Argilla e stampa 3D nelle costruzioni: perché il cemento LC3 sta diventando un tema centrale
Il punto di partenza: il cemento è ovunque, ma pesa sulle emissioni
Il calcestruzzo è il materiale strutturale più usato in edilizia e infrastrutture, e la componente che ne determina in gran parte l’impronta climatica è il cemento Portland. La produzione del clinker richiede temperature molto elevate e, oltre ai consumi energetici, libera CO₂ anche per reazione chimica durante la calcinazione del calcare. Per questo il settore del cemento viene spesso indicato come responsabile di una quota significativa delle emissioni globali di CO₂, nell’ordine del 7–8%.
Che cos’è il cemento a base di argilla calcinata e perché si parla di LC3
Con “cementi a base di argilla calcinata” si intende una famiglia di leganti che riducono la quota di clinker sostituendola con argille attivate termicamente. La formulazione più citata è LC3 (Limestone Calcined Clay Cement), che combina argilla calcinata e calcare (limestone) con una quantità ridotta di clinker. L’argilla più adatta è spesso ricca di caolinite: riscaldata (indicativamente) nell’intervallo 700–850 °C diventa un materiale reattivo (metacaolino), permettendo di abbassare l’energia necessaria rispetto alla produzione del clinker (circa 1450 °C) e di ridurre le emissioni complessive.
Quanto si può ridurre il clinker e cosa significa in termini di CO₂
Uno dei motivi per cui LC3 viene considerato “scalabile” è la possibilità di sostituire una quota importante di clinker mantenendo prestazioni compatibili con l’uso strutturale: diverse sintesi e review riportano sostituzioni nell’ordine del 40–50% (a seconda di formulazione e obiettivi prestazionali), con riduzioni di emissioni spesso indicate attorno a 30–40% per tonnellata di cemento rispetto a soluzioni tradizionali, pur con variabilità legata a materie prime, energia e mix di produzione.
Perché LC3 è interessante proprio per il 3D concrete printing
La stampa 3D del calcestruzzo (estrusione “layer-by-layer”) richiede un equilibrio difficile: il materiale deve scorrere bene in pompa e ugello, ma poi irrigidirsi in fretta per sostenere gli strati successivi senza collassare. Le miscele con argilla calcinata possono offrire leve utili su reologia e sviluppo di resistenza iniziale, e la letteratura tecnica dedica attenzione a parametri come viscosità, tensione di snervamento, tissotropia e “structural build-up”, che sono decisivi per la “buildability” in stampa.
Disponibilità della materia prima: l’argilla come alternativa a ceneri volanti e loppa
Molte strategie “low clinker” si basano su materiali cementizi supplementari (SCM) come ceneri volanti e loppa d’altoforno, che però dipendono da filiere industriali (carbone e acciaio) non sempre presenti localmente e in transizione. LC3 propone una strada diversa: usare risorse geologicamente diffuse (argille idonee + calcare) e processi che, in vari contesti, possono essere implementati anche dove la disponibilità di SCM industriali è limitata.
Holcim e il “push” industriale: calcined clay dentro linee commerciali low-carbon
Nel racconto di Fabbaloo, Holcim è una delle aziende più visibili sul tema: l’azienda collega l’uso di argilla calcinata a prodotti e iniziative di decarbonizzazione nel cemento e nel calcestruzzo (inclusi brand e linee “low-carbon” in alcune aree). Nelle comunicazioni pubbliche, Holcim descrive progetti e forniture basate su cementi con argilla calcinata e su calcestruzzi a impronta ridotta per applicazioni reali, enfatizzando l’obiettivo di aumentare la scala produttiva e la disponibilità sul mercato.
Non c’è solo Holcim: Cemex, Heidelberg Materials e la dinamica “portfolio”
Anche altri grandi gruppi cementieri stanno lavorando su riduzione del clinker e nuove ricette industriali, perché la decarbonizzazione del cemento passa spesso da un mix di leve: efficienza energetica, sostituzioni di clinker, nuovi leganti, e in alcuni casi cattura della CO₂. In parallelo, il settore mostra sperimentazioni e annunci su metodi di produzione e formulazioni che riducono la quota di clinker senza perdere prestazioni, con strategie differenti a seconda di impianti, mercati e normativa.
Dalla teoria al cantiere: cosa deve ancora “tornare” per una diffusione ampia
LC3 e i cementi con argilla calcinata non eliminano da soli tutti i problemi del settore: servono standard, qualifiche, supply chain affidabili e competenze di posa e controllo qualità. Nel caso del 3D concrete printing si aggiungono requisiti specifici su ripetibilità di estrusione, stabilità degli strati, comportamento in diverse condizioni climatiche e integrazione con additivi, fibre e acceleranti. L’interesse cresce perché la combinazione “costruzione digitale + leganti a minore clinker” promette un abbattimento dell’impatto senza cambiare radicalmente il concetto di calcestruzzo in cantiere, ma la scalabilità dipende da implementazioni industriali e verifiche prestazionali su larga scala.
