Trovare un modo per rendere il cemento più resistente e ridurre le emissioni di gas serra

Dopo aver analizzato la struttura molecolare del materiale, gli esperti possono derivare una nuova formula che contribuirà a modificare le qualità del materiale e a influenzare la quantità di gas serra emessi nell'atmosfera.

Nell'edilizia, il materiale più comune è il calcestruzzo, che è anche uno dei principali responsabili del riscaldamento globale, producendo 1/10 dei gas serra emessi nell'atmosfera.

Uno studio recente condotto da esperti ha permesso agli scienziati di sviluppare una nuova tecnica che ridurrà significativamente le emissioni di gas serra (di circa la metà).

Inoltre, dopo aver condotto una complessa analisi molecolare della struttura del calcestruzzo, gli esperti sono giunti alla conclusione che è possibile renderlo più durevole e resistente ai danni. Il calcestruzzo è composto da sabbia, acqua e cemento; per la produzione di quest'ultimo, a sua volta, viene utilizzata una miscela di due tipi di materiali: uno arricchito con calcio (solitamente calcare), il secondo con silicio (solitamente argilla). Riscaldando la miscela a 1500 °C, si ottiene una massa solida, chiamata clinker. È durante la produzione di materiale da costruzione (durante il riscaldamento e la decarbonizzazione) che si verifica la maggior parte delle emissioni di gas serra in atmosfera.

Analizzando la struttura, gli scienziati sono giunti alla conclusione che riducendo la quantità di calcio nel materiale è possibile non solo ridurre le emissioni, ma anche rendere il materiale più resistente.

Il cemento è ampiamente utilizzato sul pianeta e, come dimostrano gli studi, viene utilizzato tre volte più spesso dell'acciaio. Nel cemento comune, il rapporto tra calcio e silicio può variare da circa 1:1 a 2:1, con 1,7:1 considerato la norma. Tuttavia, non era mai stato condotto prima un confronto dettagliato del materiale con diversi rapporti di strutture molecolari. Come osserva l'autore dello studio, lui e il suo team hanno creato un database che includeva tutte le composizioni chimiche ed è stato possibile stabilire che il rapporto ottimale, attualmente utilizzato, è 1,5:1.

Come ha spiegato l'esperto, modificando il rapporto, la struttura molecolare del materiale inizia a migliorare (da una struttura cristallina strettamente ordinata a una struttura vetrosa caotica). Inoltre, gli specialisti hanno scoperto che con un rapporto di 1,5 parti di calcio e 1 parte di silicio, la miscela diventa due volte più resistente e acquisisce una maggiore resistenza ai danni.

Tutte le conclusioni degli esperti sono state confermate da un numero enorme di esperimenti.

Durante la produzione del cemento, fino al 10% delle emissioni di gas serra viene rilasciato nell'atmosfera e, secondo gli esperti, riducendo la quantità di calcio nel materiale, le emissioni di CO2 nell'atmosfera saranno significativamente ridotte. Gli scienziati affermano che le emissioni di carbonio saranno ridotte del 60% producendo cemento con una quantità ridotta di calcio.

Questo lavoro degli specialisti rappresenta la conclusione di cinque anni di lavoro congiunto da parte di specialisti del Massachusetts Institute of Technology e del National Center for Scientific Research (CNRS), con Roland Peleng a capo del progetto scientifico.

Gli esperti ritengono che la nuova formula per la produzione del cemento, grazie alla sua elevata resistenza e alla resistenza a vari tipi di danni meccanici, potrebbe essere di interesse per le compagnie del gas e del petrolio, dove il cemento previene perdite e rotture dalle tubazioni.

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