Impiego di terre decoloranti di recupero nella produzione di conglomerati bituminosi e miscele legate idraulicamente per pavimentazioni viarie.

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1 Bando per Assegno di Ricerca Autofinanziato PROGETTO DI RICERCA Tutor: Dott.Ing. Cesare Sangiorgi Impiego di terre decoloranti di recupero nella produzione di conglomerati bituminosi e miscele legate idraulicamente per pavimentazioni viarie. 1.Obiettivi del progetto di ricerca Il progetto si pone l obiettivo di investigare nuovi e vantaggiosi utilizzi per il sottoprodotto (digestato) in uscita dall impianto di bio-gas di Unigrà, proponendone l impiego nel campo delle infrastrutture viarie con riferimento al confezionamento di conglomerati bituminosi a caldo e/o a freddo e di misti cementati. 2.L idea innovativa La proposta innovativa prevede l impiego del materiale bentonitico costituente il digestato essiccato a vario grado, per: - confezionamento di conglomerati bituminosi tradizionali e riciclati quali quelli contenenti, secondo norma (UNI EN 13108), frazioni crescenti di asfalti di recupero (RAP), confezionati a caldo o a freddo, nonché per la produzione di misti cementati legati idraulicamente. Nell utilizzo per il taglio di filler e cementi nel confezionamento di conglomerati bituminosi a caldo o freddo (con e senza RAP) e di misti cementati, si ottiene un risparmio di risorse vergini a fronte dell incorporazione in miscela di bentonite potenzialmente in grado di ringiovanire la frazione bituminosa esausta dei fresati. L output previsto si rivolge essenzialmente alla produzione di materiali per pavimentazioni viarie eco-compatibili grazie all impiego di risorse secondarie. Nel campo dei leganti bituminosi si mette a punto un nuovo prodotto in cui il additivo è costituito in varia percentuale dal digestato essiccato. Nel campo dei conglomerati bituminosi si identifica un nuovo tipo di filler per il confezionamento di miscele modificate e non, a caldo e a freddo contenenti frazioni litiche di recupero da asfalti esausti (RAP). 3.Programma Sperimentale della Ricerca La sperimentazione si articola in diverse Attività di studio e di laboratorio non necessariamente consecutive e tra loro interconnesse. Si procederà alla redazione di uno specifico diagramma di Gantt. Le tipologie di prove, il numero di campioni e di determinazioni verranno stabiliti di volta in volta sulla base delle risultanze di ciascuna Attività. Ove fosse presente un margine di incertezza per le determinazioni si prevede la moltiplicazione dei provini del campione fino a rendere il dato statisticamente attendibile. I materiali non oggetto di sperimentazione, ma ad essa necessari (reagenti e catalizzatori, bitumi, leganti bituminosi, aggregati, etc.) saranno forniti dal DICAM e

2 approvvigionati da fonti certificate e riconosciute, nonché dotati di scheda tecnica e scheda di sicurezza. Il materiale oggetto di studio sarà fornito, in idonee quantità e forme, da Unigrà srl in accordo col Responsabile Scientifico. Le strumentazioni e gli apparati per le determinazioni inventariati presso il DICAM saranno opportunamente calibrati. ATTIVITÁ 1: Ricerca Bibliografica La ricerca bibliografica si avvarrà, oltre che delle comuni fonti, del Portale delle Biblioteche dell Università di Bologna, della Biblioteca DICAM, delle banche dati di riviste, pubblicazioni e normative accessibili dal sistema informatico dell Università di Bologna. La finalità dell'attività è la valutazione dello stato dell'arte e degli studi pregressi con particolare riferimento ai leganti bituminosi ed idraulici ed alle miscele comunemente confezionate con questi ed ai relativi processi produttivi e tecnologici. ATTIVITÁ 2: Prequalifica del materiale bentonitico e studio dei processi di impiego L attività prevede la caratterizzazione fisico-meccanica del materiale bentonitico secondo le normative vigenti ed in funzione dell applicazione ai prodotti identificati. Per rendere commercializzabile il sottoprodotto bentonitico ed ottimizzarne il de-watering presso Unigrà, si prevede lo studio dei vari processi industrializzati e pre-industrializzati di produzione di conglomerati bituminosi in impianto a caldo o a freddo, in continuo o discontinuo. L obiettivo è quello di massimizzare l impiego del sottoprodotto limitando i dispendi energetici di trattamento e lavorazione in fase di incorporamento. ATTIVITÁ 3: Studio dell impiego in miscela per conglomerati bituminosi e misti cementati L attività si prefigge di investigare l applicazione del sottoprodotto bentonitico al campo dei conglomerati bituminosi caldi e/o freddi e dei misti cementati. A seconda del processo industriale e dell umidità del sottoprodotto fornito si potrà procedere allo studio delle potenzialità di impiego nel confezionamento di strati bituminosi e legati idraulicamente, paragonandone le prestazioni con materiali tradizionali anche contenenti riciclati (RAP). A tal fine l attività si suddivide in step di ricerca sulla base dei quali valutare l eventuale capacità ringiovanente del sottoprodotto nei confronti di conglomerati bituminosi esausti e studiare, per comparazione, le caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali di nuova concezione tramite prove di laboratorio statiche e dinamiche. Lo studio si avvale sia di metodologie di prova tradizionali, sia di strumentazioni dinamiche avanzate, comparando i materiali prodotti con conglomerati bituminosi già presenti sul mercato, certificati e dotati di marcatura CE. Le configurazioni di prova utilizzate nelle varie metodologie saranno di volta in volta valutate sulla base delle risultanze pregresse. 1. valutazione del potenziale ringiovanente del filler bentonitico sui RAP; 2. individuazione delle miscele bituminose confezionabili (usure, binder, basi); 3. prestazione meccanica del filler bentonitico in miscele confezionate a caldo; 4. caratterizzazione per confronto delle curve granulometriche per asfalti confezionati con filler bentonitico in varie percentuali (mix design); 5. studio della compattazione giratoria dei materiali prodotti;

3 6. caratterizzazione dinamica di rigidezza ed a fatica dei materiali prodotti; 7. studio della resistenza al gelo-disgelo; 8. applicazione del filler bentonitico in miscele confezionate a freddo con emulsioni bituminose; 9. ripetizione delle determinazioni fatte per i conglomerati a caldo; 10. studio di miscele a freddo contenenti altri materiali di riciclo (polverini di gomma) e leganti idraulici. ATTIVITÁ 4: Reporting Si prevede un'attività di reporting intermedia (6 mesi) ed una al termine della ricerca (12 mesi) a firma del Responsabile Scientifico e del Direttore del DICAM.

4 Bando per Assegno di Ricerca Autofinanziato PIANO DELLE ATTIVITÁ Tutor: Dott.Ing.Cesare Sangiorgi Impiego di terre decoloranti di recupero nella produzione di conglomerati bituminosi e miscele legate idraulicamente per pavimentazioni viarie. In linea con il Progetto di Ricerca le attività previste per l assegnista sono le seguenti. ATTIVITÁ 1: Ricerca Bibliografica Realizzazione di parte della necessaria ricerca bibliografica avvalendosi, oltre che delle comuni fonti, del Portale delle Biblioteche dell Università di Bologna, della Biblioteca DICAM, delle banche dati di riviste, pubblicazioni e normative accessibili dal sistema informatico dell Università di Bologna. La ricerca dovrà concentrarsi sulle tematiche del riciclo delle terre decoloranti, con particolare riferimento ai campi di impiego quali i leganti bituminosi ed idraulici e le miscele comunemente confezionate con questi ed ai relativi processi produttivi e tecnologici. ATTIVITÁ 2: Prequalifica del materiale bentonitico e studio dei processi di impiego L attività prevede la caratterizzazione fisico-meccanica del materiale bentonitico secondo le normative vigenti ed in funzione dell applicazione ai prodotti identificati. L assegnista è chiamato a peferzionare lo studio dei vari processi industrializzati e pre-industrializzati di produzione di conglomerati bituminosi in impianto a caldo o a freddo, in continuo o discontinuo al fine di individuare la possibili tipologie di impiego del sottoprodotto. L obiettivo è quello di massimizzare l impiego del sottoprodotto limitando i dispendi energetici di trattamento e lavorazione in fase di incorporamento. ATTIVITÁ 3: Studio dell impiego in miscela per conglomerati bituminosi e misti cementati L attività dell assegnista riguarda l applicazione del sottoprodotto bentonitico al campo dei conglomerati bituminosi caldi e/o freddi e dei misti cementati. Si dovranno studiare le potenzialità di impiego nel confezionamento di strati bituminosi e legati idraulicamente. In particolare, per ciascun campo di utilizzo indivuduato nell Attività 2, si prenderanno in esame le peculiarità della tecnologia valutando, di volta in volta, le modalità di incorporamento, i quantitativi e le funzioni del materiale di apporto. A seconda dei casi occorrerà predisporre tipologie di prove diverse con o senza maturazioni dei provini. L attività si prefigge anche di studiare le caratteristiche fisiche e meccaniche dei materiali di nuova concezione tramite prove di laboratorio statiche e dinamiche. Le configurazioni di prova utilizzate nelle varie metodologie saranno di volta in volta valutate sulla base delle risultanze pregresse.

5 1. valutazione del potenziale ringiovanente del filler bentonitico sui RAP; 2. individuazione delle miscele bituminose confezionabili (usure, binder, basi); 3. prestazione meccanica del filler bentonitico in miscele confezionate a caldo; 4. caratterizzazione per confronto delle curve granulometriche per asfalti confezionati con filler bentonitico in varie percentuali (mix design); 5. studio della compattazione giratoria dei materiali prodotti; 6. caratterizzazione dinamica di rigidezza ed a fatica dei materiali prodotti; 7. studio della resistenza al gelo-disgelo; 8. applicazione del filler bentonitico in miscele confezionate a freddo con emulsioni bituminose; 9. ripetizione delle determinazioni fatte per i conglomerati a caldo; 10. studio di miscele a freddo contenenti altri materiali di riciclo (polverini di gomma) e leganti idraulici.