CH647572A5

CH647572A5 - Dispositivo per effettuare trattamenti protettivi su manufatti in conglomerato cementizio sia in opera, sia in sede di prefabbricazione.

Info

Publication number: CH647572A5
Application number: CH4681/81A
Authority: CH
Inventors: Arturo Prof Rio; Gennaro Guala; Stefano Dr Biagini
Original assignee: Italcementi Spa
Priority date: 1980-10-14
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1985-01-31
Also published as: GB2085325B; GB2085325A; CA1166430A; SE8103601L; NO153395B; FR2491813B1; IT1145292B; FI73382B; US4397263A; IT8049897A0; ATA293281A; DK251181A; NL8102768A; NO153395C; NL190064B; SE444285B; ES8203448A1; BE889296A; FI73382C; DE3124049C2

Description

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo per il trattamento di conglomerati cementizi, allo scopo di realizzare la loro impregnazione con un monomero organico successivamente polimerizzato in sito.

Scopo dell'invenzione è quello di risolvere il noto problema della protezione ed impermeabilizzazione dei conglomerati cementizi, in opera, quando essi siano esposti a condizioni particolarmente severe in esercizio, sia dal deterioramento progressivo delle loro caratteristiche di resistenza meccanica dovuto all'azione del gelo, sia dai danni conseguenti alla penetrazione di sostanze aggressive.

Un esempio illustrativo tra i più tanti, può essere il caso degli impalcati stradali in cemento armato, situati in zone particolarmente fredde, i quali, sia per le temperature ambientali estremamente basse, sia per l'uso frequente di sali antighiaccio, durante l'inverno, subiscono un deterioramento superficiale estremamente rapido e presentano il fenomeno di un intenso attacco salino dei ferri della loro armatura.

Così, pure, sempre a titolo esemplificativo, si può presentare la necessità di impermeabilizzare e proteggere i paramenti di dighe e di condotte già in opera.

È noto che alcuni tentativi di mettere a punto una tecnologia per il trattamento di calcestruzzi in opera sono già stati effettuati negli Stati Uniti d'America, ma la tecnica risultante, che viene qui appresso schematizzata, presenta alcuni gravi inconvenienti operativi che ne impediscono l'uso su vasta scala in termini economici.

Le fasi del processo messo a punto negli U.S.A. sono le seguenti:

1° — Essiccazione del manufatto in calcestruzzo da trattare, tramite un apparato costituito da una copertura termo-isolante in cui un flusso di aria calda, prodotto da apparecchiature esterne di generazione di calore, viene immesso e distribuito tramite condotti in lamiera metallica dotati di opportune aperture.

2° — Smontaggio e spostamento di tutta l'apparecchiatura sopra descritta.

3° — Impregnazione del calcestruzzo precedentemente essiccato tramite la distribuzione sulla sua superficie di uno strato sottile di sabbia asciutta che viene opportunamente saturato con monomero catalizzato.

Per evitare l'evaporazione del monomero, viene disteso sulla superficie della sabbia un foglio di polietilene, che a più riprese è sollevato per consentire le necessarie aggiunte di monomero, nei punti in cui la sabbia si sia asciugata per effetto dell'assorbimento del monomero stesso da parte del calcestruzzo.

4° — Polimerizzazione del monomero assorbito dal calcestruzzo tramite un nuovo posizionamento dell'apparecchiatura, già usata per essiccare il calcestruzzo sull'area coperta con lo strato di sabbia. Il flusso di aria calda che viene così messo a contatto con la sabbia che ancora contiene un residuo di monomero, provoca l'evaporazione e la polimerizzazione in seno alla sabbia del monomero, solo successivamente serve a far polimerizzare il monomero penetrato all'interno del calcestruzzo.

Tale tecnologia presenta però alcuni difetti che vengono di seguito elencati:

1) Necessità di operare solo in giornate di tempo buono, a meno di non coprire tutta l'area con un capannone mobile.

2) Mancanza di una protezione contro le acque scolanti sulla superficie del manufatto da trattare, anche nel caso di copertura totale dell'area di lavoro, specialmente nel caso che tale superficie — come nella maggior parte dei casi — presenti una pendenza propria.

3) Laborosiosità delle operazioni di spandimento in stato sottile e ripresa finale della sabbia impiegata nel processo.

4) Necessità di un'opera di demolizione della crosta di sabbia impregnata laddove risulta completamente incollata alla superficie di calcestruzzo trattata, a causa della polimerizzazione dell'eccesso di monomero in esso contenuto.

5) Grande spreco di monomero (circa il 50%) a causa dell'impossibilità di valutare con precisione la quantità di monomero necessaria a far si che il calcestruzzo si impregni totalmente e la sabbia rimanga pressocché priva di monomero al termine del processo.

6) Forte disagio per chi opera nell'ambiente di lavoro, causato dai vapori di monomero sviluppati dalla elevata superficie esposta all'aria dello strato di sabbia utilizzato nella fase di impregnazione, dato che detto strato deve essere a più riprese irrorato con monomero fresco allo scopo di mantenere la sabbia satura.

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Processi analoghi non presentano minori inconvenienti.

Per risolvere tali problemi, la presente invenzione propone di ricorrere ad una applicazione della tecnologia di impregnazione di manufatti cementizi prefabbricati, con resine polimerizzabili come descritta nel brevetto italiano n. 932 873 depositato il 27 gennaio 1971 e concesso il 15 dicembre 1972 alla stessa richiedente.

La presente invenzione dà infatti da possibilità di estendere l'applicazione di tale tecnologia anche a calcestruzzi in opera.

Come già noto, tale tecnologia d'impregnazione con resine polimerizzabili di manufatti cementizi è costituita dalle seguenti fasi di trattamento:

I — Trattamento termico in forno del manufatto in preparazione all'impregnazione, con il raggiungimento, in funzione dello spessore, del grado di disidratazione desiderato.

II — Impregnazione per immersione del manufatto trattato termicamente in un monomero polimerizzabile addi-tivato con un catalizzatore adatto (l'impregnazione può essere eventualmente accelerata tramite l'uso di una pressione di azoto).

III — Immersione del manufatto impregnato con il monomero polimerizzabile, in un bagno di acqua mantenuto ad un temperatura adatta alla polimerizzazione termocatalitica del monomero stesso (circa 80°C).

L'acqua svolge in tal modo la duplice funzione di sorgente di calore per la polimerizzazione della resina e di mezzo per impedire la fuoriuscita del monomero dei pori del manufatto impregnato.

Secondo l'invenzione si prevede un dispositivo per la protezione e l'impermeabilizzazione dei conglomerati cementizi sia in opera, sia in sede di prefabbricazione, comprendente mezzi di riscaldamento per disidratare il manufatto, mezzi per impregnare il detto manufatto con un monomero liquido, pezzi per addurre l'acqua ai detti mezzi di riscaldamento e mezzi per fare affluire l'acqua riscaldata al detto manufatto impregnato con il detto monomero liquido, per polimerizzare quest'ultimo.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento ai disegni allegati, che rappresentano a titolo illustrativo e non già limitativo una preferita forma di esecuzione dell'invenzione stessa.

— la fig. 1 è la vista schematica in pianta,

— la fig. 2 è la vista in sezione secondo la linea A-A di fig. 1,

— la fig. 3 è il prospetto, osservato secondo la direzione B di fig. 1.

Con riferimento ai disegni, il numero 1 sta ad indicare un generatore termico fornito di bruciatore 2 a combustibile liquido alimentato dal serbatoio 3, il quale tramite il serpentino 4 in cui circola olio diatermico, riscalda la piastra radiante 5. L'olio diatermico è mantenuto in circolazione mediante la pompa 6. Nell'intercapedine 7 tra il manufatto M e la piastra 5 viene mantenuto un flusso di aria calda generato dal ventilatore 8 che ricicla l'aria dalla camicia 9 che circonda il generatore termico 1 e la invia nella detta intercapedine, secondo il verso indicato dalle frecce di fig. 2. Per asprirare aria fresca dall'ambiente esterno, è prevista la valvola 10. I prodotti della combustione del bruciatore 2 vengono convogliati verso l'esterno mediante il camino 11. In posizione adiacente al generatore termico 1, è situato un serbatoio d'acqua 12 che viene riscaldata dal generatore stesso, e serve per la polimerizzazione. Dal serbatoio 12 parte un tubo 13 che ha lo scopo di scaricare a comando l'acqua calda nella intercapedine 7.

Il monomero è contenuto nel serbatoio 14 e può essere immesso nella intercapedine 7 tramite la manichetta flessibile 15 che viene infilata in uno dei fori 16. Per recuperare il monomero, è prevista la pompa 17 collegata con la manichetta 15 e con il serbatoio 14.

Tutta l'apparecchiatura ora descritta è circondata dalla cornice 18 che serve di volta in volta a delimitare e proteggere, sul manufatto M, la zona sottoposta al trattamento.

Le fasi operative effettuate con l'apparecchiatura sopra descritta sono le seguenti:

A — Fase di essiccazione del calcestruzzo L'apparecchiatura viene posta sul manufatto M tramite opportuna sigillatura del telaio di contenimento periferico 18 viene isolata dall'ambiente esterno.

Successivamente tramite l'accensione del bruciatore 2 e scambio termico nel generatore di calore 1, l'olio diatermico tenuto in circolazione dalla pompa 6 trasferisce il calore generato alla piastra riscaldante 5 che mantenuta dalla struttura stessa dell'apparato ad una opportuna distanza dalla superficie del manufatto, provvede alla disidratazione del calcestruzzo da trattare. Tale processo di disidratazione viene ulteriormente favorito dalla circolazione di aria calda tenuta in movimento dal ventilatore 8.

La temperatura di disidratazione può essere regolata tramite variazione della temperatura dell'olio diatermico.

Una volta effettuato il trattamento di disidratazione, si spegne il bruciatore 2 e si arresta la pompa 6, cosicché in un certo numero di ore, a seconda della temperatura massima raggiunta, il manufatto si raffredda fino a raggiungere una temperatura di superficie di circa 30°C che consente l'inizio della seconda fase di trattamento.

Tale fase di raffreddamento può essere accelerata tramite il sistema di ventilazione nel quuale è possibile introdurre — attraverso la valvola 10 — il necessario quantitativo di aria fresca prelevato dall'ambiente esterno.

B — Fase dì impregnazione Il monomero contenente il catalizzatore proveniente dal serbatoio 14, viene immesso nella intercapedine 7 mediante il tubo flessibile 15 che viene introdotto in uno dei fori 16. In caso di manufatto in forte pendenza, è previsto che la piastra radiante 5 sia fornita di un bordo rialzato che impedisce la tracimazione del monomero nei condotti di circolazione dell'aria. Ciò consente di ridurre il volume del monomero impiegato al puro volume dell'intercapedine 7. Il peso dell'apparato è tale da vincere la spinta del liquuido contenuto nella intercapedine 7. Al termine del periodo di tempo necessario per l'impregnazione, il monomero viene recuperato tramite la pompa 17.

C — Fase di polimerizzazione con acqua L'acqua necessaria per la polimerizzazione, che ha la possibilità di essere pre-riscaldata, viene prelevata dal serbatoio 12 e viene immessa nell'intercapedine 7 attraverso la tubazione 13. Nella intercapedine l'acqua viene portata e mantenuta alla temperatura di 80 90°C tramite il calore fornito dalla piastra riscaldante 5.

Terminato il periodo di tempo prefissato per una sufficiente polimerizzazione del monomero assorbito dal calcestruzzo, la temperatura dell'olio diatermico può essere ulteriormente aumentata tramite regolazione del bruciatore in maniera da fare evaporare completamente l'acqua a contatto con la superficie del calcestruzzo stesso.

Il riscaldamento a temperatura elevata può essere ulteriormente prolungato al fine di una più completa polimerizzazione, nel caso d'impiego di monomeri che richiedono temperature più elevate di trattamento.

Le prove di applicazione di un apparato così costruito a manufatti già in opera e le analisi effettuate successiva5

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mente su numerosi campioni da essi ricavati, consentono di dire che con tale tecnologia è possibile ottenere facilmente una completa impermeabilizzazione e la protezione pressoché assoluta dei manufatti stessi da successivi attacchi da parte dell'acqua, del gelo e di soluzioni saline aggressive.

Infatti, adottando un ciclo termico di riscaldamento adatto al tipo ed alla qualità del manufatto da trattare, ed usando un monomero o una miscela di monomeri scelti o per la loro bassa viscosità o per il tipo particolare di polimero o copolimero che da loro si può ottenere, al termine del trattamento si può conseguire una completa impermeabilizzazione e protezione del calcestruzzo tramite la compenetrazione per un desiderato spessore del suo strato superficiale di un polimero che ne riduce fortemente la porosità e ne esalta la resistenza ad agenti esterni.

Di preferenza, si impiegano quali monomeri metil-meta-crilato, stirolo, o una miscela di essi con resina poliestere.

L'apparecchio secondo l'invenzione può essere anche vantaggiosamente impiegato nel trattamento di manufatti prefabbricati, particolarmente nella prefabbricazione pesante.

io La presente invenzione è stata descritta in una sua preferita forma di realizzazione ma si intende che varianti costruttive potranno esservi in pratica apportate da un esperto del ramo, senza uscire dall'ambito di protezione della presente privativa industriale.

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2 fogli disegni

Claims

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1. Dispositivo per la protezione e l'impermeabilizzazione dei conglomerati cementizi sia in opera, sia in sede di prefabbricazione, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di riscaldamento (5) per disidratare il manufatto (M), mezzi (14, 15, 17) per impregnare il detto manufatto con un monomero liquido, mezzi (12) per addurre l'acqua ai detti mezzi di riscaldamento (5) e mezzi (13) per fare affluire l'acqua riscaldata al detto manufatto impregnato con il detto monomero liquido, per polimerizzare quest'ultimo.

2. Dispositivo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i mezzi di riscaldamento (5) ed i mezzi (12, 13) per l'adduzione dell'acqua formano, in combinazione, mezzi per addurre l'acqua calda al manufatto (M) in un intervallo di temperatura tra 80 e 90°C.

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RIVENDICAZIONI

3. Dispositivo secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di disidratazione sono costituiti da un radiatore termico (5) atto alla circolazione nel suo interno di un flusso di liquido diatermico mantenuto ad un temperatura elevata, selettivamente regolabile.

4. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 1 a 3, caratterizzato dal fatto che i detti memi di impregnazione sono costituiti da una intelaiatura trasportabile, recante alla base una travatura (18) perimetrale fornita di guarnizioni di tenuta, destinata a definire una intercapedine per il liquido di trattamento, che si colloca tra il piano di calcestruzzo da trattare ed il piano parallelo, formato dal radiatore termico (5), che è portato dalla detta intelaiatura (18) ed associato alle apparecchiature di termostatazione e circolazione (4) del fluido diatermico.

5. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che il detto radiatore termico (5) riscaldato dal detto fluido diatermico, è a contatto con un flusso d'aria calda mosso da un ventilatore (8).

6. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che il detto circuito di fluido diatermico comprende un serpentino (4) che circonda una camera di combustione (1) in cui agisce un bruciatore (2) a combustibile liquido.

7. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che l'acqua di polimerizzazione è erogata da un serbatoio (12) adiacente la detta camera di combustione (1), così da ottenere il preriscaldamento dell'acqua stessa, prima della sua immissione nell'intercapedine.

8. Dispositivo secondo le rivendicazioni da 1 a 7, caratterizzato dal fatto che il monomero è contenuto in un serbatoio (14) associato ad una pompa (17) destinata a recuperare il monomero residuo al termine della fase di impregnazione.