Prestazioni meccaniche e di durabilità di calcestruzzi confezionati con calcestruzzo riciclato contenente residui di scavo di miniera come aggregati riciclati: un approccio alla "multicircolarità" nella tecnologia del calcestruzzo.

Sustainable development is a concept that refers to the need to ensure a balance between economic growth, environmental protection, and social justice. One of the most important challenges of modern society is to reduce the amount of waste produced and promote a circular economy that allows resources to be reused efficiently. The construction sector is one of the largest producers of waste in the world, contributing significantly to the increase in the amount of waste produced. The adoption of a circular economy can help to reduce the amount of waste produced and use resources more efficiently. For example, recycling of cementitious conglomerate allows the reuse of waste aggregates produced during demolition or renovation of buildings to produce new concrete, thus reducing the consumption of natural resources. The adoption of concrete recycling techniques can contribute to reducing the environmental impact of the construction sector, reducing the extraction of natural resources and the amount of construction and demolition waste to be disposed of. This study focuses on the use of recycled aggregates from concrete containing Coal Mine Waste Geomaterials (coal mine excavation residues) as recycled aggregates in its mix design, for the production of new concrete, in order to minimize the environmental impacts associated with the disposal of mine waste and, at the same time, reduce the extraction of natural resources and the amount of construction and demolition waste to be disposed of. The research focused on the production of three concretes packaged with 30% recycled aggregates, which were compared with a reference mixture through mechanical tests, shrinkage analysis, and durability tests. In particular, the cubic and cylindrical compression tests at 28 days of aging showed that the new concrete with recycled aggregates had a reduced compressive strength of only 7% compared to the reference concrete. Comparing the results obtained with those of the first recycled concrete, improvements in terms of mechanical strength were seen for all tests performed. In particular, the cylindrical and cubic compression tests showed increases of up to 7%, while the flexural strength and elastic modulus increased up to values of 24% and 15% respectively. All tests, in general, provided more than satisfactory results, confirming the feasibility of using recycled aggregates as an alternative to natural aggregates. This research, funded by the MINRESCUE project with the support of the European Commission under the Research Fund for Coal and Steel (RFCS 2014-2020 GA 899518), represents a contribution to the promotion of a circular economy and holds promise for possible future applications.

Lo sviluppo sostenibile è un concetto che si riferisce alla necessità di garantire un equilibrio tra la crescita economica, la tutela dell'ambiente e la giustizia sociale. Una delle sfide più importanti dell'attuale società è quella di ridurre la quantità di rifiuti prodotti e di promuovere un'economia circolare che permetta di riutilizzare le risorse in modo efficiente. Il settore delle costruzioni è uno dei maggiori produttori di rifiuti al mondo, contribuendo in modo significativo all'aumento della quantità di rifiuti prodotti. L'adozione di un'economia circolare può aiutare a ridurre la quantità di rifiuti prodotti e a utilizzare le risorse in modo più efficiente. Il riciclo del conglomerato cementizio, ad esempio, consente di riutilizzare gli aggregati di scarto prodotti durante la demolizione o la ristrutturazione di edifici per produrre nuovo calcestruzzo, riducendo così il consumo di risorse naturali. L'adozione di tecniche di riciclo del calcestruzzo può contribuire a ridurre l'impatto ambientale del settore delle costruzioni, riducendo l'estrazione di risorse naturali e la quantità di rifiuti prodotti. Il presente studio si concentra sull'impiego di aggregati riciclati da calcestruzzo contenenti Coal Mine Waste Geomaterials (residui di scavo di miniera di carbone) quali aggregati riciclati nel proprio mix design, per la produzione di un nuovo calcestruzzo, allo scopo di minimizzare gli impatti ambientali associati allo smaltimento degli scarti di miniera e al contempo di ridurre l'estrazione di risorse naturali e la quantità di rifiuti da costruzione e demolizione da eliminare. La ricerca ha avuto come oggetto la produzione di tre calcestruzzi confezionati con il 30% di aggregati riciclati, i quali sono stati confrontati con una miscela di riferimento tramite prove meccaniche, analisi del ritiro e prove di durabilità. In particolare, le prove di compressione cubica e cilindrica a 28 giorni di stagionatura hanno dimostrato che il nuovo calcestruzzo con aggregati riciclati ha una resistenza a compressione ridotta del solo 7% rispetto al calcestruzzo di riferimento. Confrontando i risultati ottenuti con quelli del calcestruzzo del primo riciclo, si sono visti dei miglioramenti in termini di resistenza meccanica per tutte le prove effettuate. In particolare, le prove a compressione cilindrica e cubica hanno visto incrementi fino al 7%, mentre la resistenza a flessione e il modulo elastico sono aumentati fino a valori del 24% e del 15% rispettivamente. Tutte le prove in generale hanno fornito risultati più che soddisfacenti, confermando la fattibilità dell'utilizzo di aggregati riciclati come alternativa agli aggregati naturali. Questa ricerca, finanziata dal progetto MINRESCUE con il supporto della Commissione Europea nell'ambito del Fondo di Ricerca per il Carbone e l'Acciaio (RFCS 2014-2020 GA 899518), rappresenta un contributo per la promozione dell'economia circolare e lascia ben sperare per possibili applicazioni future.