrato che il nuovo calcestruzzo può anche utilizzare la “cenere di stagno”, una cenere di carbone di più bassa qualità. Basta un pretrattamento minimo. I prototipi realizzati con questa cenere hanno soddisfatto gli standard australiani di prestazioni e requisiti ambientali. La possibilità di utilizzare le ceneri di stagno apre all’uso di una risorsa sottoutilizzata, con centinaia di migliaia di tonnellate di rifiuti accumulati nelle aree di stoccaggio nel paese e non solo.
Un programma di modellazione computerizzata sviluppato in collaborazione con l’Università di Hokkaido permette di prevedere le prestazioni a lungo termine delle nuove miscele di calcestruzzo. In questo modo è possibile ottimizzarle, migliorando la densità e la compattezza del materiale. Le previsioni riguardano, ad esempio, il modo in cui i nanoadditivi a presa rapida agiscono nella miscela come un potenziatore delle prestazioni durante le prime fasi di presa. Così, compensano l’uso di grandi quantità di ceneri volanti a presa più lenta e ceneri di stagno.