Studio sperimentale sugli effetti della temperatura nell'attivazione alcalina di aggregati riciclati da rifiuti di costruzione e demolizione = Experimental investigation on the effects of temperature curing on alkali-activated aggregates from construction and demolition waste

Il settore delle costruzioni è uno dei principali consumatori di risorse naturali non rinnovabili e, allo stesso tempo, uno tra i più grandi produttori di rifiuti. Negli ultimi decenni numerosi studi hanno dimostrato la possibilità di riutilizzare i rifiuti da costruzione e demolizione CDW come materiali granulari nella formazione degli strati non legati delle pavimentazioni. Nelle applicazioni che richiedono prestazioni più elevate può rendersi necessaria un’operazione di stabilizzazione. Tra le diverse tipologie vi è la stabilizzazione per attivazione alcalina, la quale porta alla formazione di un legante geopolimerico. Nel processo di geopolimerizzazione la temperatura riveste un ruolo fondamentale. Diversi studi hanno studiato e dimostrato la possibilità di utilizzare i fini degli aggregati da CDW come precursori nel processo di attivazione alcalina. In questa indagine sperimentale sono state investigate le diverse costituenti dei CDW singolarmente (calcestruzzo riciclato RC, fresato di pavimentazioni stradali in conglomerato bituminoso RA, mattoni e piastrelle frantumati BT, aggregato naturale NA) e due frazioni di fini non separate (UND1 e UND2). In particolare è stata studiata l’influenza della temperatura (5, 20, 40 e 80 °C) di un trattamento termico (della durata di 48 ore) sullo sviluppo delle proprietà meccaniche. Inoltre è stato investigato l’effetto di due diversi tempi di maturazione dei campioni (7 e 28 giorni). Per il confezionamento dei campioni sono state utilizzate le particelle di dimensioni inferiori a 0,125 mm. La soluzione alcalina attivante utilizzata è stata preparata con il 20% di una soluzione di idrossido di sodio e con l’80% di una soluzione di silicato di sodio. La caratterizzazione chimica preliminare delle componenti dei CDW, mediante analisi XRF, ha permesso di verificare la presenza di alluminosilicati necessaria al processo di attivazione alcalina. I campioni sono stati confezionati in stampi prismatici e poi sottoposti ai diversi trattamenti termici e ai diversi periodi di maturazione. I test meccanici effettuati, nelle configurazioni di flessione su tre punti e compressione semplice, hanno evidenziato l’influenza della temperatura sullo sviluppo delle proprietà meccaniche, mostrando in particolare un netto incremento della resistenza sviluppata dai campioni trattati termicamente a 80 °C. Dai risultati è emerso che passando da 5 a 40 °C di temperatura del trattamento termico le resistenze diminuiscono. La componente BT, la più ricca di alluminosilicati, ha raggiunto le resistenze maggiori superando 30 MPa di resistenza a compressione. Adeguate resistenze sono state anche raggiunte dalle frazioni UND1 e UND2. I campioni di RA e BT maturati 28 giorni, rispetto a quelli maturati 7 giorni, hanno mostrato valori di resistenza a compressione inferiori, probabilmente a causa delle condizioni di maturazione. Nei campioni di RC, NA, UND1 e UND2 il maggior tempo di maturazione ha invece portato un incremento delle resistenze a compressione.