MaterialiSostenibilità

WOOL2LOOP, finanziato dall’UE, ricicla la lana minerale per la stampa 3D

Conversione dell'isolamento degli edifici in lana minerale dalle discariche in calcestruzzo geopolimerico ed elementi costruttivi stampati in 3D

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Secondo il Servizio comunitario di informazione in materia di ricerca e sviluppo (CORDIS) della Commissione Europea, l’isolamento degli edifici in lana minerale potrebbe presto essere deviato dalle discariche e utilizzato per realizzare calcestruzzo geopolimerico ed elementi costruttivi stampati in 3D.

Secondo quanto riferito, i rifiuti da costruzione e demolizione rappresentano oltre un terzo di tutti i rifiuti prodotti nell’UE. La lana minerale, ampiamente utilizzata con altri materiali isolanti, ha una densità molto bassa e, di conseguenza, il suo smaltimento richiede un volume sproporzionato. Questa miscela filata fibrosa a base di vetro fuso, roccia o scorie è considerata in gran parte non riciclabile. Tuttavia, questo potrebbe non essere più il caso, grazie al progetto WOOL2LOOP finanziato dall’UE, che ha dimostrato l’uso della lana minerale come precursore per la produzione di calcestruzzo geopolimerico ed elementi costruttivi associati, su scala industriale, in un modello di business dell’economia circolare.

Geopolimerizzazione

I geopolimeri, chiamati anche materiali attivati ​​da alcali, sono polimeri inorganici simili alla ceramica costituiti da alluminosilicati solidi reticolati con ioni di metalli alcalini. «Il cemento geopolimerico ottenuto dalla cenere vulcanica (ricco di alluminosilicati) si trova nel Colosseo, nel Pantheon e nelle piramidi egizie», ha affermato la coordinatrice del progetto, Anne Kaiser, di Saint-Gobain, in Finlandia.

I geopolimeri sono un legante promettente per la produzione di calcestruzzo perché la loro produzione richiede molta meno energia rispetto al cemento Portland convenzionale. WOOL2LOOP ha deciso di convertire i rifiuti di lana minerale dalla demolizione di costruzioni in geopolimeri di lana minerale e dimostrare la produzione di nuovi prodotti su scala industriale, soddisfacendo le specifiche dei prodotti disponibili in commercio con un’impronta di carbonio inferiore.

Circolarità

Il progetto comprendeva tutte le fasi dell’utilizzo della lana minerale e le attuali sfide del suo riciclaggio, richiedendo pratiche di demolizione intelligenti, selezione e macinazione della lana minerale per produrre polvere di lana minerale, attivazione alcalina per produrre geopolimeri, produzione di calcestruzzo geopolimerico e stampa 3D di elementi costruttivi.

Tutto ciò è stato ulteriormente complicato dal fatto che “non esistono standard o linee guida per la produzione su scala industriale e il controllo di qualità degli elementi prefabbricati in calcestruzzo geopolimerico”, ha affermato Eldho Choorackal, di CRH.

“WOOL2LOOP ha adottato e testato l’uso di un dispositivo portatile di spettroscopia a fluorescenza a raggi X per l’analisi in loco dei rifiuti di lana minerale per distinguere tra lana di vetro e lana di roccia”, ha affermato Johan D’Hooghe, di Recycling Assistance. I rifiuti sono stati quindi macinati in una posizione centralizzata.

“Produrre la polvere di lana minerale è stato particolarmente impegnativo date le diverse composizioni chimiche di lana di vetro e lana minerale e la necessità di ottenere materiali con una dimensione delle particelle inferiore a 100 micrometri”, ha affermato Vilma Ducman, dell’Istituto nazionale sloveno per l’edilizia e l’ingegneria civile.

“I progetti di fresatura e miscela associati alla lana minerale, un prerequisito per la successiva lavorazione e scale-up, hanno richiesto un’innovazione significativa”, ha affermato Saleh Hooshmand, Senior Research Associate presso Saint-Gobain Ecophon.

La stampa 3D di materiali da costruzione, e in particolare di geopolimeri, ha posto ulteriori sfide. “Le innovazioni nell’hardware, nel software e nella strategia di attivazione chimica ci hanno permesso di controllare la formazione dei materiali. Ora siamo in grado di produrre geometrie complesse per molti prodotti con nuove funzionalità, compresi i pannelli acustici, su larga scala con la stampa 3D. Il prossimo obiettivo è la certificazione di questi materiali e processi“, ha affermato Alban Mallet, di XtreeE, uno dei partner di stampa 3D del progetto.

WOOL2LOOP ha dimostrato con successo la produzione di calcestruzzo prefabbricato in geopolimero di lana minerale su scala industriale, accumulando conoscenze essenziali su tutti i processi e i materiali lungo la catena di riciclaggio e produzione. “Conducendo progetti pilota con così tanti prodotti a base di geopolimeri di lana minerale, siamo stati in grado di identificare i potenziali problemi che ci si può aspettare nella produzione regolare. Ora ci concentreremo sulla ricerca di modi per superarli”, ha concluso Vilma Ducman.

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