Proprietà fisico-meccaniche di calcestruzzi geopolimerici a base di loppa d’altoforno

Il calcestruzzo a base di cemento Portland ordinario (OPCC) rappresenta il materiale da costruzione più utilizzato al mondo. Tuttavia la produzione di cemento Portland emette grande quantità di anidride carbonica (CO2) nell'atmosfera contribuendo al surriscaldamento globale con un’impronta pari al 8%. Il calcestruzzo ad attivazione alcalina (AAC) è stato studiato negli ultimi decenni come alternativa, poiché in grado di ridurre al minimo le emissioni di CO2 grazie all'utilizzo di sottoprodotti industriali. Soprattutto se a base di loppa d’altoforno, può essere adatto per applicazioni strutturali, tuttavia non si è ancora giunti ad un grado di conoscenza ottimale di questo materiale. Il lavoro di tesi ha avuto per obiettivi lo studio di formulazioni di malte ad attivazione alcalina a base di loppa con diversi rapporti acqua/precursore e la valutazione delle prestazioni meccaniche e microstrutturali a diversi tempi di stagionatura di una formulazione ottimizzata di AAC a base della stessa loppa. Dallo studio sulle formulazioni di malte è emerso come il contenuto di acqua sia un parametro che influenza tutte le proprietà del materiale: un quantitativo maggiore aumenta la lavorabilità dell’impasto e allunga il suo tempo di presa ma genera una più elevata porosità nel materiale che ne peggiora le proprietà meccaniche e fisiche. È stata inoltre osservata la capacità di questo materiale di sviluppare velocemente le resistenze meccaniche nei primi giorni di maturazione. Il calcestruzzo ad attivazione alcalina ha mostrato grande sensibilità alle temperature ambientali elevate per le sue prestazioni allo stato fresco, sviluppando comunque una resistenza a compressione a 28 giorni elevata, pari a 42 MPa. La porosità totale e la distribuzione dei pori registrate permettono di ipotizzare una buona impermeabilità del materiale all’acqua. I risultati più critici sono stati forniti dalle prove di ritiro e viscosità che hanno mostrato a lungo termine valori elevati rispetto all’OPCC