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Nuovi materiali per il restauro: i geopolimeri

Nuovi materiali per il restauro: i geopolimeri

Soluzione avanzata e sostenibile, in grado di rispettare sia l’integrità storica che le esigenze moderne di conservazione

Geopolimeri nel restauro: vantaggi e applicazioni - Foto: olenaseiryk 123rf.com
Geopolimeri nel restauro: vantaggi e applicazioni - Foto: olenaseiryk 123rf.com
di Rossella di Gregorio
03/02/2025 - I composti geopolimerici stanno attirando sempre più l'attenzione della comunità scientifica per le loro applicazioni nel restauro e nella conservazione dei beni culturali e monumentali.
 
Questi materiali innovativi trovano largo impiego nella protezione di manufatti in mattoni e materiali lapidei. Il loro punto di forza risiede nella capacità di simulare la chimica delle rocce naturali, grazie a una struttura costituita da catene o reti di molecole minerali legate da legami covalenti.
 

Compatibilità materica e sostenibilità nel restauro

Negli interventi di restauro, è fondamentale utilizzare materiali compatibili con quelli originali del bene culturale. L’obiettivo è quello di garantire una texture il più possibile simile al materiale originario.
 
Poiché le opere storiche sono composte principalmente da materie prime naturali e inorganiche, come ceramiche, mosaici, malte e pietre, è opportuno scegliere soluzioni altrettanto inorganiche e non metalliche.
 
Per questo motivo, il restauro contemporaneo si orienta sempre più verso l’impiego di materiali ecocompatibili e tecnologie a basso impatto ambientale, capaci di supportare il bene culturale e l’intervento conservativo in modo poco invasivo e rispettoso della materia originale.
 
In questo contesto, ricerca e studio sui geopolimeri rappresentano un'opzione particolarmente adatta. Si tratta di materiali a base di alluminosilicati di natura inorganica, il che li rende compatibili con i manufatti storici.
 
Sono capaci di riprodurre, dal punto di vista chimico-fisico, i componenti delle opere ceramiche e musive, garantendo interventi conservativi più efficaci e duraturi. Inoltre, il loro processo di produzione avviene a temperature molto basse, riducendo l’impatto ambientale e rendendoli anche una scelta eco-friendly.
 

Uso dei geopolimeri nel restauro

Nel restauro i compositi geopolimerici potrebbero essere utilizzati per realizzare:
 
  • tessere da integrazione musiva;
  • supporti mobili multistrato e rinforzati per la ricollocazione di lacerti musivi strappati;
  • perni di giunzione da usarsi nell’assemblaggio di opere fratturate;
  • malte per ripristini e consolidamenti superficiali oppure come adesivi e leganti per altre malte da restauro.
 

I geopolimeri per le malte di allettamento nel restauro

I geopolimeri, come già detto, sono materiali ad attivazione alcalina. Questo processo si riferisce a una serie di reazioni chimiche che avvengono tra un silicato solido (detto "precursore") e una soluzione acquosa basica (l'"attivatore alcalino").
 
Il risultato di queste reazioni è un materiale legante con una consistenza simile alla pietra naturale.
 
Dopo un adeguato processo di indurimento, i prodotti finali si distinguono per una notevole resistenza meccanica e una durabilità chimica.
 
Tra le principali caratteristiche delle malte geopolimeriche, rilevate dalle varie attività sperimentali, si evidenziano:
 
  • Reologia e lavorabilità: la malta fresca mantiene proprietà simili alle malte cementizie, ma indurisce attraverso un processo di condensazione anziché di idratazione. Questo evita fenomeni di ritiro igrometrico o espansione.
  • Versatilità d’uso: le malte geopolimeriche possono essere utilizzate sia in applicazioni verticali che orizzontali, rendendole ideali per molteplici interventi di restauro.
  • Sostenibilità ambientale: non richiedono primer o eccessiva bagnatura, riducendo quasi completamente l'uso di additivi e la conseguente emissione di composti organici volatili (VOC). Ciò comporta vantaggi significativi in termini di riduzione delle emissioni in atmosfera e dei consumi energetici nella produzione dei leganti.
  • Applicazioni differenziate: grazie al basso ritiro e al modulo elastico, consentono di applicare spessori variabili senza rischio di fessurazioni, riducendo tempi e costi di applicazione.
  • Durabilità estetica: l’assenza di efflorescenze saline e alterazioni cromatiche nel tempo permette al restauratore di ottenere, con pigmenti e aggregati colorati, la resa estetica e la tessitura desiderata.
 
Un altro punto di forza è la traspirabilità delle malte geopolimeriche, dovuta alla mesoporosità della matrice. Questa struttura, caratterizzata da pori molto piccoli ma aperti, consente una ventilazione ottimale, evitando di "soffocare" le murature storiche. Si comporta come un rivestimento minerale-roccioso, chimicamente interconnesso, impermeabile all'acqua e ad altre grosse molecole.
 
Le malte geopolimeriche offrono inoltre una resistenza eccezionale a diverse sollecitazioni ambientali e chimiche, tra cui:
 
  • Shock termici, come cicli di gelo e disgelo o temporali.
  • Alte temperature e fuoco, con resistenza fino a oltre 1200°C e senza produzione di fiamme.
  • Agenti aggressivi, come acidi e sali, garantendo una durabilità ineguagliabile.
 

Geopolimeri: versatilità per decorazioni

Con l’utilizzo di malte a base di geopolimeri, le sperimentazioni hanno dimostrato che è possibile realizzare anche elementi decorativi mediante la tecnica del colaggio in stampi.
 
Questo processo non ha presentato criticità in termini di caratteristiche elasto-meccaniche, fisiche ed estetiche, evidenziando prestazioni superiori rispetto al tradizionale gesso, anche in condizioni di bassa umidità relativa.
 
Questo risultato si ottiene grazie alla possibilità di intervenire sulla lavorabilità del composto geopolimerico grazie all’impiego di specifici agenti organici.
 
Questo consente di prolungare il tempo di modellazione, una caratteristica particolarmente utile negli interventi conservativi e di restauro, dove precisione e adattabilità sono fondamentali per rispettare l’integrità del manufatto storico.
 

Malta geopolimerica per il ripristino delle strutture moderne

Le elevate prestazioni meccaniche e l'azione di aggancio chimico della malta geopolimerica ne consentirebbero l'uso anche per il ripristino del calcestruzzo moderno, a base di cemento Portland o altri tipi di clinker.
 
Il ripristino effettuato con malta geopolimerica offre anche un effetto passivante sui ferri di armatura, il pH della malta si mantiene alcalino nel tempo, proteggendo così le barre d'acciaio dalla corrosione causata dall'ingresso di sali, come i cloruri, che sono responsabili della formazione di ruggine.

 
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