Per limitare l'aumento della temperatura globale a 1,5 gradi centigradi rispetto ai livelli preindustriali, come concordato nell'ambito dell'Accordo di Parigi, il Patto per il clima di Glasgow (COP26) mira a ridurre le emissioni globali di anidride carbonica del 45% entro il 2030 rispetto al livello del 2010 e a raggiungere lo zero netto entro la metà del secolo. Nonostante ciò, è probabile che il mondo assista a un aumento di 2,4°C entro il 2100.
Con un contributo dell'8%, l'industria mondiale del cemento è il secondo produttore di CO2 e quindi uno dei principali punti di attenzione degli obiettivi climatici della COP26. Riconoscendo ciò, Canada, Germania, India, Emirati Arabi Uniti e Regno Unito si sono già impegnati a raggiungere lo zero netto nell'uso di cemento e acciaio nelle "grandi costruzioni pubbliche" entro il 2050. In linea con questi obiettivi, i 40 produttori mondiali di calcestruzzo e cemento che fanno capo alla GCCA si sono impegnati a dimezzare le emissioni di CO2 entro il 2030, per arrivare a un livello netto zero entro il 2050.
Poiché la struttura in calcestruzzo rappresenta la parte più importante (circa il 66%) del carbonio incorporato in un edificio, il calcestruzzo è la questione più urgente da affrontare. Poiché l'impronta di carbonio dell'acqua e degli aggregati è trascurabile, l'impronta di carbonio del calcestruzzo è determinata quasi interamente dal cemento (0,93 kg di CO2/kg), che è il maggior responsabile del carbonio incorporato nell'ambiente costruito. Inoltre, la produzione di cemento genera anche elevate emissioni di ossidi di azoto (NOx) e di zolfo (SOx), che contribuiscono alle piogge acide, a un ulteriore deterioramento della salute pubblica e al cambiamento climatico globale.
Una sfida multidisciplinare per raggiungere l'azzeramento del carbonio incorporato entro il 2050. Allineamento della missione con:
Impatto degli elementi costruttivi sulla CO2 complessiva
L'industria, gli architetti e gli ingegneri allo stesso modo hanno ora il compito di incorporare prodotti a basse emissioni di carbonio e soluzioni sostenibili nei loro progetti e molto si può fare a tal fine;
PENETRON ADMIX è un additivo cristallino sostenibile che riduce la permeabilità del calcestruzzo. Fornendo una protezione completa contro il deterioramento del calcestruzzo causato da attacchi chimici, corrosione e cicli di gelo-disgelo, PENETRON ADMIX prolunga la vita utile delle strutture in calcestruzzo. Facilmente miscelabile durante il dosaggio e non influenzato dalle condizioni climatiche, contribuisce a ridurre l'impronta di carbonio complessiva delle miscele di calcestruzzo e dei progetti di costruzione.
Il calcestruzzo è poroso ed è costituito da microfessure, pori e capillari, la cui Larghezza è tipicamente compresa tra 0,1 e 0,5 mm.
L'acqua e le sostanze chimiche presenti nell'acqua penetrano nel calcestruzzo attraverso la matrice capillare.
Quando PENETRON ADMIX viene aggiunto al calcestruzzo, i principi attivi reagiscono per generare una rete cristallina insolubile.
Questa rete sigilla vuoti e microfessure contro la penetrazione dell'acqua, anche in presenza di un'elevata pressione idrostatica.
L'acqua non riesce a passare attraverso le formazioni cristalline e il cemento diventa impermeabile.
PENETRON ADMIX fornisce una capacità di auto-riparazione, in quanto le nuove fessure che si formano durante la vita del calcestruzzo vengono sigillate non appena l'acqua entra.
PENETRON ADMIX riduce la permeabilità fino al 100%. In questo modo si mantiene l'ambiente alcalino necessario per mantenere passivato l'acciaio incorporato e prevenire la corrosione.
Poiché l'acqua è la causa principale del deterioramento del calcestruzzo, la protezione impermeabilizzante permanente di PENETRON elimina in larga misura la necessità di manutenzione delle strutture in calcestruzzo per tutta la loro vita utile e l'impronta di carbonio che ne deriva.
Allo stesso modo, consentendo l'auto-riparazione di fessure fino a 0,5 mm per tutta la vita utile del calcestruzzo, prevenendo l'ingresso dell'acqua e la corrosione, si evita in larga misura la necessità di manutenzione delle strutture in calcestruzzo.
Prima
Dopo
La tabella precedente mostra come il calcestruzzo trattato con PENETRON ADMIX, progettato per una vita utile di 50 o 100 anni, richieda una manutenzione minima o nulla - e consenta una riduzione del copriferro - nonostante l'esposizione alla corrosione da cloruri o carbonatazione.
Di conseguenza, il minor numero di cicli di manutenzione rispetto al calcestruzzo convenzionale riduce il CFP di manutenzione dell'edificio di un minimo del 40% (3 su 5 cicli) e fino al 300% (0 su 3 cicli).
Un'economia circolare sostenibile ottimizza l'uso delle risorse naturali e dell'energia per ridurre al minimo le emissioni di CO2. Il calcestruzzo convenzionale, il secondo prodotto più consumato al mondo, è costituito da materiali naturali durevoli, ma si guasta quando è esposto ad ambienti aggressivi, con conseguenti riparazioni o sostituzioni frequenti e costose. Ciò aumenta l'uso e la lavorazione di materie prime ed energia, con conseguente aumento delle emissioni di CO2.
L'impronta di carbonio incorporata (CFP) di un edificio è la somma di:
Utilizzando una miscela di calcestruzzo durevole con proprietà autorigeneranti, la vita utile di una struttura - definita come il numero di anni in cui la probabilità di corrosione rimane ≤10% - può essere estesa di 60 anni e oltre. Al termine della vita utile prevista, un edificio può rimanere in servizio così com'è, oppure ricevere una nuova facciata, aggiornamenti M&E ed essere riutilizzato per una vita utile simile. Di conseguenza, i punti (A), (B), (C) e (D) si riducono drasticamente o vengono eliminati del tutto, fornendo di fatto due strutture con il CFP di un'unica struttura.
Poiché l'industria mondiale del cemento e del calcestruzzo si è impegnata a raggiungere l'obiettivo "Net Zero Carbon" entro il 2050 e il cemento è il principale responsabile delle emissioni di anidride carbonica, l'ovvia strada da percorrere è quella di ridurre il consumo di cemento utilizzando materiali cementizi supplementari (SCM) come ceneri volanti, loppa d'altoforno, fumo di silice, ceneri vulcaniche, ecc. Poiché questi SCM sono sottoprodotti dell'industria del carbone e dell'acciaio, non si aggiungono al CFP dei progetti edilizi e aggiungono valore al di là della loro capacità legante. Gli SCM sono sempre più utilizzati dall'industria e sempre più scarsi.
PENETRON ADMIX è pienamente compatibile con l'uso di SCM. Funziona ugualmente bene con le miscele OPC e SCM/OPC, consentendo una grande riduzione del carbonio incorporato nella struttura.
PENETRON ADMIX consente di utilizzare un calcestruzzo di qualità inferiore, pur ottenendo una durabilità uguale o migliore. Ciò consente di utilizzare un calcestruzzo più leggero, più flessibile e quindi più economico per soddisfare le stesse specifiche di prestazione.
Sono state eseguite prove di durabilità del calcestruzzo sotto l'attacco della penetrazione del cloruro e della carbonatazione, con un valore massimo di CFP per PENETRON ADMIX pari a 4,9kgeqCO2/m³.¹
La CFP dei conglomerati cementizi è stata adottata dalla ricerca condotta dalla Building Services Research and Information Association (BSRIA) e dall'Università di Bath¹, entrambe nel Regno Unito. La ricerca fornisce un ampio database di CFP per i materiali da costruzione più comuni, tra cui il calcestruzzo (con e senza materiali cementizi supplementari) con una serie di risultati di test di resistenza alla compressione a 28 giorni².
¹ Relazione tecnica RAA0036A-01 | ² https://ghgprotocol.org/Third-Party-Databases/Bath-ICE
La durabilità del calcestruzzo può essere determinata in funzione del coefficiente di migrazione del cloruro e della copertura del calcestruzzo (seconda legge di Fick sulla diffusione).
La ricerca qui citata dimostra che PENETRON ADMIX miscelato con un calcestruzzo di bassa qualità fornisce una protezione migliore contro la migrazione dei cloruri rispetto a una miscela conforme alla norma BS 8500-1 con 40 kg di materiali cementizi in più, progettata per una vita utile di 50 anni.
Inoltre, il copriferro può essere ridotto in modo significativo senza ridurre la vita utile della struttura a causa della corrosione indotta dai cloruri per una miscela di calcestruzzo di bassa qualità contenente PENETRON ADMIX.
I risultati delle simulazioni di confronto tra la miscela prescritta dalla norma BS 8500-1 (miscela di controllo, miscela prescritta) e la miscela contenente PENETRON ADMIX sono riportati nei grafici seguenti, con uno spessore di copertura che varia dallo spessore di copertura target per 100 anni (65 mm) allo spessore di copertura target per 50 anni (50 mm) secondo la norma BS 8500 per l'esposizione all'acqua di mare. Il contenuto iniziale di cloruri corrisponde a una tipica struttura portuale soggetta a nebbia salina.
Per ogni valore assegnato del copriferro, il limite di vita utile dovuto alla corrosione indotta dalla penetrazione del cloruro di un conglomerato cementizio di bassa qualità contenente PENETRON ADMIX è maggiore rispetto al corrispondente calcestruzzo di qualità superiore prescritto dalla norma BS 8500-1.¹
I risultati dei test indicano una potenziale riduzione del 10% del contenuto di cemento, che si traduce in un calcestruzzo più leggero, più flessibile e più economico.²
¹ Relazione tecnica RAA0036A-01 | ² Relazione tecnica RAA0036A-01 | ³ MIX A - CFP = 369 kg eq-CO2/m3 | MIX B - CFP = 325 + (3.80 ÷ 4.00)*4.9 = 330 kg eq-CO2/m3
Il ruolo di PENETRON ADMIX nel prolungare la vita utile del calcestruzzo armato esposto alla carbonatazione è stato misurato confrontando un conglomerato cementizio di bassa qualità contenente PENETRON ADMIX con un conglomerato cementizio designato (classe XC3/XC4) come richiesto dalla norma BS 8500-1. Quest'ultimo è un conglomerato cementizio durevole con un copriferro nominale di 30 mm per una vita utile di 50 anni e contiene 35 kg di materiali cementizi in più.
Camera climatica con prismi per carbonatazione accelerata (norma svizzera SIA 262/1-X)
I valori del coefficiente di carbonatazione (K) ottenuti per le due miscele dopo 90 giorni confermano che il calcestruzzo di qualità inferiore con PENETRON ADMIX offre una protezione superiore contro la carbonatazione;
I risultati della ricerca¹ hanno concluso che, per ogni dato valore di copertura media del calcestruzzo, il tempo per raggiungere il limite di vita utile a causa della corrosione indotta dalla carbonatazione è molte volte superiore per un conglomerato cementizio di bassa qualità contenente PENETRON ADMIX rispetto al corrispondente conglomerato cementizio di grado superiore prescritto dalla norma BS 8500-1. Inoltre, questo risultato consente una notevole riduzione del copriferro.²
¹ Relazione tecnica RAA0036A-01 | ² Disclaimer: questa ricerca è stata eseguita in condizioni di laboratorio. Gli ingegneri di progetto dovrebbero calcolare le miscele e la copertura in calcestruzzo in base ai requisiti di prestazione concreta di un progetto. | ³ Calcolo della CFP della miscela A, che è un C40/50 nominale e della miscela B che è un C32/40 nominale; MIX A - GRADO SUPERIORE - CFP = 369 kg eq-CO 2 /m³ | MIX B - GRADO INFERIORE - CFP = 329 + (3,15 ÷ 4,00)*4,9 = 330 kg eq-CO 2 /m³
Le soluzioni di impermeabilizzazione convenzionali per le strutture in calcestruzzo sotto il livello del suolo spesso includono una delle opzioni di trattamento superficiale indicate di seguito, con le relative impronte di carbonio (CFP).¹
Il CFP di PENETRON ADMIX è qui assunto come CFP del clinker² e CFP dei materiali proprietari³. Considerando il dosaggio massimo previsto per il prodotto nel calcestruzzo ad alte prestazioni (4,0 kg/m³),⁴ il valore massimo di CFP per PENETRON ADMIX è 4,9 kgeqCO2/m³.
Le tabelle a destra confrontano i CFP di diversi conglomerati cementizi con PENETRON ADMIX su base m² per uno spessore medio delle pareti compreso tra 0,25 e 0,35 m con gli stessi conglomerati con i trattamenti superficiali. convenzionali sopra menzionati.
In sintesi, l'eliminazione delle soluzioni impermeabilizzanti a base di polimeri, non sostenibili, per le strutture sotto il livello del suolo e la sostituzione con la tecnologia cristallina (in combinazione con i cementi a base di pozzolana utilizzati con il cemento Portland) riduce l'impronta di carbonio per metro quadro del calcestruzzo impermeabilizzato in modo convenzionale rispetto al calcestruzzo autorigenerante in media del 20% e fino al 27%.
¹ I valori CFP sono adottati dall'impatto comparativo del ciclo di vita ambientale delle soluzioni impermeabilizzanti per tetti piani. Applicazione delle soluzioni studiate nella riabilitazione delle infrastrutture militari (Miriana Gonçalves – Tesi di Laurea Magistrale – Tecnico Lisboa, 2015) | ² 0,93 kgeqCO 2 /kg | ³1.514 kgeqCO 2 /kg | ⁴1% di 400 kg/m3 di legante | ⁵ Relazione tecnica RAA0036A-01
I vantaggi che si ottengono evitando l'uso di trattamenti impermeabilizzanti topici sono molteplici, soprattutto per i seminterrati. Un'impronta di scavo più piccola, l'eliminazione della necessità di applicare membrane da parte delle imprese di impermeabilizzazione, l'assenza di condizioni climatiche ideali per l'installazione, ecc. Questi fattori contribuiscono a ottimizzare i tempi di costruzione e a ridurre il CFP della struttura.
Combinando le fasi di getto e di impermeabilizzazione, possiamo accelerare notevolmente i tempi di costruzione, risparmiare risorse e ridurre l'impronta di carbonio del progetto.
A seconda del livello di impegno verso il raggiungimento del calcestruzzo a zero emissioni di carbonio entro il 2050, con PENETRON ADMIX è possibile ottenere le seguenti riduzioni dell'impronta di carbonio:
¹ La riduzione del 20% sulla sottostruttura rappresenta il 5% sull'intera struttura se il volume di calcestruzzo del seminterrato rimane uguale o superiore al 25% del volume di calcestruzzo dell'intera struttura
I prodotti Penetron, tra cui PENETRON ADMIX, svolgono un ruolo importante nell'aiutare i progetti a realizzare i loro crediti e a raggiungere una serie di standard riconosciuti a livello internazionale come Singapore Green Label, EPD, CDPH e GreenGuard Gold.
L'utilizzo di PENETRON ADMIX richiede meno scavi, in quanto si elimina la necessità di spazio per l'applicazione di un materiale superficiale (ad es. una membrana). PENETRON ADMIX viene aggiunto direttamente nel calcestruzzo.
Una soletta in calcestruzzo trattata con PENETRON o PENETRON ADMIX funge da base per un sistema di giardini pensili, impedendo la penetrazione dell'acqua attraverso la soletta.
I prodotti PENETRON contribuiscono alla riabilitazione, all'impermeabilizzazione e alla protezione delle strutture esistenti, aumentando la durata del calcestruzzo e la vita utile.
I prodotti PENETRON eliminano i rifiuti, in quanto possono essere riciclati insieme al calcestruzzo dopo la demolizione, mentre i prodotti ecologici a base di petrolio come le membrane finiscono in discarica o devono essere smaltiti in altro modo. Gli imballaggi Penetron sono completamente riciclabili.
Categoria: Pitture e rivestimenti per interni applicati in loco;
I prodotti Penetron sono prodotti verdi certificati che contengono zero VOC.
I prodotti PENETRON contengono zero VOC e quindi non esporranno i lavoratori edili a contaminanti odorosi, irritanti e/o dannosi.
È dimostrato che Penetron Admix rallenta la diffusione del cloruro e quindi prolunga nel tempo la corrosione dell'armatura misurata e calcolata dalla seconda legge di diffusione di Fick. Ciò si traduce in un prolungamento della vita utile del calcestruzzo fino a 60 anni in ambienti critici.
Opzione 2: riduzione del totale dei rifiuti;
I prodotti Penetron vengono riciclati insieme al calcestruzzo dopo la demolizione, mentre i prodotti a base di petrolio dannosi per l'ambiente come le membrane vanno in discarica o devono essere smaltiti in altro modo.
Categoria: Pitture e rivestimenti per interni applicati in cantiere;
I prodotti Penetron sono prodotti verdi certificati che contengono zero VOC. L'applicazione di Penetron non influirà quindi negativamente sulla qualità dell'aria sul progetto per quanto riguarda i contaminanti odorosi, irritanti e/o nocivi.
È stato dimostrato che Penetron Admix rallenta la diffusione del cloruro e quindi prolunga nel tempo la corrosione dell'armatura misurata e calcolata dalla seconda legge di diffusione di Fick. Ciò si traduce in un'estensione della vita utile del calcestruzzo fino a 60 anni in ambienti critici.
