Costruire con i rifiuti: plastica e polistirolo nel calcestruzzo del futuro
Ogni anno, milioni di tonnellate di plastica e materiali da imballaggio finiscono nelle discariche o nell’ambiente. Nel frattempo, il settore delle costruzioni è tra i maggiori consumatori di risorse naturali sul pianeta. Un recente studio pubblicato sul World Journal of Engineering nel 2026 esplora una possibile risposta a entrambe le sfide: incorporare fibre di plastica riciclata e sfere di polistirolo espanso nel calcestruzzo, valutandone poi il comportamento quando esposto a temperature elevate.
Si tratta di un studio sperimentale condotto da Sabreen Khaled Husain e Abdulkader Ismail Al-Hadithi, che hanno messo alla prova diverse miscele di calcestruzzo autocompattante — un tipo di impasto che si distribuisce e consolida per gravità, senza bisogno di vibrazioni meccaniche — modificate con due materiali di recupero: le fibre di polietilene tereftalato (PET), ricavate da bottiglie e contenitori riciclati, e le sfere di polistirolo espanso (EPS), lo stesso materiale usato per gli imballaggi protettivi.
Come è stato condotto lo studio
I ricercatori hanno preparato cinque diverse miscele di calcestruzzo autocompattante: una di riferimento, una con EPS in sostituzione parziale dell’aggregato grosso (al 10% in volume), e tre con fibre di PET in frazioni volumetriche crescenti — 0,35%, 0,5% e 0,75%. Su ciascuna miscela sono stati misurati i parametri legati alla lavorabilità dell’impasto fresco, attraverso prove standard come lo slump flow, il test V-funnel, la prova L-box e il test di segregazione.
Sulla base di questi risultati, la proporzione di fibre PET allo 0,5% è stata identificata come la più equilibrata. Tre miscele — quella di riferimento, quella con EPS al 10% e quella con PET allo 0,5% — sono state quindi esposte a cinque livelli di temperatura: 25°C (condizioni ambiente), 100°C, 200°C, 400°C e 600°C. Dopo ogni trattamento termico, i ricercatori hanno misurato la resistenza residua a compressione e a flessione, cioè quanta forza il materiale riesce ancora a sopportare dopo essere stato sottoposto al calore.
Cosa hanno trovato
I risultati mostrano due tendenze molto diverse tra i due additivi riciclati.
Le sfere di EPS migliorano la lavorabilità dell’impasto — il calcestruzzo scorre meglio — ma riducono la resistenza meccanica. Il motivo sta nella bassa rigidità del polistirolo e nel debole legame che si crea tra le sfere e la pasta cementizia circostante. In sostanza, l’EPS rende il calcestruzzo più leggero e maneggevole, ma anche strutturalmente più fragile.
Le fibre di PET producono l’effetto contrario: riducono leggermente la fluidità dell’impasto, ma aumentano sia la resistenza a compressione sia quella a flessione. Il meccanismo è quello del crack-bridging: le fibre attraversano le microfessure che si formano nel materiale sotto carico, impedendo che si propaghino e distribuendo meglio le tensioni interne.
Il comportamento termico è altrettanto interessante. A 200°C, tutte e tre le miscele mostrano un aumento di resistenza, spiegato dai ricercatori con la prosecuzione del processo di idratazione del cemento e con una densificazione della microstruttura interna. È un fenomeno noto: il calore moderato può, in certi casi, rendere il calcestruzzo temporaneamente più compatto.
A partire dai 400°C, però, la situazione si inverte bruscamente: la disidratazione, la comparsa di microfessure e la decomposizione dei prodotti di idratazione causano un rapido calo delle prestazioni. A 600°C il deterioramento diventa severo per tutte le miscele.
Cosa significa per l’edilizia sostenibile
Le implicazioni pratiche di questo studio sono chiare e i ricercatori le indicano con precisione. Le miscele sviluppate sono adatte ad applicazioni strutturali leggere esposte a temperature moderate, fino a 200°C — pensiamo a elementi non portanti, rivestimenti, strutture ausiliarie. Oltre i 400°C, l’uso richiede cautela e probabilmente soluzioni integrative di protezione al fuoco.
Dal punto di vista della sostenibilità, il valore aggiunto è duplice: si reintroduce nel ciclo produttivo una quota di rifiuti plastici normalmente difficili da valorizzare, e si ottiene un calcestruzzo più leggero, con potenziali vantaggi sul piano dei carichi strutturali e dei consumi energetici legati al trasporto.
Lo studio dichiara esplicitamente di voler promuovere pratiche costruttive sostenibili e di offrire spunti per migliorare la sicurezza antincendio nelle applicazioni strutturali. L’originalità del lavoro sta nell’aver analizzato l’effetto combinato di EPS e PET sotto esposizione termica, un aspetto fino ad ora poco esplorato rispetto agli studi sui due materiali presi singolarmente.
Finanziamento della ricerca
I metadati della pubblicazione non riportano alcun finanziatore per questo studio. Questo non significa che la ricerca sia stata condotta senza finanziamenti: la disponibilità e la comunicazione di questa informazione variano da rivista a rivista e da contesto a contesto.
Fonte
Sabreen Khaled Husain, Abdulkader Ismail Al‐Hadithi (2026). Mechanical performance of EPS-self compacting concrete reinforced with waste plastic fibers under elevated temperatures. World Journal of Engineering. DOI: 10.1108/wje-08-2025-0602
Finanziamento: i metadati della pubblicazione non riportano un finanziatore. L’assenza del dato non implica assenza di finanziamento.
Questo articolo sintetizza uno studio accademico peer-reviewed. Tutti i dati riportati provengono dalla pubblicazione originale, consultabile al DOI indicato.
Foto di Eyüp Karabacak su Pexels
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