Sviluppo e caratterizzazione di malte geopolimeriche one-part a base di ceneri volanti per applicazioni nel settore dell'edilizia

Negli ultimi anni, la ricerca si è concentrata sullo sviluppo di una nuova classe di materiali sostenibili che prende il nome di geopolimeri “one-part”. I geopolimeri one-part sono materiali inorganici, prodotti da precursori allumino-silicatici e materiali solidi alcalini, attivati mediante l’aggiunta di acqua. Il lavoro di tesi ha ottimizzato il mix design di geopolimeri one-part a base di ceneri volanti (FA) e fumi di silice (SF). Inoltre, sono state testate la macinazione meccanica delle FA e l’attivazione meccano-chimica. Tale processo prevede la macinazione dei precursori insieme agli attivatori solidi, per attivare parzialmente le materie prime. Campioni a base di FA e fumi di silice SF in una percentuale variabile da 5 a 50 wt% sono stati confrontati con 2 campioni di riferimento: uno a base di sole FA e uno a base di SF. I precursori sono stati attivati utilizzando metasilicato di sodio anidro (SS), idrossido di potassio (KOH) e alluminato di sodio (AS), per ottenere rapporti molari ottimizzati. Le caratterizzazioni dei campioni sono state eseguite a seguito di una stagionatura di 24 h a 70°C e di 6 giorni a temperatura ambiente. Sono state eseguite prove di resistenze a compressione e a flessione, prove di assorbimento d’acqua e porosimetrie ad intrusione di mercurio. La microstruttura è stata studiata al microscopio ottico, microscopio elettronico a scansione e diffrattometro a raggi X. Il mix composto da sole FA, ha raggiunto una resistenza a compressione di 75 MPa a 7 giorni. L’aggiunta del 25 wt% di SF all’interno del mix ha peggiorato la resistenza a compressione (2 MPa a 7 giorni). La macinazione meccanica delle FA ha migliorato le proprietà meccaniche delle malte che hanno raggiunto a 7 giorni resistenze a compressione di 94 e 83 MPa. Tuttavia, ha peggiorato la lavorabilità dell’impasto, diminuendo anche i tempi di presa. Le malte attivate meccano-chimicamente hanno raggiunto una resistenza a compressione a 7 giorni di 80 e 84 MPa.