Indagine sperimentale sulla durabilità di aggregati da rifiuti di costruzione e demolizione stabilizzati mediante attivazione alcalina = Experimental investigation on durability of alkali-activated stabilized aggregates from construction and demolition wastes

Al fine di ridurre la richiesta di aggregato naturale e la domanda di spazio per l’insediamento di discariche, negli ultimi anni notevole interesse ha suscitato il riutilizzo nel settore stradale di rifiuti provenienti dalla costruzione e demolizione degli edifici, denominati “Construction and Demolition Waste (CDW)”. Tali materiali eterogenei, composti prevalentemente da terre, laterizi e conglomerati (cementizi e bituminosi), possono essere utilizzati tal quali o stabilizzati mediante leganti tradizionali, come il cemento, o leganti alternativi rappresentati da polveri di scarti industriali, come loppe d’altoforno, ceneri volanti e polveri da elettrofiltro, attivati alcalinamente mediante l’uso di una soluzione fortemente basica. All’interno delle analisi sperimentali condotte sui CDW stabilizzati con leganti alternativi si inserisce anche il presente elaborato. L’obiettivo è quello di indagare la durabilità nei confronti del degrado termico degli aggregati da CDW stabilizzati mediante l’uso di una soluzione alcalina (SA), composta per il 20% da Idrossido di Sodio (NaOH) e il restante 80% da Silicato di Sodio (Na2SiO3) miscelati all’interno di un mezzo acquoso, e confrontare i risultati ottenuti in termini di resistenza con un classico misto cementato (NAT). Tale obiettivo è stato raggiunto valutando le percentuali ottime di soluzione alcalina per i CDW e di acqua per il NAT, le quali permettono di massimizzare densità secca e lavorabilità per la SA aggiunta ai CDW e di garantire un sufficiente contenuto d’acqua alla miscela di misto cementato; confezionando campioni cilindrici dei due materiali e sottoponendoli a prova ciclica triassiale, prova a compressione semplice non confinata (UCS) e prova a trazione indiretta (ITS) dopo il periodo di stagionatura e degrado. Vengono definiti 4 tempi di stagionatura (7, 28, 45 e 60 giorni) per i CDW e 2 tempi di maturazione per i NAT (7 e 28 giorni), 3 livelli di degrado termico (4, 8 e 12 cicli di gelo/disgelo), un livello aggiuntivo per i CDW a 7 giorni (3 cicli di gelo/disgelo subito successivi al confezionamento) per valutare la dipendenza dalla temperatura dell’azione attivante della SA, e un livello di degrado di riferimento (0 cicli di gelo/disgelo o tal quale). I risultati ottenuti dai test statici e dinamici sottolineano un’elevata sensibilità al degrado termico da parte dei CDW, con valori di resistenza prossimi ai NAT solo nel caso in cui i campioni non vengano degradati, e un incremento delle caratteristiche meccaniche proporzionale al tempo di stagionatura. L’effetto indotto dal degrado termico sui CDW contrasta quello offerto dalla maturazione del campione, tanto che, in alcuni casi, viene registrato un parziale recupero delle resistenze, nonostante l’aumento di severità del degrado; ciò potrebbe essere legato ad un’ulteriore stagionatura subita dal campione durante i cicli di gelo/disgelo, anche se in ambiente “non convenzionale”, ossia non umido. Nonostante la differenza registrata tra le resistenze dei CDW e quelle dei campioni di misto cementato, tutti i valori misurati per i CDW stanno ben al di sopra dei limiti imposti dal capitolato CIRS, evidenziando delle ottime proprietà meccaniche dei materiali da rifiuto anche se questi vengono degradati termicamente. Quanto ottenuto, quindi, dimostra il potenziale offerto dall’attivazione delle polveri di CDW tramite SA per l’impiego di tali materiali nella realizzazione degli strati di base e sottofondo delle pavimentazioni stradali.