SINTESI E PRIME CARATTERIZZAZIONI DI AGGREGATI SFERICI GEOPOLIMERICI OTTENUTI PER SOLIDIFICAZIONE IN SOSPENSIONE

Grazie alle loro eccellenti proprietà e al fatto che si possono ottenere anche a temperatura ambiente, è possibile impiegare i geopolimeri in diversi settori industriali. In questo studio, alcuni mix geopolimerici sono stati progettati in modo da poter ottenere sfere con diametro nell’intervallo di 0.5 – 2.8 mm, da utilizzare come aggregato fine leggero per malte. Il precursore, caolino calcinato a 700 °C per 10 ore, è stato attivato con una soluzione di idrossido di sodio, NaOH, e silicato di sodio, Na2SiO3, (SiO2/Al2O3 = 3.9, Na2O/Al2O3 = 1.4, H2O/Na2O = 16). Le sfere geopolimeriche sono state ottenute mediante un processo di solidificazione in sospensione utilizzando PEG-600 come fase liquida. Parametri come mix design, temperatura del bagno, velocità di agitazione, tipologia di elica, metodo di iniezione e tempo di immersione sono stati ottimizzati al fine di ottenere la forma e la granulometria desiderate. La rimozione della fase liquida è avvenuta mediante lavaggio con acqua distillata e l’indurimento è stato completato a temperatura ambiente per 7 giorni. Le sfere così ottenute sono state utilizzate per la preparazione di malte geopolimeriche (sviluppate a partire dallo stesso mix utilizzato per le sfere) e, queste ultime, sono state confrontate con paste geopolimeriche (non contenenti quindi alcun aggregato). La stagionatura delle paste e delle malte è stata condotta per 24 ore a 60 °C e successivamente per 6 giorni a temperatura ambiente. Il grado di geopolimerizzazione dell’aggregato è stato valutato mediante diffrattometria a raggi-X e microscopia elettronica a scansione (SEM-EDS). Le paste e le malte sono invece state caratterizzate dal punto di vista fisico con misure di densità geometrica, assorbimento d’acqua, porosità aperta e relativa distribuzione dei pori (mediante porosimetro ad intrusione di Hg); dal punto di vista microstrutturale mediante analisi al microscopio ottico ed elettronico e dal punto di vista della morfologia superficiale mediante profilometro laser. I risultati mostrano che è possibile utilizzare la tecnologia dei geopolimeri per produrre malte in cui la matrice e gli aggregati siano a base geopolimerica. Gli aggregati sviluppati possono essere classificati come aggregati fini e leggeri (secondo la norma UNI EN 206-1:2006). L’aggiunta dell’aggregato all’interno della malta geopolimerica ha anche permesso di ridurre la porosità aperta e il ritiro volumetrico. Studi futuri si concentreranno sulla caratterizzazione dei materiali sia dal punto di vista delle resistenze meccaniche che dell’ottimizzazione dei parametri di processo in relazione alla granulometria delle sfere. Nell’ottica dell’economia circolare, sarà anche valutato l’utilizzo di precursori a base di scarti industriali così da incentivare i processi di riciclo.