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Di Battista, Carlotta

Impatto ambientale delle costruzioni in calcestruzzo.

Rel. Chiara Bernardino, Alessandro Pasquale Fantilli. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Architettura costruzione citta', 2014

Abstract:

Quando due sistemi di per sé complessi, come ambiente e società, coesistono e si influenzano in diversi modi a seconda delle circostanze, le conseguenze sono difficili da prevedere. L’esito più evidente di questa interazione è l’impatto della società industriale sull’ambiente e sull’ecosistema in cui viviamo e da cui dipendiamo. Nell’ultimo secolo alcuni di questi effetti sono emersi maggiormente rispetto ad altri, spingendo alla ricerca di rimedi che nella maggior parte dei casi si sono rivelati efficaci, mentre altri stanno emergendo solo negli ultimi tempi, come ad esempio l’inaspettato cambiamento climatico globale che, se non controllato, potrebbe diventare pericoloso. Il primo passo da fare è capire le origini, la scala e le conseguenze di questo problema, il quale deriva soprattutto dal modo in cui usiamo l’energia e i materiali.

Il fine è quello di giungere a un metodo di progettazione che miri a minimizzare l’utilizzo delle risorse e a massimizzare la sostenibilità di ciò che si vuole realizzare. In particolare, nel campo dell’architettura, iniziare la progettazione a partire dalla scelta dei materiali da costruzione a basso impatto ambientale, potrebbe essere una possibile soluzione ad una buona parte del problema. Considerando, ad esempio, che durante l’intero ciclo di vita delle strutture in calcestruzzo, il 90% dell’energia complessiva è necessaria a creare il materiale (soprattutto il clinker), mentre solo il 10% per la messa in opera, il trasporto e l’uso, bisognerebbe limitare l’energia consumata, la C02 prodotta in ogni fase del ciclo di vita delle strutture, soprattutto nel processo di produzione del materiale, e lo sfruttamento delle risorse naturali, al fine di ridurne l’effetto negativo sull’ambiente.

Sono diverse le strategie proposte per raggiungere tale scopo, molte delle quali legate al processo di produzione del calcestruzzo, materiale fondamentale nel settore delle costruzioni. Per questo sono stati effettuati nuovi studi legati alla produzione di conglomerati alternativi, in cui, a seconda della strategia utilizzata, vengono modificati il mix-design e le caratteristiche meccaniche del calcestruzzo ordinario in modo da ottenere buoni risultati dal punto di vista ambientale. È stato quindi necessario introdurre un nuovo indice (EMI) per le strutture in calcestruzzo, in cui vengono rapportati direttamente i comportamenti meccanici e ambientali, mirando a classificare i calcestruzzi non più valutando la sola resistenza del conglomerato, ma includendo nei requisiti anche il relativo impatto ambientale, al fine di arrivare a un giusto equilibrio tra questi due aspetti e aiutare i progettisti nella scelta di materiali eco-sostenibili con buone proprietà meccaniche.

Relatori: Chiara Bernardino, Alessandro Pasquale Fantilli
Soggetti: S Scienze e Scienze Applicate > SL Scienze
T Tecnica e tecnologia delle costruzioni > TF Tensostrutture
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in Architettura costruzione citta'
URI: http://webthesis.biblio.polito.it/id/eprint/3771
Capitoli:

CAPITOLO 1. INTRODUZIONE

1.1. Generalità

1.2. Programma e svolgimento della tesi

CAPITOLO 2. IL CALCESTRUZZO

2.1. Il calcestruzzo ordinario

2.1.1. I leganti

2.1.2. L’acqua

2.1.3. Gli aggregati

2.1.4. Gli additivi

2.2. Il calcestruzzo leggero

2.2.1. Cenni storici

2.2.2. Tipi di calcestruzzo leggero

2.2.2.1. Tipi di aggregati leggeri

CAPITOLO 3. STRATEGIE PER RIDURRE L’IMPATTO

AMBIENTALE DEL CALCESTRUZZO

3.1. Impatto ambientale del settore delle costruzioni

3.1.1. Carbon footprint degli edifici

3.2. Le strategie

3.2.1. Material performance strategy

3.2.2. Material substitution strategy

3.2.2.1. Tipologia di cementi con aggiunte minerali

3.2.3. Aggregates substitution strategy

3.2.4. Life Cycle Assessment

3.2.4.1. Obiettivi e scopo della valutazione

3.2.4.2. Inventario di input e output del sistema

3.2.4.3. Impatto ambientale

3.2.4.4. Risultati e considerazioni

3.3. Eco-mechanical index

CAPITOLO 4. AGGREGATES SUBSTITUTION STRATEGY : IL RUBCRETE

4.1. Calcestruzzo leggero strutturale

4.1.1. L’argilla espansa

4.1.1.1. Fasi di produzione

4.1.1.2. Consumo di materie prime

4.1.1.3. Consumo di energia

4.1.1.4. Emissioni

4.1.1.4.1. Polveri

4.1.1.4.2. Metalli e loro composti

4.1.1.4.3. Ossidi di zolfo

4.1.1.4.4. Ossidi di carbonio

4.1.1.4.5. Sostanze organiche volatili (SOV

4.1.1.4.6. Ossidi di azoto

4.2. Calcestruzzo leggero con PFU

4.2.1. Il pneumatico

4.2.1.1. Struttura

4.2.1.2. Caratteristiche geometriche

4.2.1.3. Proprietà fisiche

4.2.1.4. Normativa

4.2.1.5. Processi di riciclo meccanico di PFU

4.2.1.5.1. Triturazione meccanica

4.2.1.5.2. Processi criogenici

4.2.1.5.3. Processi elettrotermici

4.2.2. Studi ed indagini

CAPITOLO 5: ANALISI SPERIMENTALE

5.1. Il Viadotto Soleri

5.2.I compositi cementizi utilizzati

5.3. saggi di prova

5.3.1. Modalità di prova

5.4. Analisi dei risultati

5.4.1. Prove a compressione

5.4.1.1. Definizione dei rami pre-picco

5.4.1.2. Definizione dei rami post-picco

5.4.2. Prove a flessione

5.4.2.1. Comparazione delle risposte

5.4.2.2. Valutazione della duttilità strutturale

5.5. Analisi eco-meccanica

5.5.1. Calcolo dell’indice EMI

CONCLUSIONI

RINGRAZIAMENTI

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