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Soluzioni per calcestruzzo a basse emissioni di carbonio

kesä 30, 2023

Progettazione Ecocompatibile in Pratica

Progettazione Ecocompatibile in Pratica sono una serie di soluzioni di progettazione edilizia sostenibile che possono essere applicate su larga scala. Le soluzioni sono anche integrate come fonti di dati in One Click LCA for Buildings e Carbon Designer 3D. Ogni sei settimane pubblichiamo un articolo e le relative soluzioni. Buona lettura!

Soluzioni per calcestruzzo a basse emissioni di carbonio

mennessä | kesä 30, 2023 | Uncategorized

Questo articolo spiega cos’è il calcestruzzo a basse emissioni di carbonio, come può essere prodotto e quale sarà il futuro del calcestruzzo in un’industria edilizia decarbonizzata e circolare. Inoltre, illustra come i progettisti possono influenzare l’impatto del carbonio incorporato.
Il calcestruzzo è il materiale artificiale più utilizzato al mondo; nel 2020 ne sono stati prodotti 14 miliardi di m3; è un materiale da costruzione essenziale per edifici e progetti infrastrutturali. È popolare grazie alla sua resistenza, durata, versatilità e, nella maggior parte dei casi, al costo relativamente basso. Il calcestruzzo ha anche un elevato impatto di carbonio incorporato, causato dalla produzione di cemento, uno dei suoi principali costituenti, che è un processo di produzione ad alta intensità energetica, e dalle emissioni di carbonio derivanti dal processo di calcinazione chimica. A seconda del ciclo di costruzione, il cemento è responsabile di circa l’8% delle emissioni globali di gas serra. Un’altra sfida nell’utilizzo del calcestruzzo è la riutilizzabilità poiché oggi praticamente tutto il calcestruzzo viene frantumato in aggregati alla fine della vita dell’edificio. A causa dell’elevato volume utilizzato, non esiste materiale che possa sostituire l’uso del calcestruzzo. Sebbene i materiali da costruzione alternativi abbiano un ruolo prezioso nella decarbonizzazione dell’ambiente edilizio, la loro scalabilità non è sufficiente a sostituire il calcestruzzo. Altri materiali, tuttavia, contribuiscono a stimolare l’innovazione nel settore del calcestruzzo per migliorarne le prestazioni ambientali.

Una guida rapida per team di progettazione e appaltatori

Una lista di controllo per ridurre il carbonio incorporato quando si costruisce con il calcestruzzo
  1. Riduci al minimo la quantità di calcestruzzo in base alla progettazione. Ottimizza le griglie strutturali e utilizza soluzioni efficienti in termini di materiali come le lastre cave.
  2. Verifica che l’adattabilità dell’edificio non sia compromessa da quanto sopra.
  3. Riduci al minimo l’uso totale del clinker nel tuo progetto utilizzando leganti alternativi. Ciò riduce anche i costi.
  4. Fai il punto della situazione e ottieni il consenso del committente/investitore per l’implementazione nel progetto di soluzioni di calcestruzzo a basse emissioni di carbonio, ad esempio, sostituzioni tradizionali per le strutture, nuove soluzioni per le pavimentazioni e simili.
  5. Pianifica i tempi di indurimento in funzione del calendario di costruzione per consentire, quando possibile, un tempo di valutazione della resistenza più lungo.
  6. Imposta una specifica di calcestruzzo a basse emissioni di carbonio come requisito per l’acquisto.
  7. Chiedi soluzioni a basse emissioni di carbonio ai tuoi fornitori.
  8. Scegli barre di rinforzo a basso tenore di carbonio, fibre o soluzioni di rinforzo alternative.
  9. Chiedi ai fornitori di sostenere le loro soluzioni a basse emissioni di carbonio con EPD.
  10. Prendi in considerazione gli impatti relativi ai trasporti quando fai scelte di acquisto.

Perché il calcestruzzo è così ad alta intensità di carbonio?

Il calcestruzzo è costituito da: cemento, acqua, sabbia, aggregati e, in alcuni casi, additivi chimici per una maggiore lavorabilità. La maggior parte delle emissioni di carbonio del calcestruzzo proviene dal cemento. Il cemento a sua volta è costituito da clinker (il tradizionale cemento Portland) e altri materiali. Il clinker è realizzato riscaldando calcare frantumato, argilla e altri materiali a temperature fino a 1400 °C. Tale temperatura può essere raggiunta solo con combustibili ad alto contenuto energetico, quindi la maggior parte della sua produzione si basa su combustibili fossili. A queste temperature, il calcare(CaCO3) viene decomposto in calce (CaO) e CO2.  L’anidride carbonica derivante dal processo è indicato come carbonio da calcinazione. Il processo di calcinazione stesso è necessario affinché il clinker funzioni come legante, quindi non è possibile evitarlo. La maggior parte delle volte, il clinker viene miscelato con altri materiali per ottenere le proprietà desiderate del cemento. Il calcestruzzo viene spesso utilizzato in strutture monolitiche o gettato sul posto, il che non consente di riutilizzarlo facilmente dopo la fine del ciclo di vita di un edificio. Lo scenario di fine vita più circolare è che il calcestruzzo venga frantumato in aggregati. Ciò significa che è necessario nuovo calcestruzzo per gli edifici futuri con tutte le emissioni di carbonio aggiuntive che ne derivano.

Figura 1: Composizione tipica del calcestruzzo tradizionale

Figura 2: Il processo di produzione del cemento: forno cilindrico da calce

Cos’è il calcestruzzo a basse emissioni di carbonio?

Non esiste una definizione concordata a livello globale per il calcestruzzo a basse emissioni di carbonio. Ciò che è comunemente percepito come calcestruzzo a basse emissioni di carbonio nel settore delle costruzioni è un mix di calcestruzzo che contiene una quantità di carbonio incorporato inferiore rispetto a un mix di calcestruzzo medio. Tuttavia, non esiste un parametro di riferimento concordato nella maggior parte delle aree geografiche e nessuna riduzione percentuale concordata del carbonio incorporato affinché la miscela di calcestruzzo possa essere classificata come a basse emissioni di carbonio. I tentativi locali di concordare quanto sopra includono il Concrete Sustainability Council (Germania), lo standard Lavkarbonbetong (Norvegia) e il Low Carbon Concrete Code del Regno Unito. Ciò si traduce nell’uso di tale termine ogni volta in cui il calcestruzzo ha carbonio incorporato inferiore rispetto a una tipica miscela di cemento Portland, anche se la riduzione è minima e talvolta persino teorica. Nella maggior parte dei casi, la riduzione del carbonio incorporato sarà il risultato della sostituzione del cemento con leganti alternativi più tradizionali come ceneri volanti, scorie di altoforno granulato macinato (GGBS, Ground Granulated Blast Furnace Slag), argille calcinate e, in alcuni casi limitati, pozzolane naturali, e con nuove soluzioni innovative. Questo elenco non è esaustivo: esistono anche molte altre soluzioni. Il problema con la maggior parte del calcestruzzo a basse emissioni di carbonio prodotto oggi è che il clinker, ingrediente chiave del cemento, viene sostituito con materiali secondari provenienti da processi basati su combustibili fossili. Sebbene questo sia un utile meccanismo di transizione, non può scalare mentre decarbonizziamo la produzione di energia e altri settori.

La riduzione del clinker di cemento ridurrà il carbonio incorporato nel calcestruzzo

Il calcestruzzo viene utilizzato nelle fondamenta, nelle lastre e nel telaio strutturale della maggior parte degli edifici in tutto il mondo. Con la maggior parte del carbonio incorporato del calcestruzzo proveniente dalla produzione di cemento, la chiave per ridurre il carbonio incorporato del calcestruzzo è ridurre la quantità totale di cemento utilizzato. Per fare ciò è necessario:
  • Evitare una eccessiva progettazione degli elementi strutturali che porterà a una riduzione della quantità di calcestruzzo e cemento utilizzati.
  • Razionalizzare la considerazione dei carichi sotto tensione durante la progettazione, carichi che sono spesso sovrastimati. La sovrastima del carico può essere evitata con una progettazione strutturale dettagliata senza influire sulla futura adattabilità dell’edificio.
  • Progettare per l’efficienza dei materiali ottimizzando la portata della griglia strutturale e incorporando elementi in calcestruzzo più efficienti in termini di materiali come lastre cave e impalcati compositi.
  • Evitare di specificare una eccessiva resistenza alla compressione del calcestruzzo. Le miscele di calcestruzzo possono essere ottimizzate per parti specifiche dell’edificio; non è necessario utilizzare la resistenza standard per tutto.
  • Evitare di specificare una eccessiva resistenza alla compressione del calcestruzzo nei primi giorni dopo il getto (7, 14 e 28 giorni). Questo permetterà l’utilizzo del calcestruzzo con leganti alternativi che, nella maggior parte dei casi, hanno tempi di indurimento più lunghi.
  • L’utilizzo di leganti alternativi come ceneri volanti, GGBS, argille calcinate ecc.
  • L’utilizzo di altre soluzioni innovative in calcestruzzo, ove presenti, non necessariamente legate alla riduzione del cemento.
Un vantaggio chiave dell’ottimizzazione della quantità di calcestruzzo e clinker di cemento è il risparmio sui costi in conto capitale.

Leganti alternativi al cemento

I leganti alternativi al cemento più comunemente usati sono:
  • Ceneri volanti/ceneri di combustibile polverizzate
  • Scorie di altoforno granulato macinate
  • Argille calcinate
Sebbene alcuni siano ampiamente utilizzati dall’industria delle costruzioni, la loro disponibilità dipende da processi relativi ai combustibili fossili e si prevede che sarà limitata in futuro quando si spera che l’uso di combustibili fossili diminuirà. Di conseguenza, l’uso di tali leganti è importante oggi, ma non può essere una parte significativa del futuro a zero emissioni di carbonio del calcestruzzo. Sebbene i leganti elencati qui ridurranno il carbonio incorporato del calcestruzzo, sono spesso visti con scetticismo dagli appaltatori poiché influenzano il tasso di indurimento del calcestruzzo. Ciò significa che le miscele di calcestruzzo con tali leganti avranno bisogno di più tempo per raggiungere un determinato livello di resistenza rispetto alle tradizionali miscele di cemento Portland. Una miscela di calcestruzzo con il 50% di GGBS, ad esempio, avrà la metà della resistenza di una miscela di cemento Portland nei 7 giorni successivi al getto, ma dovrebbe raggiungere la stessa resistenza entro 28 giorni. Il tempo di indurimento più lento può ritardare la costruzione di alcuni giorni per ogni piano dell’edificio aggiunto, il che può comportare maggiori ritardi e incidere sui costi nelle costruzioni di edifici più alti. Gli appaltatori dovranno pianificare un tempo più lungo di indurimento del calcestruzzo a basse emissioni di carbonio, ove possibile, per mitigare i ritardi e le implicazioni sui costi associati.

Ceneri volanti/ceneri di combustibile polverizzate

Le ceneri combustibili polverizzate (PFA), note anche come ceneri volanti, sono un sottoprodotto della combustione del carbone nelle centrali elettriche. Quando il carbone viene bruciato, produce una cenere fine e polverosa che viene trasportata dai gas di scarico. Questa cenere viene raccolta e utilizzata come legante alternativo nel calcestruzzo. Il PFA sostituisce in genere circa il 30% del clinker, ma può essere utilizzato anche a percentuali più elevate. Quando viene aggiunto al calcestruzzo, il PFA reagisce con i prodotti di idratazione del cemento dando luogo a un calcestruzzo più denso e più resistente ma che, come la maggior parte degli altri leganti alternativi, richiederà tempi di indurimento più lunghi.

Scorie di altoforno granulato macinate

Le scorie d’altoforno granulate macinate (GGBS) sono un sottoprodotto della produzione di acciaio, in particolare del processo di altoforno, in cui il minerale di ferro viene fuso per produrre ferro. Il GGBS può essere utilizzato come sostituto parziale del clinker nel calcestruzzo, sostituendo in genere fino al 50% di esso, ma è in grado di raggiungere anche percentuali molto più elevate. Come per il PFA, il principale svantaggio del GGBS è il tempo di indurimento più lungo richiesto.

Argille calcinate

L’argilla calcinata è un tipo di pozzolana prodotta riscaldando alcuni tipi di minerali argillosi ad alte temperature (circa 700-900 °C) in un processo noto come calcinazione che fa sì che i minerali argillosi subiscano una trasformazione chimica, con conseguente formazione di un materiale alluminosilicato amorfo altamente reattivo che può reagire con l’idrossido di calcio, un prodotto dell’idratazione del cemento, in presenza di acqua per formare ulteriori composti cementizi. Le argille adatte a diventare argille calcinate hanno un alto contenuto di allumina e silice. Uno di questi tipi di argilla è il caolino, noto anche come argilla cinese.

Altri leganti

Altri leganti alternativi, anche se non ampiamente utilizzati, includono la cenere di lolla di riso e il gesso. La cenere di lolla di riso è un sottoprodotto della produzione di riso. Quando le bucce di riso vengono rimosse dal riso, vengono bruciate. La cenere risultante da questo processo è nota come cenere di lolla di riso e ha un alto contenuto di silice che gli consente di produrre ulteriori composti cementizi quando reagisce con l’idrossido di carbonio che è un prodotto dell’idratazione del cemento. Un vantaggio chiave della cenere di lolla di riso è che si tratta di una risorsa rinnovabile.

Altre soluzioni

Possiamo quindi affermare che il calcestruzzo a basse emissioni di carbonio è tutto incentrato su leganti alternativi al cemento? No, altre tecnologie per calcestruzzo a basse emissioni di carbonio stanno emergendo ora, alcune delle quali già disponibili in commercio e in espansione.

Tecnologie di cattura del carbonio

Una causa significativa delle emissioni di carbonio del calcestruzzo è il processo di calcinazione durante la produzione di cemento. Anche se l’energia principale utilizzata nella produzione e nel trasporto di calcestruzzo fosse a zero emissioni di carbonio, le emissioni legate alla calcinazione rimarrebbero le stesse. Per risolvere questo problema, Heidelberg Materials sta attualmente costruendo il primo impianto al mondo di cattura e stoccaggio del carbonio in un impianto di produzione di cemento a Brevik, in Norvegia, e prevede di fare lo stesso nello stabilimento Slite in Svezia.

Iniezione di anidride carbonica

Tali tecnologie mirano a utilizzare laCO2 catturata iniettandola nel calcestruzzo mentre è ancora in forma liquida. LaCO2 reagisce quindi con il cemento e l’acqua per produrre ulteriori composti cementizi. Tali tecnologie esistono già commercialmente ed è possibile applicarle agli impianti di calcestruzzo esistenti. CarbonCure, una società canadese, e Carbonaide, una società finlandese, stanno sviluppando tecnologie che possono essere utilizzate rispettivamente nel calcestruzzo preconfezionato esistente e nel calcestruzzo prefabbricato.  CarbonBuilt ha sviluppato una tecnologia simile per la produzione di blocchi di calcestruzzo a bassissimo tenore di carbonio che può essere integrata in qualsiasi impianto di blocchi di calcestruzzo esistente e riduce il carbonio incorporato dei blocchi sostituendo il cemento con un altro materiale alternativo che reagisce con laCO2 iniettata durante il processo di polimerizzazione per formareCaCO3 (calcare). La prima produzione commerciale di blocchi di cemento utilizzando questa tecnologia è stata avviata da Blair Block in Alabama, USA, nel 2022.

Biotecnologia

Sono inoltre in corso ricerche su come ottenere calcestruzzo a basse emissioni di carbonio con l’uso della biotecnologia. Prometheus Materials negli Stati Uniti ha sviluppato una miscela di calcestruzzo che utilizza alghe in sostituzione del cemento Portland. La loro soluzione è stata utilizzata in progetti pilota e ci si sta sforzando per arrivare alla piena commercializzazione del prodotto. Biozeroc, una startup nel Regno Unito, è un’azienda di biomateriali che produce calcestruzzo a basse emissioni di carbonio utilizzando batteri. Il loro processo utilizza batteri per legare aggregati e sabbia insieme in un materiale che funziona bene come il calcestruzzo convenzionale. Questo processo di produzione di BioConcrete emette almeno l’85% in meno di carbonio e ha il potenziale per essere negativo al carbonio una volta che i materiali di scarto sono incorporati nelle materie prime batteriche.

Soluzioni a base vegetale

Le soluzioni a base vegetale includono materiali che in molti casi sono un mix di calce, sabbia, argilla e fibre vegetali. Uno di questi materiali è l’hempcrete, fatto di calce, sabbia e fibre di canapa. Tali materiali possono essere utilizzati per elementi gettati in loco, calcestruzzo proiettato e unità di muratura. Sebbene questi materiali siano a base biologica e siano dotati di carbonio incorporato ultra basso, non possono sostituire il calcestruzzo tradizionale se non per piccoli edifici e applicazioni non portanti.
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Come potrebbe il calcestruzzo diventare più circolare?

La stragrande maggioranza del carbonio incorporato del calcestruzzo è dovuta alla fase di produzione (A1-A3). Anche quando vengono utilizzati leganti alternativi, rimane comunque un impatto significativo A1-A3. Un ottimo modo per ridurre questi impatti in futuro è ridurre la necessità di produrre nuovo calcestruzzo. Poiché la domanda di calcestruzzo non dovrebbe ridursi nei prossimi decenni, l’unico modo per farlo accadere è utilizzare il calcestruzzo in elementi che possono essere riutilizzati in futuro. Attualmente, lo scenario di fine vita più probabile per il calcestruzzo è quello di essere frantumato in aggregati, che tuttavia non possono essere riutilizzati indefinitamente o in grande quantità in elementi strutturali a causa della struttura monolitica del calcestruzzo in situ che ne rende impossibile lo smontaggio e il riutilizzo. Gli elementi prefabbricati in calcestruzzo, se progettati correttamente, possono consentire lo smontaggio e il riutilizzo futuri. La chiave per consentire il riutilizzo di elementi costruttivi come colonne in cemento, travi e pannelli è l’attenta progettazione e l’implementazione reversibile dei collegamenti. 3XN Architects è ben noto per la sua ricerca su materiali a basse emissioni di carbonio e circolari. Nel loro rapporto Building a Circular Future, propongono connessioni reversibili per elementi in cemento, tra gli altri.

Il ruolo dello specificatore nel calcestruzzo a basse emissioni di carbonio

Le specifiche del calcestruzzo si basano su standard nazionali che definiscono il grado del calcestruzzo e il rapporto acqua/cemento da utilizzare in base al clima e alle zone di esposizione. Gli ingegneri strutturali possono fare un ulteriore passo avanti rispetto agli standard nazionali e specificare requisiti basati sulle prestazioni per le miscele di calcestruzzo. Una specifica basata sulle prestazioni definirà i requisiti di durabilità, ad esempio resistenza alla carbonatazione, ritiro massimo accettabile del calcestruzzo, resistenza alla compressione quando il calcestruzzo è completamente indurito e resistenza minima alla compressione precoce in un determinato periodo di tempo come richiesto per la continuazione della costruzione. La resistenza alla compressione precoce dovrebbe idealmente essere valutata in periodi più lunghi rispetto a quelli tipicamente realizzati con la miscela di cemento Portland per consentire l’uso di leganti alternativi. Il carbonio incorporato massimo può essere specificato per il tipo di calcestruzzo indicato come sopra. I limiti di carbonio incorporati dovrebbero essere basati sulla disponibilità locale e dovrebbero anche prendere in considerazione gli impatti relativi alla produzione di calcestruzzo, il trasporto al sito e gli sprechi del sito.

Il ruolo degli appaltatori nel calcestruzzo a basse emissioni di carbonio

Gli appaltatori dovrebbero cercare di procurarsi calcestruzzo a basse emissioni di carbonio secondo le relative specifiche. Se la specifica non è basata sulle prestazioni, dovrebbero procurarsi calcestruzzo da produttori con basso tenore di carbonio incorporato documentato per il tipo di calcestruzzo richiesto attraverso l’uso e il confronto delle EPD, ove disponibili. Laddove le EPD non siano disponibili, si dovrebbero preferire miscele di calcestruzzo con la massima quantità di leganti alternativi. È necessario esercitare pressioni sui fornitori locali per documentare le loro miscele di calcestruzzo a basse emissioni di carbonio con EPD. Durante la costruzione, è possibile ottenere una notevole riduzione del carbonio incorporato riducendo al minimo lo spreco di calcestruzzo in loco o l’uso di elementi prefabbricati in calcestruzzo, dove possibile.

Confronto tra miscele di calcestruzzo e come modellare calcestruzzo a basse emissioni di carbonio in One Click LCA

Il database LCA One Click dispone di decine di migliaia di datapoint per calcestruzzo preconfezionato, di cui circa 6500 sono datapoint generici che rappresentano processi di produzione tipici per vari tipi di calcestruzzo. Molti di questi dati generici provengono da EPD medie del settore come quelli prodotti da NRMCA negli Stati Uniti e in Canada. Inoltre, ci sono molti altri datapoint generici provenienti da database normativi dei governi europei. Infine, One Click LCA fornisce anche i propri datapoint generici per diversi tipi di calcestruzzo preconfezionato in tutto il mondo. L’elenco seguente riassume i datapoint generici pronti all’uso disponibili nel database LCA One Click per aiutarti a modellare il carbonio incorporato nel calcestruzzo nelle fasi iniziali e quando non è disponibile una EPD specifica per un impianto di calcestruzzo:
  1. EPD medie del settore da associazioni di produttori (ad es. NRMCA)
  2. Datapoint generici LCA One Click per miscele di cemento Portland e gradi di calcestruzzo che vanno da C12/15 (1700/2200 PSI) a C60/75 (8700/10900 PSI)
  3. Datapoint generici OneClick LCA per tipi di calcestruzzo come sopra con cemento sostituito da PFA in un intervallo dal 10% al 50%.
  4. Datapoint generici OneClick LCA per tipi di calcestruzzo come sopra con cemento sostituito da GGBS in un intervallo dal 10% al 75%.
È inoltre possibile creare specifiche del calcestruzzo personalizzate utilizzando i set di dati seguenti:
  1. Cemento Portland
  2. Scorie di altoforno granulato macinate
  3. Ceneri volanti polverizzate
  4. Silica Fume
  5. Metacaolino
  6. Tipi di cemento standardizzati come CEM I, CEM II, CEM III e CEM IV
  7. Aggregati vergini e calcestruzzo riciclato a varie densità
Per le soluzioni basate su hempcrete, è possibile utilizzare i datapoint generici One Click LCA per hempcrete, shotcrete con hempcrete e unità di muratura di hempcrete. Il database LCA One Click viene continuamente arricchito con datapoint più generici per coprire miscele di calcestruzzo con leganti alternativi a percentuali diverse. Se si sta considerando una miscela di calcestruzzo con un legante alternativo in una percentuale in cui non esiste un datapoint pronto all’uso, è possibile modellare la propria miscela di calcestruzzo utilizzando datapoint per cemento Portland, altri tipi di cemento, leganti alternativi, sabbia e datapoint aggregati come elencato sopra. One Click LCA consente di salvare queste miscele alternative di calcestruzzo come costruzioni private, memorizzarle come dataset nella libreria e riutilizzarle come dataset singoli nelle LCA degli edifici in futuro.
Scopri di più su come creare un dataset privato  e costruzioni private con One Click LCA tramite questi articoli dell’helpdesk.

Come confrontare diverse miscele di calcestruzzo

Un modo rapido e semplice per confrontare diverse miscele di calcestruzzo utilizzando One Click LCA, è aggiungere i datapoint di interesse alla funzione “confronta dati”. Questo genererà automaticamente un grafico che mostra le emissioni di carbonio per modulo del ciclo di vita per ciascuna delle miscele confrontate per l’unità funzionale richiesta. La funzione è disponibile sia per datapoint generici che per EPD specifiche del produttore e può essere utilizzata per qualsiasi tipo di materiale.
Scopri di più su come utilizzare la funzione Advanced Material Comparision (Confronto avanzato materiali).

Rinforzo sostenibile del calcestruzzo

Il calcestruzzo, specialmente negli edifici, sarà tipicamente utilizzato insieme al rinforzo in acciaio. L’armatura è necessaria per consentire agli elementi in calcestruzzo di sopportare forze di trazione che altrimenti non sarebbero possibili a causa della bassa resistenza alla trazione del calcestruzzo. A seconda dell’area geografica, del tasso di rinforzo e del contenuto riciclato delle barre di rinforzo in acciaio, l’armatura può essere responsabile fino al 50% del carbonio incorporato del cemento armato (100% miscela di cemento Portland con 60% di tondo per cemento armato riciclato e tasso di rinforzo di 200 kg/m3). Per ridurre l’impatto del rinforzo nel calcestruzzo, sono presenti vari tipi di rinforzo alternativi che possono essere utilizzati. Nessuno di essi può essere versatile come le tradizionali barre di rinforzo in acciaio; tuttavia, in molti casi, l’utilizzo di uno dei seguenti tipi di rinforzo alternativi potrebbe comportare significativi risparmi di carbonio incorporato. I rinforzi alternativi possono essere classificati in fibre organiche come fibre di canapa, fibre di acciaio che sono ampiamente utilizzate in varie applicazioni come pavimentazioni industriali e altre fibre minerali o barre realizzate ad esempio in vetro e basalto. I seguenti datapoint generici per il rinforzo alternativo possono essere trovati nel database One Click LCA oltre alle varie EPD sviluppate dai produttori.
  1. Fibra di poliestere bicomponente, 100% contenuto riciclato
  2. Fibre di canapa, paglia e cannecchi
  3. Fibre di basalto
  4. Fibra di acciaio per armatura in calcestruzzo, contenuto riciclato 0% e 100%
  5. Fibra di vetro per rinforzo in calcestruzzo
  6. Fibra di polipropilene per armatura in calcestruzzo, contenuto riciclato 0% e 100%
  7. Fibra di lino
  8. Fibra di iuta
  9. Fibra di Kenaf
  10. Tondi di basalto per rinforzo in calcestruzzo

Come trovare una miscela di calcestruzzo a basse emissioni di carbonio nella tua area geografica

Quando arriva il momento di specificare il produttore esatto di calcestruzzo da cui verrà acquistato il calcestruzzo, di solito in fase di progettazione dettagliata o in fase di costruzione, come trovare miscele di calcestruzzo a basso impatto e produttori? La funzione di benchmark dei materiali green di One Click LCA consente di identificare tutte le miscele specifiche dell’impianto che hanno carbonio incorporato inferiore rispetto a quello già selezionato. La funzione è disponibile direttamente dalla richiesta del materiale attraverso la scheda dati di un materiale o tramite la pagina dei risultati in cui è possibile chiedere a One Click LCA di fornire un elenco di alternative più sostenibili ai materiali attualmente scelti. 
Scopri di più sui benchmark dei materiali green.

Chi può fornire soluzioni per calcestruzzo a basse emissioni di carbonio?

Molti produttori stanno già producendo calcestruzzo o cemento premiscelato e prefabbricato a basse emissioni di carbonio. Tutti i produttori che hanno creato EPD per le loro miscele di calcestruzzo o prodotti cementizi possono essere reperiti e confrontati in One Click LCA. Solo alcuni di essi sono elencati di seguito come riferimento.

Europa

America del Nord

  • Mexico: Forzac Concretos
  • California, USA: Graniterock
  • Washington, USA: CalPortland
  • Massachusetts, USA: Boston Sand & Gravel
  • Canada: Lehigh Hanson

Middle East and Africa del Nord

Qual è il futuro del calcestruzzo a basse emissioni di carbonio?

Il calcestruzzo a basso o bassissimo tenore di carbonio è attualmente reso disponibile principalmente sostituendo il cemento con leganti alternativi come GGBS, PFA e Silica Fume. L’urgente necessità di decarbonizzare il settore delle costruzioni il prima possibile, ha fatto in modo che la domanda di tali leganti alternativi sia in continuo aumento e che aumenti ancora in futuro. Allo stesso tempo, l’offerta di alcuni leganti come le ceneri volanti, che è un sottoprodotto della combustione del carbone, è destinata a diminuire a causa della ridotta domanda del prodotto primario (ad esempio l’elettricità basata sul carbone). Il calcestruzzo deve essere reso disponibile a un livello di carbonio incorporato ancora più basso di quello che si ottiene ora con leganti come GGBS e PFA e deve essere prodotto con nuovi processi di produzione e leganti innovativi. Nella sua tabella di marcia per l’industria del calcestruzzo e del cemento nel Regno Unito oltre net-zero, lo UK Concrete Center ha identificato un potenziale per ridurre il carbonio incorporato del calcestruzzo del 39% entro il 2050 a causa della decarbonizzazione della rete elettrica e dei trasporti, della minore produzione di carbonio di cemento e altri leganti e del passaggio del combustibile principale utilizzato nella produzione di cemento a un combustibile rinnovabile. La restante riduzione del 61% richiesta affinché il calcestruzzo diventi un materiale a zero emissioni di carbonio deve avvenire attraverso tecnologie di cattura del carbonio che affronteranno principalmente le emissioni legate alla calcinazione. Heidelberg Materials sta già costruendo il primo impianto di cattura e stoccaggio del carbonio in un impianto di produzione di cemento in Norvegia e prevede di fare lo stesso in un altro in Svezia entro il 2030. Altre aziende come CarbonCure e Carbonaide, come menzionato sopra, riducono il carbonio incorporato del calcestruzzo utilizzando CO2 nella miscela di calcestruzzo stesso, mentre aziende come Prometheus Materials e Biozeroc stanno esaminando l’utilizzo della biotecnologia per eliminare l’uso del cemento nel calcestruzzo per consentire di raggiungere un materiale da costruzione a zero o negativo simile al calcestruzzo.

EPD convenienti con il generatore di EDP One Click LCA Concrete EPD Generator

One Click LCA offre ora un generatore EPD per calcestruzzo sviluppato appositamente per il calcestruzzo. Lo strumento consente ai produttori di calcestruzzo di creare EPD per le loro miscele a una frazione dello sforzo e del costo rispetto alle soluzioni EPD tradizionali. Lo strumento genera EPD che sono verificate da terzi e conformi a ISO 14025, EN 15804 + A2 e standard associati, e apre il mercato per più prodotti per dimostrare le loro credenziali di sostenibilità.
Scopri di più su One Click LCA Concrete EPD generator o guarda la registrazione del nostro recente webinar su come creare EPD veloci per calcestruzzo.

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Come ridurre il carbonio incarnato quando si costruisce con il calcestruzzo

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L’Autore

Marios Tsikos

Consulting and Training Team Leader

Marios Tsikos è un esperto di LCA, BIM e sostenibilità con 10 anni di esperienza. Attualmente è consulente presso One Click LCA, dove fornisce formazione e assistenza ai clienti per integrare l’LCA nei loro flussi di lavoro.

About Ecodesign in Practice

Ecodesign in Practice sono una serie di soluzioni di progettazione edilizia sostenibile che possono essere applicate su larga scala. Le soluzioni sono anche integrate come fonti di dati in One Click LCA for Buildings e Carbon Designer 3D. Ogni sei settimane pubblichiamo un articolo e le relative soluzioni.

Gli altri articoli della serie

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Il calcestruzzo, insieme a molti altri materiali da costruzione, sarà trattato nei prossimi Construction LCA ed EPD Bootcamp di One Click LCA. Questi programmi di cinque giorni forniscono le conoscenze necessarie per intraprendere rispettivamente un progetto di costruzione LCA o preparare una EPD del prodotto da costruzione.
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Table of contents

Cos’è il calcestruzzo a basse emissioni di carbonio?
Come potrebbe il calcestruzzo diventare più circolare?
Confronto tra miscele di calcestruzzo e come modellare calcestruzzo a basse emissioni di carbonio
Chi può fornire soluzioni per calcestruzzo a basse emissioni di carbonio?
Qual è il futuro del calcestruzzo a basse emissioni di carbonio?
EPD convenienti con il generatore di EDP One Click LCA Concrete EPD Generator