Capitolo 2: Materie Prime

The reaction of a solid aluminosilicate with a highly concentrated aqueous alkali hydroxide (KOH, NaOH) and/or silicate (potassium or sodium silicates) solution produces a synthetic amorphous to semi-crystalline alkali aluminosilicate material, i.e. a geopolymer which is X-ray amorphous analogues of zeolites. During geopolymerization a gel network is formed, consisting of SiO4 and AlO4- tetrahedra linked in an alternating sequence. The raw powders are mainly meta-kaolin and industrial wastes such as fly ashes, but also natural minerals, blast-furnace slags or any source of silica and alumina

La reazione tra una polvere di natura alluminosilicatica con una soluzione acquosa di idrossidi o silicati alcalini produce un materiale alluminosilicatico alcalino amorfo o semicristallino chiamato "geopolimero". È fondamentale sottolineare che gli impasti geopolimerici sono sempre compositi (eccetto i precursori vetroceramici). Infatti cariche o additivi vengono introdotti per mantenere la stabilità dimensionale durante la presa, migliorare la reologia, aumentare o diminuire la velocità di presa, migliorare le proprietà meccaniche o termiche, funzionalizzare il materiale. Per esempio le cariche minerali inerti limitano il ritiro dimensionale, mentre possono essere utilizzate cariche reattive o additivi di presa come il cemento Portland (OPC) e il clinker per migliorare le proprietà meccaniche finali del materiale. Ne consegue che al fine di produrre un materiale geopolimerico devono essere selezionate tre tipologie di materie prime come di seguito riportato: 1. la polvere allumino silicatica reattiva nel processo di geopolimerizzazione, che determina in genere il tipo di applicazione in base alle sue caratteristiche morfologiche, chimico-composizionali e di reattività; 2. la soluzione acquosa di idrossidi e/o silicati alcalini, opportunamente selezionata in termini di pH e concentrazione in base alla reattività della polvere (cioè alla sua propensione all'idrolisi alcalina), ma che in base al catione alcalino (comunemente Na+, K+, ma anche Li+, Cs+) influisce sulle proprietà meccaniche e termiche. 3. Cariche e/o additivi di opportuna forma e natura chimica