Aggregati riciclati nel calcestruzzo:
le Norme, l’evoluzione in Italia e in Europa e i
pregiudizi da superare
Giacomo Moriconi, Professore ordinario di Scienza e Tecnologia dei Materiali, Università Politecnica delle
Marche, Ancona
GLI AGGREGATI RICICLATI NELLE VIGENTI NORME TECNICHE PER LE
COSTRUZIONI
Le Norme Tecniche per le Costruzioni attualmente in vigore, emanate con D.M. 14 gennaio
2008 (Suppl. Ord. n.30 G.U. 04-02-2008 n.29), al Cap.11 (MATERIALI E PRODOTTI PER USO
STRUTTURALE), 11.2 (CALCESTRUZZO), Par.11.2.9 (COMPONENTI DEL CALCESTRUZZO),
11.2.9.2 (AGGREGATI), affermano che “sono idonei alla produzione di calcestruzzo per uso
strutturale gli aggregati ottenuti dalla lavorazione di materiali naturali, artificiali, ovvero
provenienti da processi di riciclo conformi alla norma europea armonizzata UNI EN 12620 e,
per gli aggregati leggeri, alla norma europea armonizzata UNI EN 13055-1”. Il sistema di
attestazione della conformità di tali aggregati, ai sensi del DPR n.246/93, è 2+ per l’uso in
calcestruzzo strutturale.
La stessa norma indica che: “È consentito l’uso di aggregati grossi provenienti da riciclo,
secondo i limiti di cui alla Tabella 11.2.III, a condizione che la miscela di calcestruzzo
confezionata con aggregati riciclati, venga preliminarmente qualificata e documentata
attraverso idonee prove di laboratorio. Per tali aggregati, le prove di controllo di produzione
in fabbrica di cui ai prospetti H1, H2 ed H3 dell’annesso ZA della norma europea armonizzata
UNI EN 12620, per le parti rilevanti, devono essere effettuate ogni 100 tonnellate di aggregato
prodotto e, comunque, negli impianti di riciclo, per ogni giorno di produzione.
Tabella 11.2.III
Origine del materiale da riciclo
Demolizioni di edifici (macerie)
Demolizioni di solo calcestruzzo e c.a.
Riutilizzo di calcestruzzo interno
negli stabilimenti di prefabbricazione
qualificati - da qualsiasi classe
da calcestruzzi >C45/55
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Classe del calcestruzzo
= C 8/10
≤ C30/37
≤ C20/25
percentuale di impiego
fino al 100%
≤ 30%
fino al 60%
≤ C45/55
fino al 15%
Stessa classe del
calcestruzzo di origine
fino al 5%
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Nelle prescrizioni di progetto si potrà fare utile riferimento alle norme UNI 8520-1:2005 e UNI
8520-2:2005 al fine di individuare i requisiti chimico-fisici, aggiuntivi rispetto a quelli fissati
per gli aggregati naturali, che gli aggregati riciclati devono rispettare, in funzione della
destinazione finale del calcestruzzo e delle sue proprietà prestazionali (meccaniche, di
durabilità e pericolosità ambientale, ecc.), nonché quantità percentuali massime di impiego
per gli aggregati di riciclo, o classi di resistenza del calcestruzzo, ridotte rispetto a quanto
previsto nella tabella sopra esposta.
Per quanto riguarda gli eventuali controlli di accettazione da effettuarsi a cura del Direttore dei
Lavori, questi sono finalizzati almeno alla determinazione delle caratteristiche tecniche
riportate nella Tab. 11.2.IV. I metodi di prova da utilizzarsi sono quelli indicati nelle Norme
Europee Armonizzate citate, in relazione a ciascuna caratteristica.
Tab. 11.2.IV – Controlli di accettazione per aggregati per calcestruzzo strutturale
Caratteristiche tecniche
Descrizione petrografica semplificata
Dimensione dell’aggregato (analisi granulometrica e contenuto dei fini)
Indice di appiattimento
Dimensione per il filler
Forma dell’aggregato grosso (per aggregato proveniente da riciclo)
Resistenza alla frammentazione/frantumazione (per calcestruzzo Rck ≥ C50/60)
Il progetto, nelle apposite prescrizioni, potrà fare utile riferimento alle norme UNI 85201:2005 e UNI 8520-2:2005, al fine di individuare i limiti di accettabilità delle caratteristiche
tecniche degli aggregati.”
Le novità introdotte con le Norme Tecniche
Lo scopo principale delle nuove norme era quello di trasformarle da “prescrittive” in
“prestazionali”, individuando la sicurezza e le prestazioni attese nel Cap.2, dove sono illustrati
i principi generali.
Questa trasformazione comporta alcuni aspetti non marginali, relativi a:
- complessità, nel passaggio da standard prefissati e facilmente controllabili al giudizio del
progettista sull’adeguatezza dei materiali e delle tecniche di analisi;
- responsabilità, non più garantita dal rispetto della normativa, ma individuale e condivisa dai
soggetti coinvolti;
- innovazione, potendo il progettista scegliere l’utilizzo di nuove tecnologie, in precedenza molto
difficile se non ostacolato;
- costi, essendo possibile una loro ottimizzazione a fronte della precedente tendenza alla loro
sopravvalutazione.
Ulteriori novità possono essere individuate nei seguenti aspetti:
- l’introduzione delle classi delle costruzioni in funzione del tempo di vita dell’opera correlate
con l’uso previsto e l’introduzione del concetto di durabilità, ossia della prestazione garantita
per il tempo di vita;
- la verifica di sicurezza condotta in base agli stati limite ultimo e di esercizio, oltre alla verifica
di robustezza nei confronti di azioni eccezionali, limitando la tradizionale verifica alle tensioni
ammissibili alle zone non sismiche in assenza di esplosioni, urti ed incendio;
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- l’introduzione delle verifiche “as built”, da effettuare con le caratteristiche effettive dei
materiali misurate in corso d’opera.
In questo quadro è stata introdotta la possibilità di utilizzare aggregati riciclati per la
produzione di calcestruzzo strutturale.
L’impatto delle norme tecniche sull’impiego di aggregati riciclati nel calcestruzzo
Nonostante l’intenzione del normatore di emanare una norma prestazionale, è indubbio che la
Tabella 11.2.III mantiene un carattere decisamente prescrittivo, e che l’indicazione che nelle
prescrizioni di progetto si debbano “individuare i requisiti chimico-fisici, aggiuntivi rispetto a
quelli fissati per gli aggregati naturali, che gli aggregati riciclati devono rispettare, in funzione
della destinazione finale del calcestruzzo e delle sue proprietà prestazionali (meccaniche, di
durabilità e pericolosità ambientale, ecc.), nonché quantità percentuali massime di impiego
per gli aggregati di riciclo, o classi di resistenza del calcestruzzo, ridotte rispetto a quanto
previsto nella tabella sopra esposta” sia quanto meno protezionistica.
E se appare ancora protezionistica l’indicazione che vincola “l’uso di aggregati grossi
provenienti da riciclo, secondo i limiti di cui alla Tabella 11.2.III” alla “condizione che la
miscela di calcestruzzo confezionata con aggregati riciclati, venga preliminarmente qualificata
e documentata attraverso idonee prove di laboratorio”, la prescrizione che per gli aggregati
riciclati “le prove di controllo di produzione in fabbrica di cui ai prospetti H1, H2 ed H3
dell’annesso ZA della norma europea armonizzata UNI EN 12620, per le parti rilevanti,
devono essere effettuate ogni 100 tonnellate di aggregato prodotto e, comunque, negli
impianti di riciclo, per ogni giorno di produzione” sembra certamente dissuasiva dal loro
impiego.
Infine, la determinazione della forma dell’aggregato grosso limitata all’aggregato proveniente
da riciclo, di cui alla Tab. 11.2.IV (Controlli di accettazione per aggregati per calcestruzzo
strutturale), appare cervellotica (o forse ancora protezionistica?), se non illogica e, pertanto,
ingiustificata.
L’EVOLUZIONE DELLA SITUAZIONE IN ITALIA ED IN EUROPA
La Comunità Europea ha emanato nel 1999 dati statistici sulla produzione annua di rifiuti da
demolizione e costruzione (C&DW, Construction and Demolition Waste) ed il relativo
riutilizzo in ciascun paese membro [1]. Nonostante i dubbi sull’affidabilità ed il realismo dei
dati, ufficiali e quindi non comprendenti l’enorme quantità di materiale smaltito illegalmente,
appariva chiaro un diverso comportamento fra paesi nord-europei, più propensi al riciclo
delle macerie, probabilmente anche per scarsità di risorse naturali, e paesi sud-europei, con
percentuali di riutilizzo decisamente basse ed orientate a specifiche applicazioni, forse anche
per la possibilità di un incontrollato sfruttamento intensivo di risorse naturali.
Nel settembre 2010 il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici ha approvato in assemblea
generale una relazione [2] nella quale sono riportati dati interessanti sui volumi di
produzione degli aggregati, fra cui quelli riciclati, nei singoli paesi membri della UE nel 2006 e
2008 (Fonti UEPG e Umweltbundesamt).
Nella stessa relazione sono stati estrapolati da uno studio dal titolo “Service Contract on
management of construction and demolition Waste – draft final report task 2” [3] dati di sintesi
sulle quantità prodotte e sulle percentuali medie di riciclaggio di rifiuti da C&D in Europa.
Sulla base dei suddetti dati, sia pure affetti da un alto livello di incertezza, valutabile in ±33%,
è possibile, tuttavia, individuare un significativo andamento della situazione nei singoli paesi
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membri (Figura 1) ed in Europa (Figura 2), che mette in evidenza comportamenti
significativamente differenziati nell’ultimo decennio fra paesi nord-europei che hanno già
raggiunto l’obiettivo fissato dalla direttiva europea (70%), paesi prevalentemente
mitteleuropei che si stanno più o meno avvicinando a tale obiettivo (40-70%), paesi, anche
sud-europei, che hanno iniziato un percorso di avvicinamento all’obiettivo, e paesi, fra cui
l’Italia, per i quali non sono disponibili dati di stima delle percentuali di riciclo.
Figura 1. Quantità prodotte e percentuali medie di riciclaggio (1999;2010) di rifiuti da C&D nei singoli paesi
membri della UE
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Figura 2 Quantità prodotte e percentuali medie di riciclaggio (1999;2010) di rifiuti da C&D in Europa
L’elevata variabilità da Stato a Stato nell’utilizzo di aggregati riciclati è da mettere in relazione
alle politiche relative alla gestione dei rifiuti (tasse per il conferimento a discarica) ed alle
restrizioni allo sfruttamento delle risorse naturali (tassazione sugli aggregati naturali). Paesi
con imposte sul conferimento a discarica e sull’estrazione di aggregati naturali presentano le
maggiori percentuali di riciclaggio.
Numerosi Stati Membri della Commissione Europea hanno introdotto tasse sugli aggregati
naturali con l’obiettivo di preservare le risorse naturali e di incoraggiare la sostituzione
dell’uso di aggregati naturali con aggregati riciclati. La tassazione degli aggregati naturali, che
ha un effetto diretto sul rapporto di prezzo tra aggregati naturali e riciclati, viene
generalmente ritenuta più efficace rispetto alla tassazione sullo smaltimento dei rifiuti, che
comporta il rischio di smaltimenti illegali.
UN PREGIUDIZIO DA SUPERARE
Numerosissimi studi a livello internazionale [4-13] hanno ormai da tempo dimostrato la
fattibilità della produzione di calcestruzzo per uso strutturale utilizzando aggregati riciclati.
Sulla base di questi risultati è possibile effettuare un confronto tra le prestazioni di un
calcestruzzo ordinario e di quello con aggregati riciclati appartenenti alla stessa classe di
resistenza. In particolare, a parità di resistenza a compressione, il calcestruzzo con aggregato
riciclato mostra [14]:
- una resistenza a trazione inferiore (10% circa);
- un modulo elastico inferiore (20% circa);
- la stessa tensione di aderenza con le barre di acciaio;
- lo stesso grado di vulnerabilità alla fessurazione per ritiro igrometrico;
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- caratteristiche di durabilità almeno equivalenti in termini di resistenza a cicli di gelo e
disgelo, resistenza all’attacco solfatico, resistenza alla penetrazione di agenti aggressivi per
le armature metalliche;
- nessun problema di cessione di sostanze potenzialmente pericolose per l'ambiente [15].
Al fine di superare un pregiudizio non più difendibile, soprattutto nell’ottica di uno sviluppo
realmente sostenibile, si è verificato il comportamento sotto carico ciclico di nodi travepilastro realizzati in calcestruzzo confezionato con aggregati grossi in calcestruzzo riciclato
[16], considerando che il basso valore di modulo elastico di tale calcestruzzo può indurre un
diverso meccanismo di rottura del nodo trave-pilastro.
I risultati della sperimentazione, condotta su elementi di dimensioni quasi reali, dimostrano
che è possibile ottenere anche per questi nodi, adottando opportuni accorgimenti di calcolo
che tengano conto del diverso comportamento a taglio e della diversa rigidezza degli elementi
strutturali in calcestruzzo con aggregato riciclato, soddisfacenti valori di duttilità e tenacità
durante cicli di carico che simulino l’azione sismica. Infatti, la maggiore deformabilità del
calcestruzzo con aggregati riciclati consente di ottenere gli stessi livelli di duttilità nonostante
la minore resistenza a trazione.
….. ed una scelta ineludibile
La storia insegna che l’evoluzione della tecnologia costruttiva è stata sino dai suoi albori
accompagnata spesso da operazioni più o meno innovative e riuscite di recupero e riutilizzo di
materiali di scarto. Tuttavia, l’incosciente euforia consumistica generata dall’espansione
dell’economia dei paesi industrializzati e dall’allargamento dei mercati ha portato a
dimenticare, se non disdegnare, quelle avvedute esperienze a favore di un indiscriminato ed
incontrollato sfruttamento di risorse naturali ed un uso arrogantemente improprio del
territorio. L’inevitabile spettro di una crisi irreversibile di tali risorse, accompagnata da un
deterioramento ambientale sempre più preoccupante per quanto prevedibile, ha spinto un
numero crescente di ricercatori (di cui in bibliografia si riporta un’esigua rappresentanza,
come semplice dimostrazione dell’estensione temporale, geografica e di interesse per il tema)
all’individuazione di soluzioni alternative, riconsiderando l’opportunità di riutilizzare
materiali di scarto, altrimenti conferiti in discarica. Tali studi hanno, in particolare,
ampiamente riconfermato la fattibilità e l’efficacia dell’utilizzo di materiali riciclati nel
calcestruzzo, strutturale o meno, e nei materiali da costruzione in generale, dimostrando che
solo pregiudizi culturalmente ingiustificati e la latitanza di indirizzi politici responsabili
impediscono l’affermazione di una scelta ineludibile nell’unico scenario possibile di uno
sviluppo sostenibile.
“… we should not try for the very best
concrete but rather make concrete that
is good for the specific purpose for
which it is intended.” (Adam Neville)
"This means that the long-term solution to the problem of sustainability of
modern construction materials lies in dramatically improving their
durability, by applying the “making do with less” approach. On the
contrary, if the construction industry and society will continue with the
business-as-usual approach, we will reach the threshold point at which our
natural support systems are damaged beyond repair." (P. Kumar Mehta)
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BIBLIOGRAFIA
[1] European Commission, Directorate-General Environment, DG ENV.E.3, Management of
Construction and Demolition Waste, Working Document N°1, 4 April 2000, pp. 1-26.
[2] Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, “I rifiuti da scavo, demolizione e costruzione:
iniziative di riduzione, recupero e riciclo”, Assemblea Generale del 24 Settembre 2010, pp.
1-101.
[3] European Commission (DG ENV) - Service Contract on Management of construction and
demolition waste – SR1. May 2010.
[4] Malhotra, V.M. (1978). “Use of recycled concrete as new aggregate”, Proceedings of the
Symposium on Energy and Resource Conservation in the Concrete Industry, CANMET Rep.
No. 76-8, CANMET, Ottawa, Canada, 4–16.
[5] “Recycling of Demolished Concrete and Masonry”, Report of Technical Committee 37-DRC
on Demolition and Reuse of Concrete, RILEM Report 6 (Ed. T.C. Hansen), E & FN Spon,
London, Great Britain, 1992.
[6] F. Tittarelli and G. Moriconi (2002). "The Effect of Fly Ash and Recycled Aggregate on the
Corrosion Resistance of Steel in Cracked Reinforced Concrete", Proceedings of the 9th
International Conference on “Durability of Building Materials and Components”, Brisbane,
Queensland, Australia, March 17-20, 2002, Paper 70.
[7] G. Moriconi (2005). "Aggregate from Recycled Concrete and Demolition Wastes",
Proceedings of the Second International Symposium on “Concrete Technology for
Sustainable Development with Emphasis on Infrastructure” (Compiled by N.
Bhanumathidas & N. Kalidas), Hyderabad, India, February 27 – March 3, 2005, 543-555.
[8] V. Corinaldesi, G. Moriconi (2003). "The Use of Recycled Aggregates from Building
Demolition in Self-Compacting Concrete", in “Self-Compacting Concrete”, Proceedings of
the 3rd International RILEM Symposium, Reykjavik, Iceland, 17-20 August 2003, Ed. by O.
Wallevik and I. Nielsson, RILEM Publication s.a.r.l., Bagneux, France, 251-260.
[9] T.R. Naik, G. Moriconi (2005). "Environmental-Friendly Durable Concrete Made with
Recycled Materials for Sustainable Concrete Construction", Proceedings of the Three-Day
International Symposium on “Sustainable Development of Cement, Concrete and Concrete
Structures”, Toronto, Canada, October 5-7, 2005, Ed. by V.M. Malhotra and K. Sakai, 485505.
[10] M. Bassan, M. Menegotto, G. Moriconi (2006). "Precast Structural Concrete with Recycled
Aggregates", Proceedings of the Second fib Congress, Naples, Italy, 5-8 June 2006, ID 6-19.
[11] Mehta, P. K. (2009). "Global Concrete Industry Sustainability", ACI Concrete International,
31(2), 45-48.
[12] M. Malešev, V. Radonjanin and S. Marinković (2010). “Recycled Concrete as Aggregate for
Structural Concrete Production”, Sustainability, 2(5), 1204-1225.
[13] Ho, N., Lee, Y., Lim, W., Zayed, T., Chew, K., Low, G., and Ting, S. (2013). ”Efficient
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25(3), 318–327.
[14] V. Corinaldesi, G. Moriconi (2010). "Characterization of Mechanical and Elastic Behaviour
of Concretes Made of Recycled-Concrete Aggregates", The Third International Conference
on Engineering for Waste and Biomass Valorisation (WasteEng10), Beijing, China, May
17-19, 2010, Edited by A. Nzihou and H. Liu, Ecole des Mines d'Albi-Carmaux, Albi, France,
048-C.
[15] D. Sani, G. Moriconi, G. Fava, V. Corinaldesi (2005). "Leaching and mechanical behaviour
of concrete manufactured with recycled aggregates", Waste Management, 25(2), 177-182.
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[16] V. Corinaldesi, V. Letelier, G. Moriconi (2011). "Behaviour of beam-column joints made of
recycled-aggregate concrete under cyclic loading", Construction and Building Materials,
25(4), 1877-1882.
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