Il cemento flessibile esiste: cosa lo rende elastico e quali sono le 3 principali tipologie

Il cemento flessibile è un'innovazione nel campo dei materiali da costruzione, progettata per migliorare le proprietà del cemento tradizionale, rendendolo più resistente e capace di adattarsi a sollecitazioni senza fratturarsi. Ne esistono diverse varianti, come il cemento rinforzato con fibre, il cemento polimerico e il cemento autocurante. Tutte queste tecnologie offrono soluzioni più robuste, flessibili e durevoli per applicazioni in ambienti estremi o per strutture soggette a movimenti, come quelli sismici o industriali.

Prima di iniziare è bene chiarire una cosa. Quando si parla di flessibilità del cemento, non bisogna pensare che questo materiale, e ciò che con questo si produce come il calcestruzzo, si pieghi come fosse gomma. A livello intuitivo, dobbiamo immaginare il cemento non come una lastra rigida che si rompe facilmente, ma come un materiale capace di piegarsi un po' senza cedere. La "flessibilità" del cemento è proprio questa: la sua capacità di sopportare piccole deformazioni, come quando un edificio si muove leggermente a causa del vento o di un terremoto, senza creparsi o rompersi. È come se il cemento avesse una sorta di "elasticità" che gli permette di adattarsi alle tensioni, rendendo le costruzioni più sicure e durature. Per ottenere questa flessibilità, si aggiungono al cemento fibre o additivi speciali che lo rendono più resistente alle sollecitazioni.

Il cemento rinforzato con fibre

Il cemento rinforzato con fibre è una tecnologia innovativa che migliora le caratteristiche del cemento tradizionale, aggiungendo fibre all'interno della miscela per aumentarne la resistenza alla trazione e ridurre la formazione di crepe. Le fibre utilizzate possono essere di acciaio, polipropilene, carbonio o vetro, ognuna con proprietà specifiche che rinforzano il materiale in modo differente. Questa tecnologia consente di ottenere un cemento più flessibile e meno suscettibile alla formazione di fessure dovute a stress meccanici o termici. Le fibre distribuite uniformemente nella matrice cementizia agiscono come una rete interna che aiuta a distribuire le sollecitazioni in modo più omogeneo, migliorando la durabilità e la tenacità del materiale.

Il cemento rinforzato con fibre è utilizzato in una vasta gamma di applicazioni, tra cui la costruzione di strutture industriali, pavimentazioni ad alta resistenza e elementi prefabbricati. Inoltre, è particolarmente utile in ambienti dove il cemento tradizionale potrebbe non essere sufficientemente resistente, come in aree soggette a vibrazioni o carichi dinamici. In questo modo, il cemento rinforzato con fibre offre una soluzione versatile e robusta, che risponde alle esigenze di modernità, efficienza e sostenibilità nelle costruzioni.

Il cemento polimerico

Il cemento polimerico è una variante avanzata del cemento tradizionale, in cui una resina polimerica sostituisce in parte o completamente l'acqua utilizzata nel processo di idratazione. Questa combinazione conferisce al materiale maggiore resistenza alla trazione e una resistenza agli agenti chimici superiore rispetto al cemento convenzionale. Le resine più comuni usate per questo tipo di cemento sono il polietilene, il polipropilene e il poliestere.

Una delle caratteristiche principali del cemento polimerico è la sua migliorata durabilità, che lo rende ideale per applicazioni in ambienti aggressivi, come in presenza di sostanze chimiche o in ambienti marini. Inoltre, grazie alla presenza dei polimeri, questo materiale ha una maggiore impermeabilità e resiste meglio all'umidità e al congelamento. Il cemento polimerico è utilizzato principalmente in riparazioni strutturali, pavimentazioni industriali, rivestimenti protettivi e per la realizzazione di materiali prefabbricati. La sua capacità di adattarsi a diverse esigenze lo rende ideale per applicazioni che richiedono sia flessibilità che resistenza.

Nonostante i costi più elevati rispetto al cemento tradizionale, il cemento polimerico è sempre più apprezzato per la sua sostenibilità e per le sue performance superiori in ambienti estremi.

Il cemento autocurante

Il degrado del cemento è un processo inesorabile e per risolvere questo problema è stato realizzato il cemento autocurante. Questa tecnologia è stata messa a punto dalla Drexel University in Pennsylvania: hanno realizzato il cemento con un particolare tipo di batterio, Lysinibacillus sphaericus, inserito a sua volta in un polimero chiamato BioFiber.

Immagina delle fibre polimeriche speciali, le Biofiber, che fungono da vettori per batteri dormienti. Questi batteri, racchiusi nelle fibre insieme a sostanze nutritive, rimangono inattivi fino a quando una crepa non si forma nel calcestruzzo. A quel punto, l'acqua e l'ossigeno penetrano nella fessura, risvegliando i batteri che iniziano a nutrirsi delle sostanze nutritive inserite nelle fibre polimeriche. Durante questo processo, i batteri producono carbonato di calcio, una sostanza che riempie gradualmente la crepa, sigillandola e impedendo all'acqua e ad altri agenti dannosi di penetrare. Questo processo di autoguarigione ripristina l'integrità del calcestruzzo, prolungandone la durata. A livello chimico, la formazione del carbonato di calcio è una reazione di precipitazione, dove gli ioni di calcio reagiscono con gli ioni carbonato prodotti dai batteri. Il pH del calcestruzzo gioca un ruolo cruciale, influenzando l'attività dei batteri e la solubilità del carbonato di calcio.

I nutrienti forniti all'interno delle Biofiber devono essere compatibili con l'ambiente del calcestruzzo e in grado di sostenere l'attività batterica. In definitiva, il cemento autocurante con Biofiber sfrutta processi biologici per innescare una reazione chimica che ripara autonomamente le fessure, offrendo una soluzione innovativa per la costruzione di strutture più durature e sostenibili.

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