Nel contesto del riciclo dei materiali edilizi, la varietà e la composizione dei rifiuti derivanti da demolizioni e costruzioni rendono necessari impianti diversificati per il trattamento. Questi impianti si distinguono principalmente in due categorie: impianti mobili e impianti stazionari. La differenza fondamentale tra i due risiede nella capacità di trattamento, nella flessibilità operativa e nei requisiti tecnici.

Gli impianti mobili sono concepiti per operare direttamente sul sito di demolizione, con un design che consente di spostare rapidamente l'attrezzatura in vari luoghi di intervento. La loro capacità di alimentazione arriva fino a circa 250 tonnellate all'ora, ed è generalmente adatta per aree di demolizione che trattano almeno 5000 tonnellate di materiale. Questi impianti si caratterizzano per la loro facilità di trasporto, essendo montati su semirimorchi o piattaforme a bassa altezza, e possono essere allestiti in modo rapido senza la necessità di particolari permessi, a meno che non superino un determinato limite di tempo operativo in un'area. Sebbene gli impianti mobili siano meno complessi e versatili rispetto a quelli stazionari, le tecnologie oggi disponibili consentono loro di effettuare separazioni per la produzione di materiali riciclati classificati in frazioni e privi di impurità leggere, utilizzando anche sistemi di vagliatura e separazione ad aria. In termini di qualità, il controllo del prodotto finale dipende principalmente dalla qualità del materiale in ingresso e dall'impegno tecnologico impiegato. La produzione in genere si limita a uno o due prodotti, e il riciclaggio in loco è frequentemente praticato, riducendo i costi di trasporto.

Gli impianti stazionari, d'altra parte, sono impianti fissi, utilizzati principalmente in aree urbane o in zone ad alta densità di rifiuti edilizi. Hanno capacità che possono arrivare fino a un milione di tonnellate all'anno, a seconda delle necessità, e sono solitamente situati in centri di smaltimento o impianti di trattamento di rifiuti urbani. Questi impianti sono ideali per la gestione di grandi quantità di rifiuti, come quelli prodotti dalle grandi città o dalle aree industriali. Gli impianti stazionari offrono vantaggi significativi in termini di capacità di trattamento e di possibilità di utilizzare tecnologie avanzate come la separazione umida per ottenere materiali riciclati di alta qualità. Inoltre, possono operare in parallelo con l'estrazione e il trattamento di aggregati naturali in cave, creando sinergie tra il trattamento dei rifiuti e la produzione di nuovi materiali da costruzione.

In generale, mentre gli impianti mobili offrono una grande flessibilità e sono ideali per lavori di demolizione che richiedono una gestione diretta sul campo, gli impianti stazionari sono più adatti per operazioni di trattamento su larga scala, dove la qualità dei materiali riciclati deve essere controllata e monitorata con maggiore precisione.

La scelta tra impianti mobili e stazionari dipende da vari fattori, tra cui la quantità di materiale da trattare, le specifiche tecniche richieste e le condizioni logistiche. In ogni caso, entrambi i tipi di impianti sono parte integrante di un sistema di riciclo che mira a ridurre l'impatto ambientale dei rifiuti edilizi e a recuperare risorse utili per nuove costruzioni, contribuendo così alla sostenibilità del settore edile.

Oltre a questo, è fondamentale comprendere che la gestione dei rifiuti edilizi non riguarda solo la separazione e il trattamento del materiale. La progettazione degli impianti deve tenere conto anche della logistica, dei costi operativi e delle normative locali riguardanti il trattamento dei rifiuti. La ricerca e lo sviluppo nel campo delle tecnologie di riciclo sono in costante evoluzione, mirando non solo a migliorare l'efficienza, ma anche a ridurre al minimo l'impatto ambientale, aumentando la qualità dei materiali riciclati per favorire il loro riutilizzo nelle costruzioni.

Quali sono le caratteristiche specifiche degli aggregati riciclati nel calcestruzzo?

Il calcestruzzo è un materiale composito la cui riproducibilità delle proprietà dipende da un volume sufficientemente ampio di materiale. Anche la preparazione di miscele di particelle, come quelle comprese nella granulometria 0/32 mm, introduce differenziazioni significative nella composizione. In un cumulo di calcestruzzo omogeneo ma lavorato, infatti, le particelle si distinguono per contenuto di pasta di cemento indurita: alcune sono aggregate composite, altre sono quasi prive di pasta, mentre altre ancora sono costituite quasi esclusivamente da malta. Questa variabilità interna determina un’eterogeneità di costituzione che si manifesta chiaramente nella distribuzione delle densità delle particelle, che può oscillare tra 1900 kg/m³ e 2700 kg/m³. La densità minima si avvicina a quella della sola pasta di cemento indurita, mentre quella massima è quella tipica di un aggregato naturale.

L’eterogeneità costituzionale è insita nella natura stessa degli aggregati riciclati, anche in assenza di impurità estranee, e non può essere modificata tramite la semplice miscelazione. Una sua riduzione richiede processi aggiuntivi, come l’abrasione per rimuovere la pasta di cemento indurita. Oltre all’eterogeneità di composizione, vi è anche un’eterogeneità di distribuzione, legata alla non omogenea distribuzione delle particelle nel cumulo, la quale può essere parzialmente influenzata attraverso miscelazione e omogeneizzazione. Questi aspetti sono fondamentali per la determinazione della composizione materiale e per le caratteristiche ambientali dei materiali riciclati prodotti industrialmente.

La composizione materiale viene determinata mediante analisi di frazionamento, la cui affidabilità dipende dalla massa del campione prelevato e dalla rappresentatività del campione stesso. Quest’ultima è garantita solo se ogni particella ha uguale probabilità di essere selezionata. Su questa base sono state sviluppate diverse teorie di campionamento, note come “Theory of Sampling (TOS)”, con fondamenta teoriche che risalgono ai lavori di Gy e successive evoluzioni applicate a materiali minerari e da cava. Tra queste metodologie, il numero di particelle da campionare viene calcolato per garantire un livello di confidenza desiderato, assumendo che la composizione del campione segua una distribuzione normale. Ad esempio, un campione di 1000 particelle, composto da diversi sottocampioni, è generalmente sufficiente per rilevare contenuti attorno al 3% in massa con adeguata affidabilità.

L’eterogeneità costituzionale è responsabile della variabilità delle proprietà dei calcestruzzi realizzati con aggregati riciclati, specialmente quando si producono più lotti con diverse ricette: la separazione accurata dei campioni diventa cruciale per evitare differenze significative nel contenuto di pasta di cemento indurita tra i lotti. Inoltre, l’eterogeneità di distribuzione deve essere considerata nella determinazione della composizione del materiale da grandi cumuli, dove si effettuano analisi di frazionamento per verificare limiti stringenti sui contenuti di sostanze estranee, come previsto dalle normative per l’impiego degli aggregati riciclati in strade. Per esempio, il limite di sostanze non galleggianti è fissato allo 0,2% in massa, mentre per materiali contenenti gesso il limite è dello 0,5%. Per rispettare tali requisiti, le masse dei campioni analizzati oscillano tipicamente tra 60 e 100 kg, ma in casi di limiti molto bassi può essere necessaria una massa campionaria superiore, fino a 210 kg per una soglia di contaminazione dello 0,2%.

Nel settore del riciclo, il controllo rigoroso di sostanze indesiderate non si limita al calcestruzzo: anche in altre industrie si adottano misure analoghe, come nel riciclo del vetro, dove il contenuto di frammenti di colore non ammessi non deve superare il 15% in massa, e il contenuto di ceramiche, porcellane e pietre è limitato a 0,0025%. La massa del campione da analizzare si determina in funzione della soglia di rilevamento e della precisione statistica richiesta, creando una relazione coerente tra dimensione del campione e contenuto minimo da identificare.

Diversamente dagli aggregati naturali, quelli riciclati non sono chimicamente inerti: possono avvenire reazioni chimiche all’interno della pasta di cemento residua o nella seconda generazione di calcestruzzi che li contiene. Due fattori principali facilitano tali reazioni: la porosità degli aggregati riciclati, che permette il trasporto di acqua necessaria per le reazioni, e la superficie specifica elevata degli aggregati ottenuti da frantumazione, che è molto più ampia rispetto a quella di pezzi di calcestruzzo non frantumati. Questa maggiore superficie favorisce l’ingresso di agenti reattivi e quindi potenzia il potenziale reattivo degli aggregati riciclati.

È fondamentale comprendere che le proprietà variabili degli aggregati riciclati derivano non solo dalla loro composizione chimica, ma anche dalla loro struttura fisica e dalla distribuzione granulometrica nel cumulo. La gestione accurata di questi aspetti nel processo di produzione e campionamento permette di controllare la qualità del calcestruzzo riciclato, rendendo possibile la sua applicazione in contesti tecnici e ambientali con requisiti precisi. Inoltre, la natura non inerente degli aggregati riciclati richiede una valutazione continua del loro comportamento reattivo nei nuovi impieghi, poiché questi processi influenzano direttamente le prestazioni meccaniche e la durabilità dei calcestruzzi prodotti.

Come possono essere utilizzati i materiali riciclati nella costruzione stradale?

L’impiego di materiali riciclati provenienti da demolizioni edilizie nella costruzione di infrastrutture stradali richiede una valutazione rigorosa delle condizioni geotecniche e ambientali del sito. In particolare, l’uso di materiali riciclati con eluati elevati è ammesso solo laddove il sottosuolo sia scarsamente permeabile o impermeabile. Inoltre, la presenza di uno strato superficiale denso e impermeabile – come l’asfalto o il calcestruzzo – è fondamentale per impedire l’infiltrazione dell’acqua nei materiali riciclati sottostanti.

L’applicazione dei materiali riciclati nel movimento terra varia notevolmente in funzione dell'opera da realizzare. Per esempio, nella costruzione di barriere antirumore, il fabbisogno può raggiungere le centinaia di tonnellate per metro lineare, richiedendo una pianificazione adeguata delle forniture lungo l’intero arco del cantiere. Al contrario, per il riempimento di trincee di posa delle condutture, la necessità è spesso inferiore alle dieci tonnellate per metro, ma tale applicazione è molto più frequente e diffusa.

La costruzione stradale è strutturata in tre componenti principali: il sottofondo naturale o artificiale, la sovrastruttura, e il pacchetto stradale. Il terreno naturale o il rilevato costituiscono la fondazione, detta "formazione", sulla quale si realizza la sovrastruttura. Quest’ultima include strati di base – con o senza legante – e il manto stradale superiore. I materiali riciclati trovano un impiego consolidato negli strati di base non legati (come strati antigelo e letti di ghiaia) fin dagli anni ’80, e successivamente anche negli strati legati idraulicamente. L’uso del calcestruzzo riciclato per la produzione di lastre stradali è stato sperimentato in Germania nei primi anni ’90, ma oggi ha perso rilevanza.

Affinché gli aggregati riciclati possano essere impiegati negli strati antigelo e nelle basi non legate, essi devono rispettare specifici requisiti di composizione, come previsto dalla norma tedesca TL Gestein-StB. I limiti più stringenti si applicano ai componenti che possono compromettere la stabilità o la durabilità della pavimentazione stradale. Il contenuto di asfalto non deve superare il 30% in massa, per evitare problemi di compattazione e deformazioni sotto carichi elevati. Allo stesso modo, per laterizi, clinker e ceramiche, è imposto un limite del 30% in

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