PROGETTO ENERGEO:
PAVIMENTAZIONI IN MATERIALE
GEOPOLIMERICO
Ceramiche GARDENIA-ORCHIDEA S.p.A. - Via Canaletto, 27 - Spezzano di Fiorano Modenese (MO), Italia
GEOPOLIMERI…
 Materiali polimerici inorganici
 Geosintesi
 Ceramiche consolidate per via chimica
T basse
 Environmentally friendly
Scarti industriali
METACAOLINO
PASTA
GEOPOLIMERICA
+
+
NaOH
SILICATO di Na
Aggregato
solido
=
=
PASTA
GEOPOLIMERICA
COMPOSITO
GEOPOLIMERICO
GEOPOLIMERO
Ceramiche GARDENIA-ORCHIDEA S.p.A. - Via Canaletto, 27 - Spezzano di Fiorano Modenese (MO), Italia
Obiettivi del lavoro
OBIETTIVO
Il progetto che vuole dimostrare il possibile utilizzo dei geopolimeri
nella produzione di piastrelle da pavimentazione, con lo scopo
di ottenere una riduzione del consumo energetico e delle
emissioni di gas serra dell'80% rispetto alla produzione tradizionale
di piastrelle ceramiche.
AGGREGATO
Scarto industriale Ceramico
GRESS
Semicristllino
STRUTTURA
Dissoluzione incongruente
RIGIDA
Ceramiche GARDENIA-ORCHIDEA S.p.A. - Via Canaletto, 27 - Spezzano di Fiorano Modenese (MO), Italia
Analisi sperimentali
PROCEDURA SPERIMENTALE
1)
Calcinazione
Caolino
Al2O3 ∙ 2SiO2 ∙ 2H2O
Metacaolino
Al2O3 ∙ 2SiO2
Metacaolino
2)
Miscelazione
NaOH e
Silicato di Na
Aggregato
3)
Formatura  Colaggio
Tradizionale
Sotto pressione

4)
Controllo di funzionalità
Essiccamento e stagionatura
T ambiente
Accelerata
Ceramiche GARDENIA-ORCHIDEA S.p.A. - Via Canaletto, 27 - Spezzano di Fiorano Modenese (MO), Italia
Materie prime
Scelta del METACAOLINO
Tipo di metacaolino
Metacaolino STD
Composizione chimica (%)
SiO2
Al2O3
Fe2O3
TiO2
CaO
MgO
Na2O
56.4
43.55
0.8
0.1
0.02
0.02
0.2
70
26
ND
ND
ND
ND
ND
Metacaolino sabbioso
( ↑Fe2O3)
Metacaolino sabbioso
( ↓Fe2O3)

Rapporti tra le materie prime

Reperibilità/trattamento

Colore

Comportamento chimico
Granulometria
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Materie prime
SOLUZIONI ALCALINE
NaOH  8M
Silicato di Na
Silicato di sodio
solido
liquido
Concentrazione
2:1
40 % wt
2:1
60 % wt
3:1
5M
Rapporto
NaOH
Silicato di Na
1/2
1/2
1/3
2/3
2/3
1/3
2 < Si/Al < 3
Na/Al < 1
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Investigazione preliminare
AGGREGATI SOLIDI
Travetino
Fanghi da taglio
di pietra serena
Marmo rosso
Fritta vetrosa
Marmo bianco
Gres
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Investigazione preliminare
 Metacaolino STD + aggregati solidi
Fanghi da taglio
di pietra serena
Travertino
Fritta
vetrosa
Marmo
Finemente macinata  NON si solidifica
Gress
Finemente macinato  NON si solidifica
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Investigazione preliminare
 Metacaolino STD + aggregati solidi
Ceramiche GARDENIA-ORCHIDEA S.p.A. - Via Canaletto, 27 - Spezzano di Fiorano Modenese (MO), Italia
Conclusioni
Conclusioni preliminari
Possibile utilizzare l’aggregato GRES come aggregato di recupero e
introdurne una quantità relativamente elevata in miscela ma SOLO nel
caso in cui all’interno della miscela sia presente il MARMO in modo tale
da rendere possibile la solidificazione del campione, l’estrazione dello
stesso dallo stampo nonché la presenza di caratteristiche meccaniche
interessanti
Limite alla percentuale di MARMO pari a 1/6
EVITARE C-S-H
…Ottimizzazione della pasta geopolimerica…
Ceramiche GARDENIA-ORCHIDEA S.p.A. - Via Canaletto, 27 - Spezzano di Fiorano Modenese (MO), Italia
Ottimizzazione della pasta geopolimerica
 Metacaolino sabbioso
Si
― =3
Al
Elevata stabilità della matrice e della struttura
geopolimerica finale
↓ Fe2O3
↑ Fe2O3
Rimozione del campione dallo stampo
in < 24 h
Utilizzo del GRES
No problema di formazione del C-S-H
% recupero all’interno della miscela ↑
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Ottimizzazione aggregato
GRANULOMETRIA DEL GRES
Reattività superficiale  dimensione ↓
Resistenza meccanica del composito  dimensioni ↑
Granulometria ampia  elevato impaccamento
Granulometria aggregato
1
250 µm
-
-
2
250 µm
500 µm
-
3
250 µm
-
2 mm
 Campione con spessore pari a 20 mm
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Ottimizzazione aggregato
COMMINUZIONE DEGLI AGGREGATI



Comminuzione preliminare  mulino a martelli
Comminuzione secondaria  macinazione a secco (giragiare)
Setacciatura
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Ottimizzazione
METACAOLINOs-SOLIDO
Metacaolino

Matrice
gel legante
Aggregato solido di recupero
OK!
65%
60% recupero
2
―
5
Riempitivo
70%
NO
75%
80% recupero
1
―
5

 Porosità
 Fluidità
Resistenza Meccanica
Ricerca del minimo quantitativo di metacaolino
MA
prestazioni meccaniche e chimiche ok!
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Risultati
CAMPIONI 20x20
MANCA LA FOTO DEL BI COLOR
 CAMPIONE IN UNI
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Ottimizzazione
 ESTETICA
Attenzione alla
chimica!
Resistenza
all’ambiente basico
Coefficiente di ritiro
differente fra gli strati
COMPATIBILITA’
CHIMICO-FISICA DEI
MATERIALI
Ceramiche GARDENIA-ORCHIDEA S.p.A. - Via Canaletto, 27 - Spezzano di Fiorano Modenese (MO), Italia
Sviluppi futuri

Studio della viscosità/fluidità

Porosità dei campioni

A.A
porosità
viscosità

Meccanica ottimale

Utilizzo di coloranti cementizi (anche in bistrato)

Caratterizzazione meccanica secondaria
Ceramiche GARDENIA-ORCHIDEA S.p.A. - Via Canaletto, 27 - Spezzano di Fiorano Modenese (MO), Italia
Grazie per l’attenzione