Evaluation of artichoke waste as additive for sustainable building materials

Environmental concerns, global warming and the possibility of using agricultural waste have led to the development of new materials. The use of these materials increases environmental awareness, promotes eco-sustainable choices and reduces the unsustainable consumption of synthetic materials. In addition the valorization of artichoke waste is considered a way to assist in promotion of a circular economy. Raw earth materials represent a possible option to replace, at least in part, concrete based constructions which represent a significant part of global CO_2 emissions. This work aims to investigate the effects of an artichoke-based additive both on raw earth plasters, to which this additive is mixed to test their adhesion and water resistance, and on samples with lime alone. In this thesis work, three different soils were studied (ABS, TC and T2) with two different artichoke contents (1% and 2% by weight based on the weight of the solid) to study the possible effects that this natural additive can have with raw earth. In this study geotechnical and mineralogical analyses, using X-ray diffraction (XRD) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), are conducted to determine the compositions of both the soils and artichoke-lime mixtures. Thermogravimetric analysis (TGA) and derivative thermogravimetry were also conducted (DTG). TGA measures the mass loss (%) of a sample as a function of temperature, while DTG is the first derivative of the TGA curve and represents the change in mass as a function of temperature. Experimental tests demonstrate that the use of this natural additive enhances sample adhesion and reduces water absorption. This is probably due to the additive's ability to close porosities within the material when it is present in fine dimensions.

Le preoccupazioni ambientali, il riscaldamento globale e la possibilità di utilizzare scarti agricoli hanno portato allo sviluppo di nuovi materiali. L'uso di questi materiali aumenta la consapevolezza ambientale, promuove scelte eco-sostenibili e riduce il consumo insostenibile di materiali sintetici. Inoltre, la valorizzazione degli scarti di carciofo è considerata un modo per favorire la promozione di un'economia circolare. Le materie prime in terra cruda rappresentano una possibile alternativa per sostituire, almeno in parte, costruzioni a base di calcestruzzo che rappresentano una parte significativa delle emissioni globali di CO_2. Questo lavoro si propone di studiare gli effetti di un additivo a base di carciofo sia su intonaci di terra cruda, a cui questo additivo viene aggiunto per testarne l'adesione e la resistenza all'acqua, che su campioni con sola calce. In questo lavoro di tesi tre diverse terre sono state studiate (ABS, TC e T2) con due diversi contenuti di carciofo (1% e 2% in peso in base al peso del solido) per valutare i possibili effetti che questo additivo naturale può avere con la terra cruda. In questo studio analisi geotecniche e mineralogiche, effettuate utilizzando la diffrazione a raggi X (XRD) e la spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FTIR), sono state condotte per determinare le composizioni sia dei terreni che delle miscele calce-carciofo. Sono state condotte anche analisi termogravimetriche (TGA). La TGA misura la perdita di massa (%) di un campione in funzione della temperatura mentre la sua derivata (DTG) rappresenta la variazione di massa in funzione della temperatura. I test sperimentali effettuati dimostrano che l'uso di questo additivo naturale migliora l'adesione dei campioni e riduce l'assorbimento dell'acqua. Questo è probabilmente dovuto alla capacità dell'additivo di chiudere le porosità all'interno del materiale quando esso è presente in dimensioni più piccole.