IL RIUTILIZZO DEI MATERIALI

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1 IL RIUTILIZZO DEI MATERIALI DI RISULTA CORSO DI COSTRUZIONI EDILI

2 LA CULTURA DEL RIUTILIZZO I rifiuti sono il prodotto di una economia di consumo, di un processo di modernizzazione che si definisce in relazione a tutto ciò che diventa scarto Fino agli anni 60: recupero del materiale da riciclare Anni 80: affermazione del modello di consumo usa e getta, simbolo di benessere ed igiene Sviluppo industriale sconsiderato: - Scarsità di risorse prime - Rifiuti che il pianeta non può assorbire

3 Produzione di rifiuti inerti: aspetti quantitativi Paese Produzione pro-capite Rifiuti C&D (% totale UE-15) kg/ab/anno Germania ,8 Regno Unito ,7 Francia ,1 Italia ,4 Spagna 326 7,1 Olanda 716 6,2 Belgio 662 3,7 Austria 580 2,6 Grecia Portogallo 323 1,8 Danimarca 498 1,5 Svezia 192 0,9 Finlandia 265 0,7 Irlanda 154 0,3 Lussemburgo 700 0,2 Totale UE Le stime delle quantità dei rifiuti da costruzione e demolizione costituiscono uno dei nodi problematici del riciclo delle materie edili. Secondo dati del progettolife APPRICOD, partito nel 2003, i rifiuti C&D prodotti in Europa rappresentano il 30% di tutti i rifiuti prodotti, ed ammontano a circa 180 milioni di tonnellate all anno. Questo significa più di 480 kg per persona all anno di cui solo circa il 28% viene riutilizzato o riciclato. Lo smaltimento in discariche del rimanente 72% ammonta a circa 130 milioni di tonnellate all anno.

4 Produzione di rifiuti inerti: l attività di demolizione in Italia Segmentazione della produzione di detriti provenienti da demolizioni in Italia 8% Microdemolizione residenziale 39% 53% Microdemolizione del patrimonio edilizio non residenziale Demolizione di interi edifici Tra le attività di costruzione e demolizione in generale è la demolizione che origina il maggior flusso di rifiuti: 93% nella fase di demolizione, 4,6% nella fase di manutenzione e 2,3% nella fase di costruzione. Inoltre è la fase che origina scarti più omogenei con una prevalenza di laterizio e calcestruzzo, pari all 85-90%, rispetto alla frazione metallica e leggera, pari all 10-15%.

5 Uno studio dell ANPAR Uno studio di settore dell Associazione Nazionale Produttori Aggregati Riciclati degli ultimi anni ha stimato la produzione nazionale di aggregati riciclati; a tale scopo si sono utilizzati i dati sulle quantità di rifiuti inerti che, a livello nazionale, raggiungono gli impianti di riciclaggio per passare a nuova vita. Il campione su cui è stata effettuata l indagine era di 64 impianti: dalle stime effettuatem è emerso che vengono annualmente riciclate solo circa 4,5 milioni di tonnellate, pari quindi a circa il 10% dei rifiuti inerti prodotti in Italia. Probabilmente il quantitativo di rifiuti inerti riutilizzati è tuttavia significativamente maggiore: buona parte delle imprese riutilizzano direttamente le macerie in cantiere senza un opportuna lavorazione in appositi impianti. Questo da luogo a un riciclo di scarsa qualità. RIFIUTI INERTI CER 17 XX XX NORD CENTRO SUD TOTALE

6 Perché Riciclare Sovrabbondanza di macerie e difficoltà di smaltimento Carenza locale e/o regionale di materie prime Salvaguardia dell ambiente Contenimento dei consumi energetici Deturpamento di bellezze naturali e consumo del territorio

7 QUADRO NORMATIVO Direttiva Europea n. 2008/98/CE che adotta la classificazione rifiuti con Codici CER si fonda sul principio chi inquina paga!!! In Italia D.Lgs. 205/10: disciplina le responsabilità in materia rifiuti tramite obblighi di documentazione: 17 RIFIUTI DALLE ATTIVITÀ DI COSTRUZIONE E DEMOLIZIONE cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche Cemento Mattoni legno, vetro e plastica Legno Vetro Plastica * vetro, plastica e legno contenenti sostanze pericolose o da esse contaminati miscele bituminose, catrame di carbone e prodotti contenenti catrame * miscele bituminose contenenti catrame di carbone miscele bituminose diverse da quelle di cui alla voce * catrame di carbone e prodotti contenenti catrame - F. I. R. - Registro di carico e scarico - M. U. D. - SISTRI

8 Il processo di riciclo Processo di riciclo delle macerie Demolizione e raccolta rifiuti demolizione tradizionale demolizione selettiva demolizione mirata demolizione controllata Trattamento impianti fissi impianti mobili Reimpiego e reimmissione nel ciclo produttivo

9 Progettazione degli spazi di cantiere Programmazione dei tempi di lavoro Coordinamento dei macchinari, degli uomini e delle operazioni Alto livello di specializzazione

10 Demolizione selettiva Vantaggi Svantaggi Riduzione dei rifiuti Utilizzo delle MPS Costo dei materiali minori Manodopera specializzata Maggiore organizzazio ne delle fasi Tempi maggiori

11 Prodotti della demolizione Frazione inutilizzabile: DISCARICA Frazione riutilizzabile: RICICLO PRIMARIO Frazione riciclabile: RICICLO SECONDARIO

12 PROBLEMATICHE Requisiti previsti per le MPS Organizzazione del processo Valutazioni tecnico- economiche Impianti fissi Impianti mobili

13 Murature: Molti mattoni dopo la demolizione si mantengo integri e dopo essere stati selezionati e separati dai calcinacci vengono ripuliti e accatastati per poi essere riutilizzati. Le macerie di muratura possono essere utilizzateperlaproduzionediduetipidicls. Laterizi: i laterizi se frantumati posso essere utilizzati come: ghiaietto, sottofondi stradali, terre per campi da tennis, additivi. Pavimentazioni: Le mattonelle della pavimentazione, dopo essere state rimosse, vengono ripulite e accatastate per poi essere riutilizzate. Coperture discontinue: della copertura, se attentamente demoliti, si possono riutilizzare travi, correnti, tavolati e coppi.

14 Materie plastiche: il principale reimpiego del PVC avveniva nella produzione di manti impermeabilizzanti, grazie a studi più recenti, con l aggiunta di materiale vergine, viene impiegato anche per la produzione di serramenti. Legno: dopo la triturazione può essere impiegato come farina di legno, nella produzione di truciolati, per le lettiere di animali e come combustibile. Vetro: può essere riciclato nella fabbricazione di prodotti in vetro non destinati alle costruzioni come bottiglie, contenitori, ecc Materiali ferrosi: quantitativi di acciaio e ferro possono provenire dalle armature, strutture portanti e tamponamenti. Generalmente vengono avviati al mercato dei rottami ferrosi e destinati alla produzione di nuovi semilavorati. Manti stradali bituminosi: dopo la rifusione del bitume, possono essere impiegati per la manutenzione o il rifacimento degli stessi manti stradali.

15 L ECO-CEMENTO Recenti sperimentazioni hanno dimostrato la possibilità di realizzare degli FRC ecosostenibili, ovvero ottenuti da materiali riciclati, in termini di base cementizia, di fibre e di aggregati. Nasce in Giappone l'idea di creare un ecocemento adoperando gli scarti derivanti dall incenerimento dei Rifiuti Solidi Urbani (RSU). Da una tonnellata di RSU si ottengono circa 30 kg di ceneri volanti e 300 kg di ceneri pesanti, le cui caratteristiche sono simili alle ceneri pesanti prodotte da alcuni processi industriali e comunemente utilizzate come aggiunte pozzolaniche. Eco-cemento

16 FIBRE VETROSE DI RICICLO Il vetro è il materiale ecologico per eccellenza, riutilizzabile illimitatamente, ottenendo un materiale con caratteristiche identiche al vetro vergine. Dal vetro riciclato è possibile ricavare fibre di vetro da utilizzare come rinforzo nei conglomerati cementizi. L innovativo Processo WBRM (Waste Based Reiforcing Materials) consente di produrre materiale vetroso, a specifica commerciale, utilizzando ceneri volanti da inceneritore da RSU.

17 FIBRE DI GOMMA E DI ACCIAIO OTTENUTE DA PFU Il termine Pneumatici Fuori Uso (PFU) fa riferimento a quegli pneumatici giunti alla fine del loro ciclo di vita e che costituiscono un rifiuto. In Italia il 50% di PFU viene smaltito in discarica. Per diminuire l onere dello smaltimento di PFU si sta valutando la possibilità di impiegarli nella produzione di calcestruzzo. In un progetto di ricerca sviluppato dall Università del Salento è stata condotta un indagine sperimentale sull impiego dei materiali riciclati da PFU in conglomerati cementizi.

18 FIBRE IN PET RICICLATO PET (polietilene tereftalato) comunemente adoperato nella produzione di bottiglie di plastica. Numerose ricerche hanno evidenziato la possibilità di adoperare PET riciclato in forma di fibre per il confezionamento di FRC. Le fibre sono ottenute, dopo pulitura, dal semplice taglio delle bottiglie maggiore sostenibilità in quanto non occorre rifilare il PET. Le fibre vengono intagliate per migliorare l adesione alla matrice cementizia, ottenendo un miglioramento della capacità post-fessurativa. No. Cemento 42,5 R [kg/m 3 ] Acqua [l/m 3 ] Aggr. grosso mm [kg/m 3 ] Aggr. medio 5,6-11,2 mm [kg/m 3 ] Sabbia [kg/m 3 ] Fluidif. [% V] Fibre di PET [kg/m 3 ] Resistenza a compressione [MPa] NFR ±1,1 0 53,7 FR ±1,1 4,5 48,5 FR ±1,1 6 57,5

19 INERTI IN PET RICICLATO Il PET può essere adoperato per la composizione di calcestruzzi anche in forma di aggregato leggero. I ritagli in PET vengono aggregati mediante un processo termico e meccanico, formando un inerte alveolato resistente, rigido, notevolmente leggero. Aggregato non sabbiato per calcestruzzi leggeri non strutturali, ma con elevata coibenza termica ed acustica. Aggregato sabbiato per calcestruzzi leggeri strutturali dove non è richiesta un elevata resistenza meccanica. La sabbiatura migliora l ammorsamento nel conglomerato. Al calcestruzzo è poi possibile aggiungere fibre di diversa natura, migliorandone la tenacità.

20 17 RIFIUTI DELLE OPERAZIONI DI COSTRUZIONE E DEMOLIZIONE (COMPRESO IL TERRENO PROVENIENTE DA SITI CONTAMINATI) cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche cemento mattoni mattonelle e ceramiche miscugli o scorie di cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche, diverse da quelle di cui alla voce legno, vetro e plastica legno vetro plastica miscele bituminose, catrame di carbone e prodotti contenenti catrame miscele bituminose diverse da quelle di cui alla voce

21 17 04 metalli (incluse le loro leghe) rame, bronzo, ottone alluminio piombo zinco ferro e acciaio stagno metalli misti cavi, diversi da quelli di cui alla voce terra (compreso il terreno proveniente da siti contaminati), rocce e fanghi di dragaggio terra e rocce, diverse da quelle di cui alla voce fanghi di dragaggio, diversa da quella di cui alla voce pietrisco per massicciate ferroviarie, diverso da quello di cui alla voce materiali isolanti e materiali da costruzione contenenti amianto materiali isolanti diversi da quelli di cui alle voci e materiali da costruzione a base di gesso materiali da costruzione a base di gesso diversi da quelli di cui alla voce altri rifiuti dell'attività di costruzione e demolizione rifiuti misti dell'attività di costruzione e demolizione, diversi da quelli di cui alle voci , e

22 17 RIFIUTI DELLE OPERAZIONI DI COSTRUZIONE E DEMOLIZIONE (COMPRESO IL TERRENO PROVENIENTE DA SITI CONTAMINATI) cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche * miscugli o scorie di cemento, mattoni, mattonelle e ceramiche, contenenti sostanze pericolose legno, vetro e plastica * vetro, plastica e legno contenenti sostanze pericolose o da esse contaminati miscele bituminose, catrame di carbone e prodotti contenenti catrame * miscele bituminose contenenti catrame di carbone * catrame di carbone e prodotti contenenti catrame metalli (incluse le loro leghe) * rifiuti metallici contaminati da sostanze pericolose * cavi, impregnati di olio, di catrame di carbone o di altre sostanze pericolose terra (compreso il terreno proveniente da siti contaminati), rocce e fanghi di dragaggio * terra e rocce, contenenti sostanze pericolose * fanghi di dragaggio, contenente sostanze pericolose * pietrisco per massicciate ferroviarie, contenente sostanze pericolose

23 17 06 materiali isolanti e materiali da costruzione contenenti amianto * materiali isolanti contenenti amianto * altri materiali isolanti contenenti o costituiti da sostanze pericolose * materiali da costruzione contenenti amianto(i) (i) Per quanto riguarda il deposito dei rifiuti in discarica, la classificazione di tale rifiuto come pericoloso è posticipata fino all adozione delle norme regolamentari di recepimento della direttiva 99/31/CE sulle discariche, e comunque non oltre il 16 luglio materiali da costruzione a base di gesso * materiali da costruzione a base di gesso contaminati da sostanze pericolose altri rifiuti dell'attività di costruzione e demolizione * rifiuti dell'attività di costruzione e demolizione, contenenti mercurio * rifiuti dell'attività di costruzione e demolizione, contenenti PCB (ad esempio sigillanti contenenti PCB, pavimentazioni a base di resina contenenti PCB, elementi stagni in vetro contenenti PCB, condensatori contenenti PCB) * altri rifiuti dell'attività di costruzione e demolizione (compresi rifiuti misti) contenenti sostanze pericolose

24 1 CASO APPLICATIVO: il recupero diretto del mattone RIUTILIZZO INTEGRALE Procedura di recupero più vantaggiosa dal punto di vista ambientale Permette di valorizzare tutte le risorse incorporate nell elemento Materie Energia

25 Pulizia del mattone recuperato Il processo di lavorazione per ottenere il prodotto finito pronto per la commercializzazione parte dallapulizia dei mattoni sani. Pulizia manuale tempi lunghi costi maggiori Innovazione tecnologica tempi e costi minori Innovazione scientifica riduzione tempi e costi ottimizzazione del processo PROCESSO TERMICO

26 Caratteristiche meccaniche Resistenza a compressione Fig. 1 Resistenza a compressione di calcestruzzi riciclati e dei calcestruzzi originali di riferimento A/C Resistenza a compressione del calcestruzzo (MPa) Calcestruzzo originale CG e 100% NS CS CG e 50% NS 100% CS 0,45 37, ,55 28,9 28, ,5 0, ,5 13 Fig. 2 Relazione tra il rapporto acqua cemento espresso in % in peso e la resistenza a compressione a 28 giorni, espressa in Mega Pascal di campioni realizzati con: 100% aggregati fini e grossi naturali; 15% materiale riciclato e l 85% materiale naturale; 30% materiale riciclato e 70% materiale naturale; 100% di aggregati grossi riciclati e sabbia naturale; 100% di aggregati grossi e fini riciclati.

27 Resistenza a trazione e a flessione: A/C gg NS NG 57% 28 2,41 50% 28 2,98 CS CG Non varia molto CS CG 1,93-19,91% -10% -20% 2,77 2,44-7,04% Non varia molto -18,1% -20% Non varia molto -10% -20% -10% -6% -35% -25% -10% Modulo di elasticità: Il modulo di elasticità dei cls riciclati è sempre più basso di quello dei cls convenzionali. Ritiro: Il ritiro dei cls riciclati risulta essere più elevato di quello dei cls convenzionali. Lo scorrimento plastico: Lo scorrimento plastico dei cls riciclati risulta essere più elevato di quello dei cls convenzionali. In conclusione si possono utilizzare fino al 30% degli aggregati grossi riciclati mentre è da escludere l utilizzo degli aggregati fini (come prescritto anche dalla UNI EN 12620).

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29 Permeabilità e assorbimento d acqua Assorbimento d acqua (espresso in % del peso) dopo 30 minuti di immersione, di calcestruzzi convenzionali ( ) e riciclati ( ), realizzati con differenti rapporti acqua/cemento. Tutti i calcestruzzi riciclati sono stati realizzati con aggregati riciclati provenienti da un calcestruzzo originario prodotto con un rapporto acqua cemento pari a circa 0,55. Caratteristiche di durabilità Carbonatazione e attacco all armatura Variazione del potenziale elettrico delle barre d acciaio inserite in campioni realizzati con calcestruzzo convenzionale( ) e riciclato( ), in funzione del numero dei cicli di imbibizione ed essiccamento. Sono state utilizzate due coppie di calcestruzzi (convenzionale e riciclato) prodotte rispettivamente con rapporto/acqua cemento pari a 0,55 e con rapporto acqua /cemento pari a 0,40.

30 La progettazione dell impasto dei calcestruzzi riciclati La determinazione del mix dell impasto del calcestruzzo riciclato non è diversa da quella dei calcestruzzi convenzionali. Rapporto tra aggregati a granulometria grossa e fine La determinazione del rapporto tra aggregati a granulometria grossa e fine del calcestruzzo riciclato non è diversa da quella dei calcestruzzi convenzionali. Rapporto A/C La determinazione del rapporto A/C del calcestruzzo riciclato non è diversa da quella dei calcestruzzi convenzionali. Domanda d acqua e lavorabilità I calcestruzzi riciclati richiedono una quantità d acqua maggiore perciò si può ricorrere alla preumidificazione degli aggregati. Contenuto di cemento L uso di aggregati riciclati richiede l aumento della quantità d acqua nell impasto. Volendo mantenere inalterata la resistenza a compressione è necessaria una maggiore quantità di cemento.

31 Contenuto d aria e densità Si può affermare che il contenuto d aria dei calcestruzzi riciclati sia al più leggermente superiore di quelli convenzionali. Tipo di calcestruzzo Densità [Kg/mc] Contenuto d aria % H ,3 H/H ,5 H/M ,6 H/L ,9 M ,1 M/H ,9 M/M ,2 M/L ,6 L ,9 L/H ,5 L/M ,2 L/L ,2 1) Aggregati per sottofondi stradali e sottofondi in genere 2) Aggregati per nuovo calcestruzzo 3) Produzione di mattoni in silicato di calcio

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34 DESCRIZIONE U.M. PREZZO [ /mq] 1)Rimozionedimantiimpermeabilibituminosiadoppiostrato m 2 4,84 2) Trasporto a discarica autorizzata controllata di materiali di risulta con motocarrodiportatafinoa1m³ m 2 1,95 3) Smaltimento di materiale da demolizioni e rimozioni privo di ulteriori scorie e frammenti. Il prezzo comprende tutti gli oneri, tasse e contributi m 2 4,8 da conferire alla discarica autorizzata 4) Massetto sottile di sottofondo in preparazione del piano di posa della impermeabilizzazione, dello spessore di almeno 2 cm, tirata con regolo m 2 10,18 per la livellazione della superficie 5) Preparazione del piano di posa di manti impermeabili con una mano di primer bituminoso a solvente in quantità non inferiore a 300g/m² m 2 1,05 6) Manto impermeabile prefabbricato costituito da membrana bitume polimero elastomerica, applicata a fiamma su massetto di sottofondo, di superfici orizzontali o inclinate, previo trattamento con idoneo primer bituminoso, con sovrapposizione dei sormonti di 8 10 cm in senso longitudinale e di almeno 15 cm alle testate dei teli: armata in filo continuo di poliestere non tessuto spessore 4 mm m 2 9,63 TOT 32,45 Euro/mq

35 6) Manto impermeabile prefabbricato costituito da membrana bitume polimero elastomerica, applicata a fiamma su massetto di sottofondo, di superfici orizzontali o inclinate, previo trattamento con idoneo primer bituminoso, con sovrapposizione dei sormonti di 8 10 cm in senso longitudinale e di almeno 15 cm alle testate dei teli: armata in filo continuo di poliestere non tessuto spessore 4 mm m 2 9,63 TOT 9,63 Euro/mq