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Geopolimeri e malte idrauliche per la conservazione ed il restauro

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I prodotti per la conservazione ed il restauro dei materiali ceramici e lapidei nei Beni Culturali devono avere compatibilità con i materiali su cui si interviene e durabilità e stabilità nel tempo.

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I geopolimeri, le malte idrauliche a base di grassello di calce e le nano-calci con aggiunta di meta-caolino sono in grado di soddisfare queste caratteristiche.

I geopolimeri per la loro versatilità possono essere impiegati per piccoli e grandi interventi conservativi, su singoli manufatti e su complessi archeologici e/o architettonici, come:

  • riempitivo di lacune e fessure;
  • adesivo per elementi distaccati;
  • riproduzioni di parti mancanti.

Sono realizzati a partire da materie prime naturali inorganiche (argille e rocce), trattate a basse temperature (ridotto impatto ambientale), fatte reagire con soluzioni alcaline e consolidate a freddo. Sono facili da maneggiare.

Le malte idrauliche naturali a base di grassello di calce e meta caolino sono ottimali per la:

  • messa in sicurezza di strutture archeologiche;
  • ricollocazione di lacerti musivi su supporto mobile;
  • recupero edilizia storica;
  • interventi di bioedilizia su edifici storici e per il recupero di centri storici.

Hanno tempi di presa rapidi. Sono un’ottima e naturale alternativa alla malte cementizie, non completamente compatibili e che sviluppano nel tempo sali solubili.

I prodotti a base di nano-calci e meta-caolino grazie alle dimensioni nano possono essere iniettati in profondità all’interno di fessure, consentendo la formazione di silico-alluminati idrati di calcio e quindi una presa completamente idraulica che non necessita di aria.

PUBBLICAZIONI:

 

M. Macchiarola, S. Belacchi, D. Pinna, G. Ercolani, A. Ruffini, C. Fiori, Study on the deterioration and conservation of the monument dedicated to the Fallen in the “Risorgimento” battles, Ravenna (Italy). Structural Studies, Repairs and Maintenance of Historical Buildings, VIII, pp. 163-172 (2003).

B. Fabbri, S. Gualtieri. Alterazione post-deposizionale di ceramiche neolitiche con formazione di macropori e arricchimento di fosforo. Rendiconti ondine Soc. Geol. It., Vol. 2, 361-362 (2008).

M. Macchiarola, G. Fiorella. The study of hydraulic lime mortars for the conservation of mosaics, Proceedings of the 9th Conference of the International Committee for the Conservation of Mosaics (ICCM), “Lesson Learned: Reflecting on the Theory and Practice of Mosaic Conservation”, Hammamet (Tunisia), December 2005, pp. 273-280 (2008).

M. Clementini, M.G. Maioli, E. Carbonara, M. Macchiarola. Piazza Ferrari a Rimini: Il mosaico del triclinio nella “Domus del Chirurgo”. Un Intervento tra restauro e manutenzione, Atti XV Colloquio AISCOM, Aquileia 4-7 Febbraio 2009, pp. 183-191 (2010).

B. Fabbri, S. Gualtieri. Impiego di materiali geopolimerici come adesivi nella conservazione di manufatti in pietra naturale o artificiale. Atti IV Convegno –Monitoraggio e Conservazione preventiva dei beni Culturali, G. Mascolo (ed), 27-29 maggio 2010 Cassino, Poligrafica Ruggiero srl- Avellino, 15-22 (2010).

STRUMENTI E PROCESSI:

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Le attività di ricerca e sviluppo di questi prodotti sono indirizzate secondo una sequenza logica al fine di ottenere prodotti idonei ad ogni specifico intervento:

- progettazione composizione:

  • geopolimero (rapporto meta-caolino/soluzione alcalina; soluzione alcalina);
  • malta idraulica (rapporto legante/aggregato);
  • nano-calci idraulicizzate (rapporto legante/aggiunta);

- preparazione materiali:

  • valutazione e caratterizzazione di caolini commerciali (XRD, ICP e analisi granulometrica);
  • macinazione e cottura del caolino (T= 650° e 750°C per 2h alla Tmax);
  • caratterizzazione del meta-caolino(XRD, prove di reattività con Ca(OH)2, SEM-EDS)

- caratterizzazione prodotto:

  • geopolimero (rilascio sali solubili, resistenza meccanica, resistenza agli attacchi acidi, misure di colore; valutazione durabilità);
  • malta idraulica naturale (caratterizzazione del legante, caratterizzazione minero-petrografica e dimensionale dell’aggregato, valutazione grado di idraulicità, resistenza meccanica, porosità (MIP), rilascio sali solubili, resistenza allo strappo, valutazione durabilità).
  • nano-calci + meta caolino (valutazione grado di idraulicità, resistenza meccanica, resistenza allo strappo, porosità (MIP), determinazione della velocità di presa e indurimento, durabilità).

PRINCIPALI COLLABORAZIONI SCIENTIFICHE:

  • Institute for the Protection of Cultural Heritage of Slovenia
  • Central Institute for Conservation in Belgrade (Serbia)
  • Soprintendenza per i Beni Architettonici e Paesaggistici (Ravenna)
  • Università di Bologna, Facoltà Chimica Industriale
  • Fondazione RavennAntica