Il cemento e l'asfalto sono materiali da costruzione fondamentali e in ampio uso a livello globale, ma i costi non solo economici (si pensi all'impatto ambientale) sono elevati; è quindi necessario puntare al massimo dell'ottimizzazione possibile. (Credit: MaxxGirr, Pixabay)
L’asfalto e il cemento costituiscono la base della moderna urbanizzazione e la loro affidabilità è di primaria importanza sotto svariati punti di vista: economia, sicurezza, impatto ambientale. Ma le versioni moderne di questi fondamentali materiali da costruzione sembrano deteriorarsi con maggiore rapidità rispetto a quelli usati in passato. E i ricercatori non riuscivano a comprenderne il motivo, finora.
Uno studio che ha coinvolto diversi istituti e guidato dal professor Akihiro Moriyoshi dell’Università di Hokkaido porta alla scoperta delle cause del problema: una contaminazione da materiale organico sarebbe responsabile dei fenomeni di frattura, disgregazione e delaminazione nella struttura sia del cemento che dell’asfalto.
Strumento con cui fu scoperto il primo indizio: il naso
Finora per cercare di comprendere il fenomeno erano stati condotti in sostanza esami chimici superficiali su limitate porzioni di cemento, che avevano rivelato il rilascio di uno strano odore durante i test, dando inizio all’ipotesi di sostanze organiche penetrate nella struttura; il team di Moriyoshi ha quindi sviluppato un nuovo metodo per approfondire lo studio, che combina la simulazione in laboratorio dell’esposizione alle condizioni ambientali tipiche in cui vengono a trovarsi questi materiali con le analisi raffinate premesse dalla TAC per verificare le alterazioni subite.
Per i test si è fatto uso di campioni di cemento realizzatio in Giappone risalenti fino agli anni 60 e altri provenienti da tutto il mondo e databili fino all’inizio del Ventesimo secolo. La ricerca ha mostrato la presenza di molecole organiche di varia origine: ftalati, fosfati e poi particolati provenienti dallo scarico dei motori diesel, addirittura detergenti usati per il lavaggio di vetri e parabrezza.
I problemi si presentano prima e dopo la produzione
Alcune sostanze si sono infiltrate a posteriori, ma alcune erano state immesse deliberatamente durante il processo di produzione, come gli additivi utilizzati per poter lavorare il cemento e la malta facendo uso di minori quantità d’acqua.
Sebbene questi ultimi siano gli elementi presenti in maggior quantità, fino allo 0,25% della composizione totale del cemento esaminato, sono gli ftalati a rivelarsi la principale causa del suo prematuro deteriorarsi e l’asfalto risulta particolarmente soggetto all’aggressione delle sostanze organiche disciolte in acqua.
Gli autori della ricerca ritengono che i risultati di questi studi potranno indirizzare l’industria verso la progettazione di nuove tecniche produttive in grado di assicurare una maggior resistenza e vita utile al cemento e all’asfalto, con tutti gli ulteriori benefici conseguenti.
Per maggiori informazioni: “Deterioration of modern concrete structures and asphalt pavements by respiratory action and trace quantities of organic matter“,
Akihiro Moriyoshi, Eiji Shibata, Masahito Natsuhara, Kiyoshi Sakai, Takashi Kondo, Akihiko Kasahara, PLOS ONE, 13 maggio 2021.
