Batteri e polimeri speciali al lavoro per riparare le crepe
Le operazioni di ispezione, manutenzione e riparazione delle strutture di cemento armato sono lunghe e costose, senza contare che spesso le costruzioni sono di difficile accesso. Il progetto HEALCON (Self-healing concrete to create durable and sustainable concrete structures), finanziato dall’UE, ha affrontato questi problemi sviluppando un nuovo cemento autoriparante. Esso si è concentrato sulle crepe precoci e su quelle riconducibili al carico meccanico o alla flessione, poiché sono queste le situazioni in cui un cemento autoriparante potrebbe offrire i vantaggi maggiori. Il team ha usato la precipitazione batterica non elastica di calcare e idrogel intelligenti per creare la tenuta all’acqua, e ha identificato delle spore che riducono la corrosione. I batteri sono stati integrati con successo nelle particelle di argilla espansa o sono stati aggiunti al cemento come colture miste auto incapsulate. Inoltre, HEALCON ha sviluppato dei polimeri incapsulati per risolvere le crepe da flessione dovute al carico dinamico. Esso ha ottimizzato l’utilizzo di precursori polimerici commerciali basati su poliuretano incapsulati in vetro, ha studiato l’incapsulamento in capsule polimeriche sferiche e ha lavorato per aumentare la durata durante il miscelamento meccanico. I materiali e i processi sono stati convalidati tramite modelli computerizzati e controlli non distruttivi (NDT, non-destructive testing). Le simulazioni dei processi di frattura e di riparazione hanno permesso di raccogliere informazioni sui parametri più importanti che incidono sull’autoriparazione. I test di flessione a tre punti eseguiti su travi in cemento contenenti poliuretano incapsulato hanno dimostrato la capacità di varie tecniche NDT di quantificare il livello di autoriparazione. Il cemento si conferma come uno dei materiali da costruzione più importanti e tuttavia nel corso del tempo non ha goduto di evoluzioni sostanziali derivanti dalle nuove tecnologie. Il progetto HEALCON ha offerto un contributo importante al futuro delle infrastrutture europee con lo sviluppo di questo cemento autoriparante. I risultati sono stati discussi in una conferenza finale del progetto che si è svolta nel mese di novembre del 2016 e in un video di presentazione disponibile sul sito web del progetto. Questa tecnologia permetterà indubbiamente di aumentare la durata delle costruzioni, riducendo al contempo la complessità, il tempo e i costi associati alle attività di ispezione, manutenzione e riparazione.
Parole chiave
Cemento autoriparante, strutture in cemento, HEALCON, idrogel batteri, polimeri incapsulati
