Sperimentazione di nuovi leganti e prodotti sostenibili per l’edilizia basati sul riuso di ceneri e frammenti piroclastici del vulcano Etna

In the era of ecological transition, the building sector is driven by continuous research towards the use of supplementary cementitious materials (SCMs) and in general sustainable products with low environmental impact and in accordance with themes such as "reuse" and "recycling". The research evaluates the use of volcanic ash from cleaning urban soil in Municipalities affected by pyroclastic fallout following the paroxysmal events of Etna volcano. The application concern the cement production chain and the sector of insulating materials for construction. In the first case, volcanic ash was used as a pozzolanic constituent in the manufacture of mixed type IV cement and as a substitute for natural materials for standard clinker packaging. Six mixtures of pozzolanic cement with a replacement rate of volcanic ash ranging from 0% to 100% were studied. In the case of clinker, four different flour formulations contain ash percentages ranging from 0% to 10%. Mechanical and chemical tests were carried out on raw materials, solid and hydrated cement pastes in accordance with the current reference standards for the cement industry. In relation to the application in insulating materials, a mixture of non-structural mortar based on lime, cement and volcanic pyroclastic with a size between 0.5mm and 5mm was designed for packaging a panel of size 100x100x0,5 cm with a galvanized steel mesh interposed. Using the "hot room method with guard ring", the thermal resistance of the panel and the conductivity of the mortar were measured. The satisfactory results obtained are promising, making possible the idea of a possible use of volcanic ash from soil cleaning, in accordance with the regulations in force regulating the reuse of the material and thus solving the countless logistical and economic problems for the Etna Municipalities affected by paroxystic phenomena.

Nell’era della transizione ecologica, il comparto dell’edilizia è mosso da continue ricerche verso l’impiego di materiali cementizi supplementari (SCM) ed in generale prodotti sostenibili dal basso impatto ambientale ed in accordo con temi quali “riuso” e “riciclo”. La ricerca valuta l'impiego di ceneri vulcaniche derivanti dalla pulizia del suolo urbano di Comuni interessati dalla ricaduta di piroclasti a seguito degli eventi parossistici del vulcano Etna. I campi di applicazione riguardano la filiera produttiva dei cementi ed il comparto dei materiali isolanti per l’edilizia. Nel primo caso, la cenere vulcanica è stata impiegata come costituente pozzolanico nella fabbricazione di un cemento misto di tipo IV e come sostituto di materiali naturali per il confezionamento di clinker standard. Sono state studiate sei miscele di cemento pozzolanico con percentuali di sostituzione di ceneri vulcaniche variabile tra lo 0% ed il 100%. Nel caso del clinker, quattro differenti formulazioni di farine contengono percentuali di ceneri variabili dallo 0% al 10%. Test meccanici e chimici sono stati condotti su materiali grezzi, sulle paste di cemento e su farine idrate, in accordo alle attuali normative di riferimento nella filiera dei cementi. Relativamente all’applicazione nei materiali isolanti, una miscela di malta non strutturale a base di calce, cemento e piroclasti vulcanici di dimensione variabile tra 0,5mm e 5mm è stata progettata per il confezionamento di un pannello di dimensione 100x100x0,5 cm con interposta una rete in acciaio zincato. Utilizzando il “metodo della camera calda con anello di guardia”, è stata misurata la resistenza termica del pannello e la conducibilità del materiale confezionato. I soddisfacenti risultati ottenuti lasciano ben sperare rendendo percorribile l’idea di un possibile impiego delle cenere vulcaniche prelevata dalla pulizia del suolo, in accordo alle normative in vigore che regolamentano il riuso del materiale e così risolvendo gli innumerevoli disagi logistici ed economici per i Comuni Etnei interessati dai fenomeni parossistici.