Riassunto analitico
L’edilizia è il settore che attualmente registra il maggior impatto ambientale, conseguenza degli intensi consumi energetici, delle emissioni di agenti inquinanti in atmosfera, dell'inarrestabile consumo del territorio e del diffuso utilizzo di materiali di origine petrolchimica che determinano gravi problemi di inquinamento durante tutto il loro ciclo di vita. In questo contesto, negli ultimi decenni, l’interesse per materiali eco-compatibili è cresciuto a livello esponenziale e già da alcuni anni la bioedilizia è orientata all’utilizzo di fibre di origine vegetale soprattutto per la realizzazione di isolanti termo-acustici. In questa ottica, uno dei prodotti più conosciuti e attualmente disponibile sul mercato è il biocomposito canapulo-calce. A seconda del rapporto fibra-matrice, esso può trovare applicazione come isolante per pavimenti, riempimento per tetti o, nel caso di ristrutturazioni, come strato termo-isolante nei muri tradizionali. Questo studio si occupa dello sviluppo di un nuovo e innovativo biocomposito con funzioni di isolamento termo-acustico che utilizza la pula di farro abbinata a una matrice di calce. Dopo aver esaminato le caratteristiche fisiche e strutturali delle fibre vegetali, si è proceduto alla miscelazione della pula di farro con la matrice per ottenere provini che sono stati compattati manualmente. Le proprietà termiche e meccaniche del biocomposito creato sono state studiate e confrontate con i risultati delle medesime prove eseguite su provini in canapulo-calce, ottenuti attraverso il medesimo procedimento. Si è constatato che, per materiali aventi lo stesso rapporto in massa legante/fibre, la densità dei campioni contenti la pula di farro ha mostrato valori leggermente superiore rispetto al canapulo, ciò dovuto alle differenti proprietà fisiche e morfologiche delle fibre vegetali. Le misure di conducibilità termica hanno evidenziato come il composito calce - pula di farro possa competere con il rivale contente canapulo in termini d’isolamento termico attraverso un coefficiente di conducibilità di circa 0.069 W/mK ± 0.007 W/mK variabile a seconda del tipo di miscela. Dai test a compressione per miscele destinate ad essere impiegate come riempimento muri a telaio in legno è possibile evidenziare prestazioni meccaniche superiori/inferiori per il di composito calce-pula di farro con una resistenza media a compressione di 0.112 ± 0.006 Mpa a 28 giorni rispetto a 0.143 ± 0.009 Mpa del composito calce-canapulo.
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Abstract
As the building sector presents major impacts on the natural environment, the development of ecofriendly concrete materials using plant aggregates has emerged as a high priority. This kind of concrete allows moving towards a low carbon material with good thermo-physical properties. This is the case of hemp concrete made out of hemp hurd mixed with a lime-based binder. Depending on its composition, it can be used in floor, as a roof filling or in renovation as a thermal and acoustic insulation layer upon a traditional wall. In new buildings hemp concrete is mainly integrated in combination with a load bearing wooden framework and it replaces usual systems based on brick and mineral wool. In this way, it can qualify as a multifunctional material which takes a clear position regarding the energy efficiency and the optimization of building envelopes.
This study deals with the development of an innovative insulating concrete having the same application than hemp concrete one but using spelt hulls.
Having examined physical and structural characteristics of plant aggregates, specimens made out of whole spelt hull and a lime-based binder were manufactured by mixing and manual tamping. Both thermal and mechanical properties of the final concrete materials were studied in comparison to hemp concrete designed with the same process. It is established that for a same binder on aggregates mass ratio, the target dry density of spelt hull concrete is necessarily higher than those of hemp concrete due to the different physical and morphological properties of spelt hulls. Thermal measurements show that spelt hull concrete can compete with hemp concrete in terms of thermal insulation with a dry thermal conductivity of about 0.069 W/mK ± 0.007 W/mK depending on the mix proportioning. Compression test results on defined mixtures intended to be used as a filling material in a wall timber frame highlight lower/higher mechanical performances for spelt hull concrete with an average compressive strength of 0.112 ± 0.006 MPa at 28 days compared to 0.143 ± 0.009 MPa for hemp concrete.
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