Innovative polycarboxylate super-plasticizer admixtures to produce "green" concretes with recycled aggregates

Recently, research in materials science has identified the partial replacement of natural aggregates with recycled ones as one of the promising solutions to reduce the environmental footprint of concrete. However, the substitution of natural sand and gravel with highly porous aggregates could affect the workability of the mixture and the traditional super-plasticizers sometimes are not able to maintain the desired workability. In this paper, the opportunity to use an innovative blend of polycarboxylates to mitigate the loss of workability related to the presence of high absorption crushed recycled aggregates was investigated. Fresh-state properties (slump, density, and air content) and hardened-state properties (density and compressive strength) of concretes made using only natural aggregates and commercial superplasticizers were compared to those of ones made incorporating an innovative polymer blended admixture and partially replacing the natural sand and gravel with recycled aggregates from two different sources. The results of the experimental tests demonstrate the efficiency of this blend of polycarboxylate polymers, which enables the production of concrete with a high content of recycled aggregates maintaining the workability and mechanical strength like traditional ones made with natural aggregates.

Da diversi anni, la ricerca legata alla scienza dei materiali ha individuato la parziale sostituzione degli aggregati naturali con quelli da riciclo come una delle possibili soluzioni per ridurre gli impatti ambientali legati alla produzione del calcestruzzo. Tuttavia, la presenza di aggregati molto porosi influisce sulla lavorabilità del conglomerato e gli additivi super-fluidificanti commerciali talvolta non sono efficaci nel garantire il mantenimento della fluidità dell’impasto. In questo paper è stata studiata la possibilità di utilizzare una miscela innovativa di polimeri per la produzione di additivi super-fluidificanti specifici, formulati per ridurre le perdite di lavorabilità associate alla presenza di aggregati riciclati frantumati ad elevato assorbimento. In particolare, le proprietà allo stato fresco (slump, densità e contenuto d’aria) ed allo stato indurito (resistenza a compressione) di conglomerati confezionati utilizzando esclusivamente aggregati di origine naturale ed additivati con un super-fluidificante tradizionale sono state comparate con quelle di calcestruzzi confezionati con l’innovativo blend di polimeri e sostituendo parzialmente le sabbie e le ghiaie di origine naturale con quelle riciclate provenienti da due diverse filiere. I risultati delle prove sperimentali dimostrano la buona efficienza di questo additivo super-fluidificante innovativo a base di un blend di polimeri policarbossilati, tramite cui è possibile produrre calcestruzzi “green” con aggregati da riciclo pur conservando, sia nel breve che nel lungo termine, la lavorabilità e le resistenze meccaniche dello stesso materiale confezionato esclusivamente con aggregati d’origine naturale.