I fanghi fecali trattati aumentano del 42% la resistenza a flessione del calcestruzzo

Una miscela di calcestruzzo in cui il biochar ricavato da fanghi fecali trattati ha sostituito il 10% del cemento si è dimostrata nettamente più resistente del calcestruzzo convenzionale nei test di laboratorio. Dopo 91 giorni di maturazione, ha mostrato un aumento del 21% della resistenza a compressione, ossia allo schiacciamento, e del 42% della resistenza a flessione, che riflette la capacità di resistere al piegamento e alla fessurazione.

I ricercatori della Manipal University Jaipur e della Louisiana Tech University hanno prodotto il biochar da fanghi fecali raccolti in un impianto di trattamento a Warangal, nel Telangana. I fanghi sono stati essiccati, riscaldati a temperature comprese tra 350 °C e 450 °C in condizioni di ossigeno limitato, quindi macinati e setacciati. Non si trattava di rifiuti non trattati aggiunti direttamente alla miscela.

Anche la sostituzione del 5% del cemento ha migliorato le prestazioni dopo 91 giorni, con incrementi medi del 20% della resistenza a compressione e del 36% della resistenza a flessione. Il biochar poroso potrebbe agire come un minuscolo serbatoio d’acqua, favorendo gradualmente l’idratazione del cemento. Anche il suo contenuto di silice e le particelle fini potrebbero contribuire alla formazione e alla compattazione dei composti che conferiscono resistenza.

Il beneficio presenta dei limiti. Con una sostituzione del 15%, la resistenza è diminuita, mentre livelli più elevati di biochar hanno reso il calcestruzzo fresco meno lavorabile. Poiché lo studio ha utilizzato fanghi provenienti da un solo impianto, occorre ancora testare materiali di altre regioni e la durabilità a lungo termine in condizioni difficili. Un’analisi di lisciviazione prevista dovrà inoltre valutare se i contaminanti potenzialmente tossici restino confinati in sicurezza. Ciononostante, le miscele con le prestazioni migliori indicano un uso produttivo dei rifiuti dei servizi igienico-sanitari che potrebbe ridurre la domanda di cemento, la cui produzione genera elevate emissioni.