Development and Performance Evaluation of Cold-Pressed Cement-Free Bricks using Detarium Senegalense Bio-Binder
Questo studio dimostra che i mattoni autobloccanti a pressione a freddo, privi di cemento e che utilizzano polvere di semi di *Detarium senegalense* come legante biologico, raggiungono una resistenza alla compressione ottimale di 5,53 MPa con un contenuto di legante del 20%, provando la loro validità per la costruzione non portante e sottolineando al contempo la necessità di migliorare la resistenza all'acqua.
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Immaginate il mondo dell'edilizia come una gigantesca e vorace bestia che divora le risorse del nostro pianeta. Ogni volta che realizziamo un mattone standard o coliamo il cemento, stiamo essenzialmente nutrendo questa bestia con enormi quantità di energia e spruzzando nuvole di anidride carbonica, un gas che riscalda la nostra atmosfera. Per fermare questo processo, gli scienziati sono alla ricerca di un tesoro di materiali "verdi": cose che crescono nel terreno, come le piante, invece di essere estratte o cotte in forni super caldi. Una delle "colle" più famose nell'edilizia è il cemento, ma produrlo è un processo molto sporco. Così, i ricercatori si stanno chiedendo: possiamo usare la sostanza appiccicosa della natura, come la linfa degli alberi o i gel dei semi, per tenere insieme la sabbia al posto del cemento? Questo è l'eccitante confine dei "bio-leganti", dove l'obiettivo è costruire case che non feriscano il pianeta, utilizzando materiali che potrebbero persino trovarsi nel vostro giardino o nella vostra foresta locale.
In questo studio, un team di ricercatori ha deciso di testare un candidato molto specifico e sottoutilizzato: il seme di un albero chiamato Detarium senegalense, che cresce in Africa occidentale. Volevano vedere se potevano trasformare questi semi in una "colla" per realizzare mattoni senza usare affatto il cemento. Pensate a come se steste cercando di costruire un castello di sabbia, ma invece di bagnare solo la sabbia con un po' d'acqua, mescolaste una pasta speciale e appiccicosa fatta di semi schiacciati per tenere insieme i granelli. Il team ha preso sabbia fine e l'ha mescolata con tre diverse quantità di questa pasta di semi: il 10%, il 20% e il 30% del peso totale. Non hanno cotto i mattoni nel fuoco; hanno invece usato una gigantesca pressa idraulica per schiacciare la miscela nella forma desiderata, un metodo chiamato "pressatura a freddo".
I risultati sono stati un po' come una storia di Biancaneve, dove bisogna trovare la misura "giusta". Quando hanno usato la quantità minore di colla di semi (10%), i mattoni erano un po' deboli perché non c'era abbastanza pasta appiccicosa per tenere tutti i granelli di sabbia strettamente uniti. Quando ne hanno usata la quantità maggiore (30%), i mattoni sono diventati più pesanti e densi, ma sono diventati fragili e hanno iniziato a creparsi facilmente, quasi come un biscotto che ha troppo burro e si sbriciola. Tuttavia, l'opzione intermedia — la miscela al 20% — è stata la vincitrice. Questi mattoni erano i più forti, capaci di resistere a una forza di compressione di 5,53 ± 0,10 MPa, e mantenevano la loro forma meglio degli altri. I ricercatori hanno usato un potente microscopio (SEM) per guardare all'interno dei mattoni e hanno visto che la miscela al 20% creava una rete perfetta e continua di colla tra i granelli di sabbia, come un ponte ben costruito, mentre le altre miscele presentavano spazi vuoti o grumi.
Ma c'è un intoppo, ed è uno grande. Sebbene la colla di semi funzioni molto bene per tenere uniti i mattoni, ama davvero, davvero l'acqua. Quando i ricercatori hanno immerso i mattoni in acqua per 24 ore, tutti hanno iniziato a gonfiarsi e a perdere la loro forma. I mattoni con più colla di semi hanno assorbito ancora più acqua, passando da un assorbimento d'acqua del 10,29 ± 1,90% fino al 16,92 ± 7,47%. È come se i mattoni si fossero trasformati in spugne. Per questo motivo, gli autori suggeriscono che questi mattoni siano attualmente più adatti per cose che non vengono colpite dalla pioggia, come pareti interne o strutture temporanee, piuttosto che per edifici esterni che devono sopravvivere a una tempesta. Concludono che, sebbene il Detarium senegalense sia un'alternativa ecologica fantastica al cemento per realizzare mattoni resistenti tramite pressatura a freddo, dobbiamo ancora capire come renderli resistenti all'acqua prima di poterli usare per costruire case che resistano agli agenti atmosferici.
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