L’innovazione è, da sempre, la chiave di volta che ha permesso al calcestruzzo di attraversare da protagonista la storia delle costruzioni, adattandosi a sempre nuove esigenze architettoniche e costruttive. La capacità di innovare della filiera italiana del cemento e del calcestruzzo garantisce al mercato materiali con prestazioni straordinarie, dal punto di vista della resistenza meccanica ma anche sotto il profilo estetico, della sostenibilità e dell’adattabilità. Nuovi aggettivi si affiancano oggi ai sostantivi cemento o calcestruzzo, disegnando un panorama inedito di possibilità per il comparto delle costruzioni.
Il calcestruzzo sempre più longevo: la profonda conoscenza del materiale e l'impegno nella ricerca consentono oggi di ottenere calcestruzzi sempre più longevi. È possibile puntare anche a 200 anni di vita dei materiali, avendo la cura di scegliere il calcestruzzo idoneo e di apportare la giusta manutenzione. Il calcestruzzo è intrinsecamente durabile in virtù delle sue caratteristiche meccaniche e fisiche che gli consentono di resistere agli agenti che ne potrebbero causare il degrado. Le strutture interne in calcestruzzo possono, a pieno titolo, essere considerate eterne: in condizioni di utilizzo normale, non esistono condizioni in grado di danneggiare il calcestruzzo presente in ambienti chiusi e privi di umidità. Nel caso di strutture collocate all’aperto, l'utilizzo di calcestruzzi sempre meno porosi, la maggiore conoscenza dei fenomeni di degrado e della interazione tra ambiente esterno e materiale consentono di rallentare i processi di penetrazione. Lo studio delle miscele - anche con l'utilizzo di polimeri, sviluppati grazie al progresso delle conoscenze chimiche dell’industria dei materiali per le costruzioni - consentono di ottenere un materiale molto meno poroso e capace di aderire perfettamente all’armatura d'acciaio, evitando anche la creazione delle condizioni che possono favorire il deterioramento dell’acciaio stesso.
Il calcestruzzo auto-riparante: in Europa, il 70% delle infrastrutture sono costruite in calcestruzzo. Questa considerazione e la necessità di manutenere in maniera efficace e semplice un gran numero di strutture ha spinto i ricercatori a indagare la possibilità di mettere a punto un materiale capace di auto-ripararsi. In caso di fratture sulla superficie, l’ingresso di umidità attiva una reazione chimica tra particolari additivi detti “cristallizzanti” e i sottoprodotti chimici derivanti dal processo d’idratazione del cemento, formando cristalli aghiformi che di fatto riparano la frattura. Questa innovazione, così come le altre che la ricerca rende oggi disponibili, assicurano il consueto livello di affidabilità e sicurezza, con l’aggiunta di introdurre performance superiori e costi più sostenibili.
I calcestruzzi fibrorinforzati: l'impiego di fibre all'interno del calcestruzzo ne limita la fessurazione con importanti vantaggi in termini di durabilità delle opere. Sono fibrorinforzati anche i calcestruzzi utilizzati per moltiplicare la vita delle strutture. Utilizzati attorno a pile, solette e travi consentono di aumentare la vita utile e di migliorare le prestazioni antisismiche delle infrastrutture.
Il calcestruzzo drenante: ha la capacità di replicare le modalità con le quali l’acqua filtra naturalmente nel suolo. In questo modo, consente il naturale drenaggio delle acque, riduce il rischio di impermeabilizzazione dei terreni e assicura una maggiore resilienza rispetto a inondazioni o altri eventi metereologici importanti. Altri vantaggi sono la riduzione dell’effetto di risalita delle radici delle piante, il rispetto dell’ecosistema nei substrati sottostanti il suolo e la possibilità di riciclare in maniera più incisiva i materiali a fine vita. Si tratta di una soluzione che risponde alla sempre crescente esigenza di ridurre l'impermeabilizzazione dei suoli, soprattutto in ambito urbano. Questa esigenza trova spazio anche nella più recente normativa sugli acquisti verdi (CAM - Criteri Ambientali Minimi).
Il calcestruzzo fotoluminescente: è un calcestruzzo strutturale per pavimentazioni con effetto architettonico e fotoluminescente, cioè capace di assorbire energia solare e riemetterla come fonte luminosa di notte. La fotoluminescenza è una fonte di energia pulita, rinnovabile e sicura per gli esseri umani e per l’ambiente circostante. Questi calcestruzzi sono, dunque, ideali per la mobilità lenta, ad esempio per la realizzazione di marciapiedi, sentieri pedonali e ciclabili luminosi, piazze e parcheggi in zone di scarsa illuminazione.
Il calcestruzzo galleggiante: l’innovazione nello sviluppo del materiale ha condotto alla messa a punto di uno speciale calcestruzzo, particolarmente adatto alla realizzazione di fondazioni galleggianti. L’evoluzione, in questo ambito, è stata sostenuta in particolare dalla diffusione degli impianti eolici off-shore, che necessitano di poggiare su strutture galleggianti, solide, durature e impermeabili. Oggi, nel mondo, sono già più di 300 le installazioni eoliche off-shore realizzate in calcestruzzo.
Il calcestruzzo ‘circolare’: il calcestruzzo rientra appieno nelle buone pratiche dell’economia circolare. I passi avanti compiuti sul fronte della produzione del materiale consentono, oggi, di utilizzare materie prime secondarie, in sostituzione o aggiunta rispetto alle materie prime naturali. In questo senso, possono essere utilizzati aggregati riciclati o industriali, come sabbie, ghiaie provenienti dalla frantumazione di materiali da costruzione, scorie di acciaieria o materiali riciclati da scarti della plastica o della gomma. Inoltre, a fine vita, il calcestruzzo stesso può essere a sua volta riciclato per produrre nuovi aggregati utilizzabili per produrre nuovo calcestruzzo o destinati ad altre tipologie costruttive come i rilevati stradali. Ad oggi, il maggiore ostacolo alla diffusione di queste buone pratiche è rappresentato dall’assenza di un decreto ‘end to waste’ per il settore dei rifiuti inerti, dalla burocrazia delle autorizzazioni per gli impianti di riciclo e per il riutilizzo nonché dalla scarsa informazione della collettività. Non solo. La diffidenza di committenti e progettisti penalizza le miscele di calcestruzzo realizzate con aggregati riciclati, mentre negli stessi cantieri è raro il ricorso a tecniche di demolizione selettiva, che migliorerebbe la qualità dei rifiuti da riciclare.
Il calcestruzzo fotocatalitico: grazie a un principio fotocatalitico è in grado di accelerare i processi di ossidazione già esistenti in natura, favorendo una più rapida decomposizione degli inquinanti (NOx). Utilizzato in ambiente urbano contribuisce al miglioramento della qualità dell'aria e a mantenere pulite le superfici degli edifici. Il calcestruzzo fotocatalitico, infatti, evita l'accumulo e l'adesione in superficie degli inquinanti.
Il calcestruzzo ultra performante (UHPC): grazie a una particolare combinazione granulometrica dei costituenti del calcestruzzo UHPC e all’uso di additivi fluidificanti di nuova generazione è possibile realizzare degli impasti a ridotto tenore di acqua, permettendo l’ottenimento di prestazioni meccaniche (resistenza a compressione e resistenza a flessione) decisamente superiori a quelle di un tradizionale calcestruzzo ordinario. L’applicazione dei calcestruzzi ultra-performanti permette di ridurre il volume di calcestruzzo necessario a sostenere un carico, riducendo di conseguenza le quantità di materia prima impiegata e dando vita a elementi architettonici snelli e a più elevata durabilità.
Il calcestruzzo per le costruzioni 3D: la stampa 3D è una tecnologia che sta trasformando i processi costruttivi, soprattutto grazie alla capacità dei materiali cementizi di rispondere alle esigenze di fluidità e plasmabilità richieste da queste nuove tecniche. Le unità di stampa 3D possono agevolmente essere trasportate presso i cantieri e consentono di ridurre i tempi di costruzione, lo spreco di materia prima e il costo complessivo delle opere. Nelle zone interessate da calamità naturali o terremoti, la stampa di case 3D in calcestruzzo potrà rappresentare una risorsa cruciale per assicurare una casa alle persone colpite, in tempi rapidi e con costi sostenibili per le amministrazioni pubbliche. In Italia sono in corso importanti sperimentazioni: in occasione del Fuori Salone 2018 è stata realizzata la più grande abitazione 3D in situ mai edificata in Europa. Per una superficie di 100 mq, sono state necessarie poche settimane di lavoro. La casa è costata meno di una abitazione tradizionale, è sostenibile e può essere ampliata, spostata o demolita in maniera agevole. Il Comune di Milano ha sostenuto questa iniziativa, sottolineando la disponibilità della città ad ospitare sperimentazioni di questo tipo. Una conferma dell’interesse degli enti locali rispetto a una modalità di costruzione veloce, sostenibile e vicina alle logiche dell’edilizia sociale (social housing).
Calcestruzzo per pavimentazioni stradali in galleria: sicure, sostenibili, durabili, riciclabili, confortevoli, le pavimentazioni stradali in calcestruzzo sono la scelta ideale soprattutto in galleria. Non infiammabile e atossico, il calcestruzzo contribuisce, infatti, a ridurre i rischi in caso di incendio nelle gallerie stradali. Inoltre, il colore chiaro della pavimentazione consente un risparmio considerevole sull’illuminazione che, unito alla maggiore durabilità del materiale, porta un vantaggio economico che oscilla tra il 20 e il 26% a seconda della lunghezza della galleria e della vita utile di progetto (20 o 30 anni). Il Dipartimento Ingegneria Civile Edile e Ambientale della Sapienza Università di Roma ha quantificato non solo i vantaggi economici del calcestruzzo rispetto alle soluzioni tradizionali, ma ne ha evidenziato anche i vantaggi in termini di impatti ambientali. Utilizzare calcestruzzo nella pavimentazione di 2.000 gallerie italiane equivarrebbe a togliere dalla circolazione 140.000 automobili ogni anno, in termini di CO2 emessa.
Oltre alle innovazioni di prodotto contano molto anche le innovazioni di processo che riguardano produzione, posa in opera, getti massivi ecc. Grazie a un adeguato progetto organizzativo, per coordinare l'attività produttiva, di trasporto, di impiego delle betonpompe, di controllo, di consegna e di ripartenza una opportuna attività di formazione, relativa a mansioni, ruolo nel getto, importanza dei propri comportamenti, identificazione dei risultati e degli obiettivi attesi, è possibile fornire calcestruzzo con continuità. Una soluzione che, nel caso dei getti massivi come quelli delle fondazioni dei grattacieli, risulta fondamentale per la gestione efficace del cantiere, riducendo i tempi e garantendo prestazioni eccellenti. È un’innovazione di processo di cui beneficiano tutti gli attori in gioco: l'impresa committente riduce i costi, i lavoratori limitano i rischi sulla sicurezza, il fornitore di calcestruzzo contribuisce a una migliore qualità del manufatto e la comunità interessata dal cantiere percepisce un impatto minore delle attività di costruzione.
