Il settore delle costruzioni è oggi chiamato a ridurre in modo significativo l’impatto ambientale che lo caratterizza, essendo responsabile di circa il 40% dei consumi energetici globali e di una quota rilevante delle emissioni di CO₂. In questo scenario, i geopolimeri si configurano come materiali innovativi in grado di sostituire parzialmente o totalmente i leganti tradizionali, offrendo vantaggi sia in termini ambientali che prestazionali. Essi possono infatti essere prodotti attraverso l’attivazione alcalina di scarti industriali e rifiuti di varia natura, trasformando residui altrimenti destinati alla discarica in risorse ad alto valore aggiunto. Il presente lavoro di tesi ha avuto come obiettivo lo sviluppo e la caratterizzazione di prototipi geopolimerici ottenuti a partire da residui ceramici e rifiuti da costruzione e demolizione. Le miscele sono state formulate per realizzare mattoni attraverso consolidamento a freddo sottoposti poi a successiva caratterizzazione. Questa fase ha compreso: analisi chimico-fisiche preliminari delle materie prime (pH, conducibilità, densità e porosità), test di integrità in ambiente acquoso per valutare la stabilità delle matrici ottenute, prove di resistenza a compressione per determinare le prestazioni meccaniche e indagini microstrutturali mirate a comprendere i meccanismi di geopolimerizzazione e la distribuzione dei pori. Tali metodiche hanno permesso di stabilire una correlazione tra composizione, processi di sintesi e proprietà finali del materiale. I risultati ottenuti hanno dimostrato che gli scarti selezionati possono essere efficacemente utilizzati come precursori per la produzione di mattoni geopolimerici, in grado di garantire caratteristiche comparabili, e in alcuni casi superiori, a quelle dei materiali tradizionali in termini di durabilità, resistenza chimica e stabilità strutturale. Solo in via marginale è stata condotta una valutazione preliminare dei costi di produzione, mentre l’attenzione principale è stata rivolta alle proprietà sperimentali dei campioni. Il lavoro conferma il potenziale dei geopolimeri come alternativa concreta ai laterizi tradizionali ed eventualmente alla malta cementizia, evidenziandone il ruolo chiave all’interno di un modello di edilizia rigenerativa, fondato sia sull’economia circolare in termini di valorizzazione sostenibile dei materiali di recupero sia di risparmio energetico essendo i mattoni consolidati a temperatura ambiente.
Geopolimeri per l’edilizia rigenerativa: il progetto dell’Ex Corte di Fossoli
PATROCLI, GIADA
2024/2025
Abstract
Il settore delle costruzioni è oggi chiamato a ridurre in modo significativo l’impatto ambientale che lo caratterizza, essendo responsabile di circa il 40% dei consumi energetici globali e di una quota rilevante delle emissioni di CO₂. In questo scenario, i geopolimeri si configurano come materiali innovativi in grado di sostituire parzialmente o totalmente i leganti tradizionali, offrendo vantaggi sia in termini ambientali che prestazionali. Essi possono infatti essere prodotti attraverso l’attivazione alcalina di scarti industriali e rifiuti di varia natura, trasformando residui altrimenti destinati alla discarica in risorse ad alto valore aggiunto. Il presente lavoro di tesi ha avuto come obiettivo lo sviluppo e la caratterizzazione di prototipi geopolimerici ottenuti a partire da residui ceramici e rifiuti da costruzione e demolizione. Le miscele sono state formulate per realizzare mattoni attraverso consolidamento a freddo sottoposti poi a successiva caratterizzazione. Questa fase ha compreso: analisi chimico-fisiche preliminari delle materie prime (pH, conducibilità, densità e porosità), test di integrità in ambiente acquoso per valutare la stabilità delle matrici ottenute, prove di resistenza a compressione per determinare le prestazioni meccaniche e indagini microstrutturali mirate a comprendere i meccanismi di geopolimerizzazione e la distribuzione dei pori. Tali metodiche hanno permesso di stabilire una correlazione tra composizione, processi di sintesi e proprietà finali del materiale. I risultati ottenuti hanno dimostrato che gli scarti selezionati possono essere efficacemente utilizzati come precursori per la produzione di mattoni geopolimerici, in grado di garantire caratteristiche comparabili, e in alcuni casi superiori, a quelle dei materiali tradizionali in termini di durabilità, resistenza chimica e stabilità strutturale. Solo in via marginale è stata condotta una valutazione preliminare dei costi di produzione, mentre l’attenzione principale è stata rivolta alle proprietà sperimentali dei campioni. Il lavoro conferma il potenziale dei geopolimeri come alternativa concreta ai laterizi tradizionali ed eventualmente alla malta cementizia, evidenziandone il ruolo chiave all’interno di un modello di edilizia rigenerativa, fondato sia sull’economia circolare in termini di valorizzazione sostenibile dei materiali di recupero sia di risparmio energetico essendo i mattoni consolidati a temperatura ambiente.| File | Dimensione | Formato | |
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https://hdl.handle.net/20.500.14251/4103