Effetto dell'aggiunta di Ca(OH)2 sulle proprietà di geopolimeri a base di metacaolino

Il settore delle costruzioni rappresenta una delle principali fonti di impatto ambientale, principalmente a causa della produzione di cemento Portland, responsabile di elevate emissioni di CO₂ e di un significativo consumo energetico. In questo contesto, i materiali geopolimerici e, più in generale, i materiali attivati alcalinamente, si configurano come promettenti alternative sostenibili, grazie alla loro ridotta impronta ambientale e alle buone proprietà meccaniche e chimiche. Il presente lavoro si propone di investigare lo sviluppo e la caratterizzazione di materiali a base di metacaolino (MK), modificati mediante l’aggiunta di idrossido di calcio (CH) e attivati con soluzioni alcaline costituite da idrossido di sodio (NaOH) e silicato di sodio. In particolare, lo studio analizza l’effetto della variazione della composizione della fase solida (rapporto MK/CH) e della concentrazione dell’attivatore alcalino (4M, 6M e 8M) sulle proprietà finali dei materiali ottenuti. La caratterizzazione dei campioni è stata condotta attraverso prove meccaniche (resistenza a compressione), analisi fisiche (densità apparente e assorbimento d’acqua), valutazioni chimiche (pH e conducibilità), test di durabilità in ambienti acidi e indagini microstrutturali mediante diffrazione a raggi X (XRD) e spettroscopia FT-IR. I risultati evidenziano come l’aumento della concentrazione alcalina favorisca il processo di geopolimerizzazione, determinando un miglioramento delle prestazioni meccaniche. Parallelamente, l’introduzione di calcio promuove la formazione di fasi C-(A)-S-H, responsabili di un incremento della resistenza a breve termine. Tuttavia, contenuti elevati di calcio possono compromettere la stabilità chimica e la durabilità del materiale nel lungo periodo. Tra le formulazioni investigate, quella contenente il 10% in peso di CH e attivata con soluzione di NaOH 8M ha mostrato le migliori prestazioni complessive, garantendo un efficace compromesso tra resistenza meccanica e stabilità chimica.