Sviluppo di schiume inorganiche sostenibili

In questo studio viene affrontato il tema dell’utilizzo di materiali di scarto per la produzione di manufatti che possano essere impiegati in edilizia, nell’ottica di un’economia circolare e della sostenibilità ambientale. In particolare, viene presentata una nuova tecnica per la produzione di schiume inorganiche a partire da sottoprodotti industriali allumino-silicatici di origine vulcanica (pomice, lapillo vulcanico, vetro fertilizzante, tufo grigio e marrone) che altrimenti rimarrebbero inutilizzati. La tecnologia applicata è molto semplice ed economica e si basa sull’attivazione alcalina con soluzioni poco concentrate di NaOH o KOH che permette l’ottenimento di sospensioni concentrate ben disperse che subiscono gelificazione in seguito ad un trattamento termico a bassa temperatura (75 °C). Segue la schiumatura della sospensione parzialmente gelificata, il quale è favorito dall’introduzione di surfattante ed è ottenuto mediante agitazione meccanica vigorosa senza l’aggiunta di un agente schiumogeno. Infine, segue la reticolazione (curing) della schiuma, la quale acquisisce una certa stabilità e resistenza meccanica durante tale fase della durata di circa 48 ore e in cui il campione viene mantenuto alla temperatura di 40 °C. Le schiume ottenute al termine di tale processo sono poi state sottoposte ad un trattamento termico allo scopo di migliorarne le proprietà meccaniche e microstrutturali e donare loro elevata stabilità. Nell’arco dell’intero ciclo produttivo la massima temperatura raggiunta è stata pari a 700 °C durante il trattamento termico, allo scopo di mantenere i costi di produzione i più bassi possibili. Tutti i campioni realizzati sono stati caratterizzati attraverso indagine morfologica e microstrutturale con stereomicroscopio, analisi FTIR e XRD, misure di densità e porosità mediante picnometro e prove di resistenza a compressione su provini cubici. Tra i vari materiali di scarto utilizzati, la pomice ed il tufo grigio hanno restituito risultati davvero notevoli e hanno permesso di ottenere schiume con porosità totale ben superiore al 70% e resistenza a compressione nell’intervallo 1,2 - 4,1 MPa. Tali prodotti altamente porosi e dotati di buona resistenza meccanica possono trovare applicazione come materiali per l’isolamento termico, permettendo così un risparmio energetico e una riduzione delle emissioni di CO2.