Un cemento eco-friendly stampato in 3D migliorato anche dal punto di vista delle prestazioni. E’ quanto ottenuto da un team di ricercatori guidati dalla Facoltà di Ingegneria e Scienze Applicate dell’Universita’ della Virginia (UVA), utilizzando materiali di origine vegetale. I loro risultati sono stati pubblicati su Cement and Concrete Composites. “I miglioramenti che abbiamo visto sia nella stampabilita’ che nelle misure meccaniche suggeriscono che l’incorporazione di nanofibrille di cellulosa in materiali stampabili commerciali potrebbe portare a pratiche di costruzione piu’ resilienti ed ecologiche”, ha affermato Osman E. Ozbulut, professore presso il Dipartimento di Ingegneria civile e ambientale. Gli edifici realizzati in calcestruzzo stampato in 3D rappresentano una tendenza crescente nel settore dell’edilizia abitativa e offrono una serie di vantaggi: costruzione rapida e precisa, possibilmente con materiali riciclati, costi di manodopera ridotti e meno sprechi, il tutto consentendo progetti complessi che i costruttori tradizionali avrebbero difficolta’ a realizzare. Il processo utilizza una stampante specializzata che distribuisce una miscela simile al cemento in strati per costruire la struttura utilizzando un software di progettazione. Ma finora, le opzioni dei materiali stampabili erano limitate e vi erano dubbi sulla loro sostenibilità e durata. “Stiamo affrontando obiettivi contraddittori”, ha affermato Ozbulut. “La miscela deve scorrere bene per una fabbricazione fluida, ma indurirsi in un materiale stabile con proprieta’ critiche, come buona resistenza meccanica, legame interstrato e bassa conduttività termica”. Le nanofibrille di cellulosa sono ricavate dalla polpa di legno, creando un materiale rinnovabile e a basso impatto. Come altri derivati di fibre vegetali, il CNF, come e’ noto il materiale nell’industria, mostra un forte potenziale come additivo per migliorare la reologia, il termine scientifico per le proprieta’ di flusso, e la resistenza meccanica di questi compositi. Tuttavia, fino allo studio meticoloso condotto dal team guidato dall’UVA presso il Resilient and Advanced Infrastructure Lab di Ozbulut, l’influenza del CNF sui compositi stampati in 3D convenzionali non era chiara, ha affermato Ozbulut. “Oggi, nella progettazione delle miscele si procede con molti tentativi ed errori”, ha affermato. “Stiamo affrontando la necessita’ di una scienza piu’ valida per comprendere meglio gli effetti di diversi additivi per migliorare le prestazioni delle strutture stampate in 3D”. Sperimentando con diverse quantita’ di additivo CNF, il team, guidato da Ozbulut, ha scoperto che l’aggiunta di almeno lo 0,3 per cento di CNF migliorava significativamente le prestazioni di flusso. L’analisi microscopica dei campioni induriti ha rivelato una migliore adesione dei materiali e integrità strutturale. Ulteriori test svolti nel laboratorio di Ozbulut hanno dimostrato che i componenti stampati in 3D con tecnologia CNF hanno resistito anche a trazione, flessione e compressione.
