Indagine sperimentale multi-scala su conglomerati porosi con leganti ad attivazione alcalina = Multi-scale experimental investigation on porous concrete with alkali-activated binders

Questo lavoro è finalizzato ad indagare l'uso di leganti attivati alcalinamente nella realizzazione di conglomerati porosi. Le pavimentazioni porose fanno parte delle tecnologie delle pavimentazioni permeabili, classificandosi dunque come infrastrutture verdi poiché in grado di ridurre l’acqua di ruscellamento sulla piattaforma stradale e di garantirne l’infiltrazione nel sottosuolo. Oggigiorno l’elevata urbanizzazione a livello mondiale ha un impatto severo sull’ambiente e sulla qualità della vita. La crescita urbana infatti è stata accompagnata dall’uso massiccio di materiali da costruzione quali il calcestruzzo e il conglomerato bituminoso nella realizzazione delle infrastrutture, determinando anche una crescita nel tempo delle superfici impermeabili all’interno delle città con il conseguente problema dello smaltimento dell’acqua piovana. Per questo motivo si stanno sviluppando sempre più indagini e ricerche sull’uso di pavimentazioni permeabili. Tra queste, appunto, risultano particolarmente importanti le pavimentazioni porose in calcestruzzo drenante. Tuttavia, l’elevata porosità, non garantisce elevate resistenze meccaniche, quindi limita l’uso di questa tecnologia alla realizzazione di marciapiedi, parcheggi e strade locali. Inoltre, l’interesse comune è volto alla ricerca di leganti alternativi al cemento, quali ad esempio leganti ad attivazione alcalina, che hanno alla base dei materiali di scarto o sottoprodotti di altri processi industriali, come la loppa granulata d’altoforno (BFS). L’obiettivo della presente sperimentazione risulta dunque nello studio di conglomerati porosi in grado di raggiungere resistenze meccaniche più alte di quelle oggigiorno note per questa tipologia di materiale, usando sottoprodotti dell’industria metallurgica (BFS). Il presente lavoro di Tesi consiste in un’indagine di laboratorio multi-scala su conglomerati porosi con leganti ad attivazione alcalina. Sono stati studiati opportuni mix-design per miscele a base di loppa attivata alcalinamente, valutandone la lavorabilità tramite la “Prova del guanto” e le caratteristiche meccaniche tramite “Prova di trazione indiretta”. Successivamente sono stati confezionati provini prismatici di malte a base di loppa attivata alcalinamente, usando le ricette scelte dei mix-design risultati migliori in termini di consistenza e resistenza e sono state effettuate prove di caratterizzazione meccanica su malte confezionate. Inoltre, sono state effettuate prove di caratterizzazione fisico-volumetrica e meccanica su provini cilindrici e prismatici in conglomerato a base di cemento e loppa attivata, in modo da confrontarne i valori di resistenza a compressione e a flessione su 4 punti. Sono stati indagati gli effetti sullo sviluppo della resistenza a flessione e a compressione di diversi additivi quali: lattice, fluidificante a base di policarbossilato etere e fluidificante a base di riduzione in acqua di lignisolfunato, per periodi di stagionatura in ambiente umido di 2, 7 e 28 giorni, sia per malte che per conglomerati.L’aggiunta di lattice e di fluidificante a base di riduzione in acqua di lignisolfunato ha fornito ottimi risultati in termini di lavorabilità e di prestazioni meccaniche sui conglomerati in cui la frazione liquida è costituita da soluzione alcalina. I valori di resistenza dei conglomerati geopolimerici confezionati con loppa attivata risultano inoltre superiori rispetto a quelli cementizi, fornendo dati incoraggianti su cui basare futuri studi.