Svelate le cause del rapido deterioramento delle moderne strutture in cemento e pavimentazioni in asfalto.

Che il cemento e l'asfalto sono vitali per i moderni materiali da costruzione non è di certo una novità: il primo viene usato per la realizzazione di vari edifici e strutture, mentre il secondo è impiegato principalmente per strade, autostrade e piste; ed è così fin dal 1800. Inoltre sebbene nel corso degli anni sia stato osservato che le strutture moderne in cemento ed asfalto tendono a deteriorarsi molto più velocemente di quelle storiche, finora la ragione dietro questo fenomeno era rimasta sconosciuta. Tuttavia recentemente alcuni ricercatori dell'Hokkaido University, dell'Aichi Medical University, della Shimadzu Corporation, della Nagoya City University, del Tomakomai College e della Green Consultant Co. Ltd, attraverso uno studio i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista PLOS ONE, hanno rivelato che a guidare il detoriamento delle strutture in cemento e delle pavimentazioni in asfalto moderne è la presenza di tracce di materia organica all'interno di queste strutture. In pratica si tratta di un problema importante causato da crepe, disaggregazione, (ossia rottura in polvere bianca fine), e delaminazione, (ovvero separazione in strati): queste strutture deteriorate non sono sicure per i loro scopi ed il rapido deterioramento riduce la durata di vita prevista delle strutture, aumentando così i costi di manutenzione e/o sostituzione. Ad ogni modo gli scienziati hanno deciso di sviluppare un nuovo metodo per valutare il tasso di deterioramento del calcestruzzo: quello attuale si basa sulla larghezza delle crepe superficiali nel calcestruzzo e su un semplice test chimico, che tuttavia fornisce soltanto un quadro incompleto del livello di danno. In sostanza durante i loro esperimenti gli studiosi hanno notato che quando il cemento commerciale viene mescolato con l'acqua si sviluppa uno strano odore: hanno quindi ipotizzato che la materia organica sia responsabile di tale odore ed hanno esaminato l'effetto che essa ha sul deterioramento del cemento. Insomma, entrando un po' più nei particolari, i ricercatori hanno sviluppato un apparato di permeazione dell'umidità transitorio monodimensionale per riprodurre in laboratorio accuratamente le condizioni ambientali a cui sono esposte le strutture in calcestruzzo e le pavimentazioni in asfalto per un periodo di 24 ore: se combinato con le scansioni di tomografia computerizzata, questo metodo può essere usato per valutare l'esatta estensione del danno. Difatti gli scienziati hanno testato sia una varietà di campioni di asfalto provenienti dal Giappone e risalenti al 1960 sia una serie di campioni di calcestruzzo provenienti da tutto il mondo; mentre hanno usato un campione di calcestruzzo di 120 anni come riferimento. In questo modo gli studiosi hanno dimostrato che ci sono un certo numero di molecole organiche, provenienti da diverse fonti, presenti nelle moderne strutture in calcestruzzo e nelle pavimentazioni in asfalto: ftalati, particolato di scarico diesel, tensioattivi e liquidi lavavetri; tutte molecole introdotte durante il processo di produzione, (il contenuto di ftalati, composti fosfatici ed agenti riduttori dell'acqua AE presenti nei cementi disponibili in commercio sono rispettivamente lo 0,0012%, lo 0,12% e lo 0,25%), oppure assorbite dall'ambiente, e causano, appunto, un rapido deterioramento sia del cemento che dell'asfalto. Tra l'altro dai risultati ottenuti i ricercatori hanno osservato che della materia organica presente nel cemento gli ftalati erano quelli che risultavano avere il più alto effetto sul deterioramento rispetto ai fosfati ed agli agenti riduttori dell'acqua AE: la materia organica nell'acqua, infatti, accelera il deterioramento delle strade in asfalto. Comunque sia gli scienziati hanno anche dimostrato che la larghezza e la lunghezza delle crepe è il miglior determinante del danno del calcestruzzo, mentre il grado di formazione di amorfizzazione è il miglior determinante del deterioramento: essi credono che le loro scoperte possano essere, infine, utilizzate per sviluppare nuove formulazioni per strutture in calcestruzzo e pavimentazioni in asfalto di lunga durata.