Una nuova generazione di calcestruzzi autoriparanti

Titolo del progetto di ricerca

SHEcrete -Development and characterization of advanced cementitious materials with improved reliability and durability 

Area scientifica

Meccanica dei solidi e delle strutture, Scienza e tecnologia dei materiali 

Coordinatore del progetto

Paola Antonaci

Abstract

Ispirato alla capacità della natura di autorigenerarsi, il progetto SHEcrete intende sviluppare, caratterizzare, modellare e prototipare dei materiali artificiali a base cementizia che manifestino la stessa capacità degli organismi viventi di guarire spontaneamente da possibili processi di degrado.  

Descrizione del progetto di ricerca

Il progetto SHEcrete nasce dal tentativo di trovare una soluzione economica e tecnicamente praticabile per superare il problema della suscettibilità alla frattura dei materiali cementizi. Infatti, a controbilanciare l’economicità e versatilità di impiego di tali materiali, che sono a oggi i materiali da costruzione più diffusamente utilizzati al mondo, sussiste l’evidenza della loro scarsa resistenza a trazione, con conseguente tendenza alla fessurazione, che può comprometterne l’integrità strutturale e la durabilità, inducendo importanti costi per risanamento e manutenzione. Il progetto SHEcrete trae ispirazione dalla natura per riprodurre in tali materiali la stessa capacità di riparazione spontanea delle fratture (o “effetto self-healing”) che si osserva negli organismi e nei tessuti viventi. La ricerca proposta si basa su un approccio multidisciplinare, che parte dallo studio e dalla selezione degli agenti riparanti ottimali e, parallelamente, dallo sviluppo di una tecnologia di produzione di macrocapsule idonee a contenere tali agenti e a consentirne il rilascio mirato in coincidenza con il manifestarsi di eventi di danno, per poi giungere alla realizzazione e alla caratterizzazione fisico-meccanica di veri e propri prototipi di sistemi autoriparanti, differenziati per capacità prestazionali. Opportune attività di modellazione multifisica sono previste per fornire supporto alla ricerca, contribuendo a ottimizzare le soluzioni proposte e a ridurre l’impegno sperimentale.

Impatto sulla società

Molteplici sono le ricadute economiche e sociali attese dalla ricerca sui sistemi cementizi autoriparanti. Infatti, le potenziali applicazioni di una tecnologia self-healing avanzata riguardano una grande varietà di strutture e infrastrutture civili e comportano, in linea di principio, enormi risparmi sui costi di rifacimento e manutenzione sostenuti da privati e pubbliche amministrazioni. Ulteriori vantaggi indiretti consistono poi nella riduzione delle interruzioni di servizio, nel prolungamento della vita utile e nell’incremento del livello di sicurezza delle strutture. Infine, la ricerca sui calcestruzzi autoriparanti apre nuove prospettive di business per l’industria del cemento e delle costruzioni, con potenziali ricadute positive sull’economia generale.   

Video

Breve cv del coordinatore

 Paola Antonaci, laureata in Ingegneria Edile e dottore di ricerca in Ingegneria delle Strutture, è ricercatrice presso il Dipartimento di Ingegneria Strutturale, Edile e Geotecnica del Politecnico di Torino dal 2006. È autrice di oltre 60 pubblicazioni su riviste scientifiche con peer-review e su atti di convegni nazionali e internazionali. Si occupa prevalentemente di sviluppo e caratterizzazione meccanica di materiali per l’ingegneria civile, prove non distruttive, tecniche acustiche lineari e non lineari per la diagnosi e il monitoraggio dei materiali e degli elementi strutturali. 

Gruppo di lavoro

Al Politecnico di Torino:

Jean-Marc Tulliani, Marco Scalerandi, Antonio Gliozzi, Cecilia Surace, Giovanni Anglani, Vincenzo Di Vasto

Collaborazioni esterne con:

Michele Griffa, EMPA Zurich

Fulvio Canonico, Sara Irico, Buzzi Unicem,

Nicola Pugno, Università di Trento 

  • Budget: 150.000
  • Data inizio: 15/12/2015
  • Data fine: 17/12/2017
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