Un nuovo modo di proteggere il calcestruzzo dai danni da incendio utilizzando materiali riciclati da vecchi pneumatici è stato testato con successo dai ricercatori dell'Università di Sheffield.

Il team ha utilizzato fibre estratte dal rinforzo tessile comunemente incorporato negli pneumatici per garantirne le prestazioni. È stato dimostrato che l'aggiunta di queste fibre alla miscela di calcestruzzo riduce la tendenza del calcestruzzo a scheggiarsi, dove gli strati superficiali di calcestruzzo si staccano, in modo esplosivo sotto l'intenso calore di un incendio.

L'utilizzo di fibre artificiali di polipropilene (PP) per proteggere le strutture in calcestruzzo da danni o collassi in caso di incendio è una tecnica relativamente nota. Molte strutture moderne, compresi progetti di ingegneria su larga scala come Crossrail, hanno utilizzato calcestruzzo che include fibre di PP per la protezione contro la scheggiatura del fuoco.

Lo studio di Sheffield è il primo a dimostrare che queste fibre non devono essere ricavate da materie prime, ma può invece essere recuperato da pneumatici usati. I risultati sono pubblicati sulla rivista Tecnologia antincendio .

"Abbiamo dimostrato che queste fibre riciclate svolgono un lavoro equivalente alle fibre di PP "vergini" che richiedono molta energia e risorse per essere prodotte, " spiega l'autore principale Dr. Shan-Shan Huang, presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Strutturale dell'Università di Sheffield.

"Utilizzare i materiali di scarto in questo modo è meno costoso, e meglio per il pianeta."

Le fibre si sciolgono sotto l'intenso calore di un fuoco, lasciando reti di minuscoli canali. Ciò significa che l'umidità intrappolata all'interno del calcestruzzo può fuoriuscire, invece di restare intrappolato, che fa scoppiare il cemento in modo esplosivo.

"Poiché le fibre sono così piccole, non influiscono sulla resistenza o sulla rigidità del calcestruzzo, " dice il dottor Huang.

"Il loro unico compito è quello di fondere quando il calore diventa intenso. Il calcestruzzo è un materiale fragile, quindi si romperà relativamente facilmente senza che queste fibre aiutino a ridurre la pressione all'interno del calcestruzzo".

Proteggere il calcestruzzo dalla scheggiatura del fuoco significa proteggere anche le armature in acciaio che attraversano il calcestruzzo. Quando i rinforzi in acciaio sono esposti a calore estremo si indeboliscono molto rapidamente, il che significa che una struttura ha molte più probabilità di crollare. Il Liverpool Waterfront Car Park ha subito questo tipo di danni durante un incendio nel 2017, portando alla fine alla demolizione dell'intera struttura.

In collaborazione con Twincon, una società con sede a Sheffield che sviluppa soluzioni innovative per il settore delle costruzioni, i ricercatori hanno anche sviluppato tecnologie per il recupero delle fibre dai pneumatici usati.

Ciò ha comportato la separazione delle fibre dalla gomma del pneumatico, districare le fibre in trefoli, e poi distribuendoli uniformemente nella miscela di calcestruzzo.

Il team prevede di continuare a testare il materiale con diversi rapporti tra le fibre e il calcestruzzo, e anche utilizzando diversi tipi di calcestruzzo. Hanno anche in programma di scoprire di più su come i materiali reagiscono al calore a livello di microstruttura. Scansionando il calcestruzzo mentre viene riscaldato, potranno vedere più precisamente i cambiamenti strutturali in atto all'interno del materiale.