Il cemento e il calcestruzzo sono ampiamente utilizzati come materiali da costruzione in tutto il mondo. Il normale cemento Portland viene convenzionalmente utilizzato come legante primario per la produzione di calcestruzzo, sfortunatamente consuma enormi quantità di energia e materie prime, tra cui l’anidride carbonica, responsabile del riscaldamento globale. Per affrontare questo problema, sono state proposte diverse strategie e ricerche per ridurre le emissioni di gas serra, il consumo di energia e l’utilizzo di materie prime nella produzione di cemento Portland. L’utilizzo di materiali di scarto industriali e naturali come ceneri volanti, metacaolino, polvere di forni per cemento, scorie d’altoforno granulate macinate (GGBFS), argilla caolinitica e fango rosso ha reso possibile la creazione di sostanze cementizie economiche ed ecologiche che emettono bassi livelli di anidride carbonica. Di conseguenza, il processo di attivazione alcalina dei materiali di scarto è diventato un’area di ricerca significativa negli ultimi tempi (M.Y. Shoeib, Doaa A. Ahmed, A.F. Abd-Elraheem).
Nel 1978, Joseph Davidovits creò i primi cementi attivati da alcali (noti anche come cemento geopolimerico), che era una classe relativamente nuova di materiali da costruzione. Come sostituti del cemento e del calcestruzzo convenzionali, i leganti attivati dagli alcali, il cemento geopolimerico e/o il calcestruzzo sono recentemente saliti alla ribalta. Le prestazioni di questi materiali sono paragonabili a quelle del tradizionale indurimento del cemento Portland (OPC), con l’aggiunta dei vantaggi di basse emissioni di anidride carbonica, elevata resistenza alla compressione, presa rapida, resistenza alle reazioni del fuoco e dei solfati, basso ritiro, ridotta conduttività termica e durata eccezionale.
Il geopolimero è un termine che indica una categoria di materiali sintetici a base di alluminosilicati potenzialmente usabili in numerosi settori, ma soprattutto in sostituzione del cemento Portland e sono in genere ottenuti come risultato della reazione della polvere di un alluminosilicato con una soluzione silicatica alcalina in condizioni vicine a quelle ambientali. I geopolimeri possono anche essere trovati in fonti naturali come materiali pozzolanici, come la lava, fanghi rossi o le ceneri volanti . Le ricerche hanno però evidenziato concentrazioni di radio e radon nei geopolimeri. Il radon è un gas radioattivo presente in natura noto per causare il cancro ai polmoni. Pertanto, è essenziale misurare e determinare la concentrazione di radon anche in questi nuovi materiali.
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