GEA - Geopolymers for Advanced Eco-Architecture: A Chemorheology and Thermo-kinetic investigation for the development of 3D Printable formulations

L'urgenza di promuovere una "Transizione Ecologica" basata sui principi dell'Economia Circolare, come sostenuto dal Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR), ha creato la necessità di trovare nuove strategie per valorizzare i rifiuti industriali e utilizzare processi produttivi a basso impatto ambientale. Il progetto GEA si occupa di ottimizzare le formulazioni di geopolimeri (GP), attraverso l'attivazione alcalina di diversi tipi di rifiuti alluminosilicati, per il loro utilizzo come materiali nella stampa 3D di unità abitative avanzate in edifici sostenibili. Il progetto GEA mira a sviluppare una strategia innovativa per superare i principali limiti di un'applicazione su larga scala della stampa 3D di materiali GP attraverso un approccio sistemico e altamente interdisciplinare. Questo metodo innovativo consente il riciclaggio e il riutilizzo di diversi tipi di rifiuti, il che rappresenterebbe un contributo significativo allo sviluppo sostenibile verso l'adozione del principio "zero rifiuti". La relazione tra il processo di stampa, il mix-design e l'evoluzione viscoelastica durante la transizione del mix inizialmente fluido da GP freschi a induriti sarà studiata attraverso studi specifici sulla chemio-reologia, la cinetica di consolidamento dipendente dalla temperatura, la correlazione tra morfologia, durabilità e proprietà meccaniche per sviluppare una strategia efficace per la stampa 3D di GP. Questo approccio innovativo sarà indirizzato a realizzare strutture modulari avanzate, assemblabili e disassemblabili con alte prestazioni in termini di struttura, resistenza meccanica (rigidità della forma, consistenza e geometria), integrabilità tecnologica (con altri materiali), bassa manutenzione, sostituibilità, recuperabilità a fine vita, isolamento termico e acustico, caratteristiche architettoniche ed estetiche. In questo scenario, sarà sviluppato un processo di progettazione integrato e un approccio olistico per l'intero ciclo di vita dei materiali e dei componenti per ottenere prodotti che siano convenienti, competitivi, robusti, affidabili e a bassa manutenzione. In questo modo, saranno esplorate soluzioni edilizie pratiche e sostenibili, facili da installare e integrare nel design edilizio, facili da smontare e riciclare, che soddisfino i requisiti di tutte le normative attuali. I requisiti di queste strutture sono ben adatti alla modellazione parametrica sia dell'elemento modulare che delle diverse soluzioni di aggregazione, verificando gli aspetti connessi alle valutazioni non solo formali ma anche in termini di proprietà acustiche, termiche e strutturali. Lo sviluppo sostenibile, il comfort ambientale e la modellazione avanzata della composizione architettonica conferiranno al nostro progetto il carattere olistico necessario per costruire nuovi materiali e tecnologie che abbiano un impatto positivo sullo sviluppo industriale, socioculturale, economico e ambientale delle costruzioni sostenibili.