Una nuova campagna sperimentale conferma come l'ottimizzazione del mix design e l'uso di sottoprodotti riciclati possano ridurre l'impatto ambientale dei manufatti, mantenendo inalterate le prestazioni meccaniche e la resistenza nel tempo.

Il settore dei manufatti prefabbricati in calcestruzzo armato si trova oggi a dover integrare le consolidate esigenze produttive con le sempre più stringenti richieste di sostenibilità ambientale. Storicamente, per garantire le necessarie resistenze meccaniche a breve termine, la produzione in stabilimento ha fatto ricorso a cementi ad alta resistenza iniziale (come i CEM I 52.5R) e a dosaggi di clinker piuttosto elevati, anche superiori a quelli richiesti dalla normativa.

Tuttavia, il quadro normativo e tecnico si è evoluto. Con la recente UNI 11104:2025 si è consolidato un principio essenziale per la progettazione e la produzione: la durabilità del calcestruzzo non dipende dalla quantità assoluta di cemento presente nell'impasto, ma è governata dalla porosità della matrice e, di conseguenza, dal rapporto acqua/cemento (a/c)."

Per fornire agli associati indicazioni operative supportate da evidenze scientifiche, ASSOBETON ha promosso un approfondito studio sulla durabilità di calcestruzzi destinati a manufatti prefabbricati esposti ad ambienti aggressivi (classi di esposizione XC4 e XF1).

Lo studio ha visto una prima fase di definizione dei mix design e delle prove da effettuare per valutare la durabilità delle miscele, svolta insieme agli esperti di MAPEI. Le prove sperimentali, indispensabili per validare le ipotesi di ricerca, sono state eseguite presso i laboratori di ricerca Mapei di Milano, che hanno messo a disposizione le proprie strumentazioni e competenze per garantire la massima affidabilità e precisione dei dati raccolti.

Il Prof. Ing. Luigi Coppola, da anni punto di riferimento accademico e tecnico per i materiali cementizi, ha analizzato i risultati delle prove ed ha redatto una relazione valutativa degli esiti.

La prima fase della ricerca si è concentrata sulla verifica di come la riduzione del dosaggio di cemento influenzi le prestazioni del calcestruzzo. Mantenendo costante il rapporto a/c a 0,50, sono stati testati impasti realizzati con diversi tipi di cemento e dosaggi di cemento via via decrescenti: da 340 kg/m³ (vecchio riferimento normativo) fino a 320, 300 e 280 kg/m³. Si sono poi confrontate le loro prestazioni, sia in termini meccanici che di durabilità, al fine di valutare l’incidenza del dosaggio di cemento sulle prestazioni del calcestruzzo.

I dati emersi dalle prove restituiscono uno scenario molto chiaro:

• Resistenza meccanica: Indipendentemente dal dosaggio di cemento (tra 280 e 340 kg/m³) e dalla tipologia di cemento utilizzata (CEM I o CEM II/A-LL), tutti i calcestruzzi hanno raggiunto e superato i requisiti di resistenza, attestandosi su classi superiori al minimo richiesto da normativa per la classe di esposizione XC4 (C32/40).
• Resistenza alla carbonatazione: Le prove accelerate hanno dimostrato che la profondità di carbonatazione rimane nulla anche per i dosaggi più bassi (280-300 kg/m³). La matrice, grazie al corretto rapporto a/c, si conferma compatta e in grado di proteggere efficacemente le armature.
• Assorbimento d'acqua: I valori di penetrazione dell'acqua e di assorbimento per immersione risultano molto bassi e indipendenti dalla quantità di cemento, confermando l'idoneità di questi mix per manufatti esposti agli agenti atmosferici.

Questi risultati confermano che, per manufatti come i pannelli di tamponamento (dove l'elevata superficie esposta e gli spessori ridotti aumentano il rischio di fessurazione da ritiro o gradienti termici), è possibile utilizzare dosaggi di cemento inferiori ai 320 kg/m³ (fino a 280 kg/m³), in conformità con le deroghe previste dalla UNI 11104:2025, ottenendo un duplice vantaggio: prestazioni meccaniche a breve invariate e una significativa riduzione dell'impronta carbonica (GWP).

La seconda fase dello studio, sempre eseguita presso i laboratori Mapei e valutata dal prof. Coppola, ha esplorato le potenzialità dell'economia circolare sostituendo il tradizionale filler calcareo naturale con un filler riciclato a base di scorie d'altoforno (sottoprodotto dell'industria siderurgica).

Anche in questo caso, i risultati sperimentali sono incoraggianti. L'utilizzo del filler siderurgico non solo ha mantenuto inalterata la durabilità e la resistenza alla carbonatazione, ma ha portato ad un miglioramento delle prestazioni meccaniche a compressione tale da portare, a parità di tipo di cemento, ad un salto di classe, e ad una ulteriore riduzione dell'assorbimento d'acqua, grazie alla maggiore densità e rigidità del materiale riciclato rispetto al filler naturale.

I risultati di questa campagna sperimentale tracciano una via praticabile per l'industria della prefabbricazione. Dimostrano che la riduzione dell'impronta carbonica dei manufatti non passi per compromessi sulla qualità e sulle prestazioni, ma attraverso una più attenta ingegneria del mix design.

Ridurre il dosaggio di cemento laddove la normativa lo consente e integrare sottoprodotti industriali riciclati permette ad ASSOBETON e ai suoi associati di abbattere le emissioni di CO₂ (GWP) legate alla produzione, riducendo al contempo il consumo di risorse naturali non rinnovabili. Un approccio che coniuga la tradizionale eccellenza qualitativa del prefabbricato italiano con la necessaria transizione ecologica del comparto delle costruzioni.

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Per approfondire i dati tecnici ed i risultati sperimentali, si rimanda al documento tecnico completo a cura del Prof. Ing. Luigi Coppola, disponibile QUI per gli associati.