IT201600127043A1 - Malte cementizie colorate con proprietà termiche e ottico-energetiche ottimizzate. - Google Patents

Malte cementizie colorate con proprietà termiche e ottico-energetiche ottimizzate.

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IT201600127043A1
IT201600127043A1 IT102016000127043A IT201600127043A IT201600127043A1 IT 201600127043 A1 IT201600127043 A1 IT 201600127043A1 IT 102016000127043 A IT102016000127043 A IT 102016000127043A IT 201600127043 A IT201600127043 A IT 201600127043A IT 201600127043 A1 IT201600127043 A1 IT 201600127043A1
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IT
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reflectance
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entire
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IT102016000127043A
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Federica Rosso
Marco Ferrero
Anna Laura Pisello
Franco Cotana
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Univ Degli Studi Roma La Sapienza
Univ Degli Studi Di Perugia
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Description

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE INDUSTRIALE DAL TITOLO: "Malte cementizie colorate con proprietà termiche e ottico-energetiche ottimizzate"
Di: UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI ROMA “LA SAPIENZA”, nazionalità italiana, Piazzale Aldo Moro 5, 00185 ROMA; e
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PERUGIA, nazionalità italiana, Piazza dell’Università 1, 06123 PERUGIA Inventori designati: Federica ROSSO, Marco FERRERO, Anna Laura PISELLO, Franco COTANA
Depositata il: 15 Dicembre 2016
* ;;DESCRIZIONE ;La presente invenzione riguarda le tecniche di risparmio energetico nel settore delle costruzioni. ;È noto l’utilizzo di pigmenti riflettenti all’infrarosso in pitture o strati di finitura colorati, da applicare in particolare sulle facciate degli edifici per ottenere facciate fresche colorate, su elementi per il tetto, o su pavimentazioni urbane. ;In US 9073 786 B2 è inoltre descritta una pasta cementizia con alta riflettanza che prevede l’utilizzo di pigmenti colorati riflettenti nell’infrarosso. ;L’utilizzo di pigmenti in grado di riflettere la radiazione solare nel campo dell’infrarosso, permette di i) mantenere la temperatura superficiale più fresca, ii) avere meno calore entrante nell’edificio, ottimizzando quindi la prestazione energetica dell’involucro, minimizzando la domanda di energia per il raffrescamento, iii) avere meno stress termici dovuti a temperature elevate e successivo surriscaldamento-raffreddamento degli elementi di involucro e adiacenti. ;Malte con lo stesso colore ma non ottimizzate, infatti, riflettono in misura minore la radiazione solare, assorbendo di conseguenza più calore e trasmettendo quindi nello spazio interno, innalzando la temperatura e comportando una più alta domanda di energia per il raffrescamento degli spazi. Inoltre, surriscaldandosi maggiormente quando irradiate dal sole, tali malte comportano stress termico maggiore, portando più velocemente a fenomeni di degrado. ;Uno scopo della presente invenzione è quello di rendere disponibile una soluzione alternativa per realizzare malte cementizie colorate con alta riflettanza nell’infrarosso. ;In vista di tale scopo, forma oggetto dell’invenzione un metodo per preparare una malta cementizia colorata, comprendente la fase di miscelare cemento portland bianco, aggregati vetrosi e almeno una composizione di pigmento, ;in cui la composizione di pigmento comprende una miscela di un pigmento bianco riflettente all’infrarosso, avente una riflettanza intrinseca superiore a 40% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina acrilica avente uno spessore di 110µm, e contenente il 28% in peso di pigmento, con almeno un pigmento colorato selezionato dal gruppo consistente di ;pigmento nero avente una riflettanza intrinseca inferiore a 10% in tutto l’intervallo 200-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento, ;pigmento rosso avente una riflettanza intrinseca inferiore a 55% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento, e ;pigmento blu avente una riflettanza intrinseca inferiore a 70% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento. ;Preferibilmente, il pigmento nero è un carbon black, e presenta una riflettanza intrinseca inferiore a 7% in tutto l’intervallo 300-2500nm. ;Preferibilmente, il pigmento rosso è un iron oxide red, e presenta una riflettanza intrinseca inferiore a 12% nell’intervallo 300-600nm, inferiore a 30% nell’intervallo 600-900nm, e inferiore a 55% nell’intervallo 900-2500nm. ;Preferibilmente, il pigmento blu è un cobalt blue, e presenta una riflettanza inferiore a 35% nell’intervallo 300-600nm, inferiore a 70% nell’intervallo 600-1200nm, inferiore a 10% nell’intervallo 1200-1500nm, e inferiore a 40% nell’intervallo 1500-2500nm. ;Il pigmento bianco riflettente all’infrarosso può essere ad esempio un pigmento Altiris® commercializzato da Huntsman Corporation. ;Diversamente dal metodo descritto in US 9 073 786 B2 che fa uso di pigmenti di diversi colori riflettenti nell’infrarosso, il metodo secondo l’invenzione prevede l’utilizzo di pigmenti riflettenti nell’infrarosso esclusivamente di colore bianco, da mischiare con pigmenti colorati standard a piacimento per ottenere la malta cementizia del colore desiderato. Gli autori della presente invenzione hanno verificato che con questo metodo è possibile ottenere malte cementizie con prestazioni prossime a quelle ottenute con il metodo noto da US 9 073 786 B2. ;Ciò costituisce un vantaggio in particolare in cantiere, dal momento che non è richiesta la disponibilità di un’ampia gamma di diversi pigmenti riflettenti all’infrarosso, ma solo del pigmento bianco, da aggiungere a quello colorato convenzionale. ;Le malte realizzate con il metodo secondo l’invenzione possono essere utilizzate come malte di ripristino, assumendo diverse colorazioni a seconda delle caratteristiche dell’edificio in cui se ne prevede l’applicazione: a parità di colore, sono in grado di mantenere una temperatura superficiale più bassa rispetto alle malte tradizionali. ;Benché l’applicazione su edifici storici – previa verifica di compatibilità dei materiali cementizi con quelli esistenti - sia la più promettente, qualsiasi applicazione che comporti l’utilizzo di paste cementizie può trarre benefici dall’utilizzo dell’invenzione, ove questa avvenga all’esterno: infatti è la risposta alla radiazione solare che comporta la prestazione migliore rispetto alle paste cementizie tradizionali non ottimizzate. ;L’utilizzo come finitura per la pavimentazione esterna (cortili, piazze, spazi pubblici e privati in generale) permette di avere pavimentazioni colorate a seconda delle necessità estetiche e architettoniche dell’area, adatte anche in questo caso in aree dal carattere storico, ottenendo al contempo i suddetti benefici per l’ambiente costruito e il comfort dei cittadini. ;Per gli stessi motivi, anche applicazioni nelle facciate degli edifici come elementi di finitura superficiale o dell’involucro, portano di nuovo a vantaggi quali la mitigazione dell’isola di calore (soprattutto in città molto sviluppate verticalmente) e il miglioramento del comfort outdoor per gli utenti degli spazi esterni adiacenti all’edificio; un altro importante vantaggio è l’assorbimento di minori quantità di calore che poi sono trasmesse all’interno dell’edificio, diminuendo la domanda di raffrescamento durante i mesi estivi e migliorando il comfort termico interno. Anche in questo caso, l’invenzione permette di avere superfici colorate a seconda delle necessità, con prestazioni migliori di superfici tradizionali ugualmente colorate. ;Le malte realizzate secondo l’invenzione possono portare benefici e vantaggi all’ambiente costruito ed all’edificio stesso anche quando utilizzate come finitura per il tetto, andando a formare un tetto fresco, strategia favorita per ridurre l’isola di calore e migliorare le condizioni di comfort interno senza aumentare la richiesta di energia per il raffrescamento. Anche in questo caso infatti, la radiazione viene riflessa in percentuale maggiore nella parte infrarossa e quindi penetra in misura ridotta all’interno dell’edificio, permettendo di raggiungere i vantaggi sopra descritti. ;Ulteriori caratteristiche e vantaggi del metodo secondo l’invenzione diverranno più chiari con la seguente descrizione dettagliata, fatta con riferimento ai disegni allegati, forniti a titolo puramente illustrativo e non limitativo, in cui: ;- la figura 1 è un grafico che mostra la riflettanza solare, lungo tutto lo spettro, di campioni di malte cementizie rosse, confrontando quelle convenzionali con quelle ottimizzate nell’infrarosso secondo l’invenzione; ;- la figura 2 è un grafico che mostra la riflettanza solare, lungo tutto lo spettro, di campioni di malte cementizie nere, confrontando quelle convenzionali con quelle ottimizzate nell’infrarosso secondo l’invenzione; e ;- la figura 3 è un grafico che mostra la riflettanza solare, lungo tutto lo spettro, di campioni di malte cementizie blu, confrontando quelle convenzionali con quelle ottimizzate nell’infrarosso secondo l’invenzione. ;Al fine di testare l’invenzione, sono stati realizzati diversi campioni di malta con differenti miscele, simili nei componenti, ma con differenti colori e quantità di pigmento (Tabella 1, le percentuali sono espresse rispetto al peso totale della miscela). ;Tabella 1 ;Colore Nome % pigmento % pigmento % pigmento campione colorato IR bianco ;BK-IR-0 0,50 0,50 0,00 ;BK-IR-2 2,25 2,25 0,00 ;BK-IR-5 5,00 5,00 0,00 ;Nero ;;BK-0 0,50 0,00 0,50 ;BK-2 2,25 0,00 2,25 ;BK-5 5,00 0,00 5,00 ;BL-IR-0 0,50 0,50 0,00 ;BL-IR-2 2,25 2,25 0,00 ;BL-IR-5 5,00 5,00 0,00 ;Blu ;;BL-0 0,50 0,00 0,50 ;BL-2 2,25 0,00 2,25 ;BL-5 5,00 0,00 5,00 ;Rosso R-IR-0 0,50 0,50 0,00 ;R-IR-2 2,25 2,25 0,00 ;;R-IR-5 5,00 5,00 0,00 ;;R-0 0,50 0,00 0,50 ;;R-2 2,25 0,00 2,25 ;;R-5 5,00 0,00 5,00 ;;Sono stati preparati e paragonati campioni dello stesso colore, con e senza i pigmenti riflettenti all’infrarosso (nel seguito indicati per brevità come pigmenti IR). Poiché i pigmenti IR hanno un colore bianco, i campioni senza pigmento IR sono stati miscelati con pigmento bianco convenzionale per ottenere lo stesso colore. Ai fini della presente descrizione, per pigmento bianco convenzionale si intende un pigmento bianco, ad esempio titanium dioxide white disponibile commercialmente, la cui riflettanza nell’intervallo dell’infrarosso (800-2500nm) scende al disotto di 40% (misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina acrilica avente uno spessore di 120µm, e contenente il 28% in peso di pigmento [1]). Ad esempio, il campione R-IR-5 ha lo stesso colore di R-5; il primo contiene però un pigmento bianco IR, mentre il secondo contiene un pigmento bianco convenzionale. ;Ciascun campione contiene cemento Portland bianco, aggregati vetrosi riciclati e pigmenti come indicato nella tabella 1. ;I pigmenti IR utilizzati sono i pigmenti Altris® forniti da Huntsman Corporation (http://www.huntsman.com/altiris/a/Home) e disponibili commercialmente. Tali pigmenti hanno una riflettanza intrinseca superiore a 40% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina acrilica avente uno spessore di 110µm, e contenente il 28% in peso di pigmento [1]. Per riflettanza intrinseca, nella presente descrizione si intende la riflettanza della sola polvere di pigmento, non miscelata con altri materiali che non siano il legante in resina a base acquosa utilizzato per realizzare il film su cui vengono effettuate le misure. Pertanto, tale riflettanza intrinseca è in generale differente dalla riflettanza della malta cementizia realizzata con i pigmenti miscelati con il cemento portland secondo la presente invenzione. ;Il pigmento nero convenzionale è un carbon black disponibile commercialmente, e presenta una riflettanza intrinseca inferiore a 10% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento. ;In particolare, il pigmento nero presenta una riflettanza intrinseca inferiore a 7% in tutto l’intervallo 300-2500nm. ;Il pigmento rosso convenzionale è un iron oxide red diponibile commercialmente, e presenta una riflettanza intrinseca inferiore a 55% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento. In particolare, il pigmento rosso presenta una riflettanza intrinseca inferiore a: ;- 12% nell’intervallo 300-600nm, ;- 30% nell’intervallo 600-900nm, ;- 55% nell’intervallo 900-2500nm. ;Il pigmento blu convenzionale è un cobalt blue, e presenta una riflettanza intrinseca inferiore a 70% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento. In particolare, il pigmento blu presenta una riflettanza inferiore a: ;- 35% nell’intervallo 300-600nm, ;- 70% nell’intervallo 600-1200nm, ;- 10% nell’intervallo 1200-1500nm, ;- 40% nell’intervallo 1500-2500nm. ;Dopo la preparazione e l’indurimento, i campioni di malta sono stati analizzati in laboratorio in termini di proprietà ottiche e termiche. ;Riguardo alle proprietà ottiche, la riflettanza è stata determinata tramite misurazioni con spettrofotometro, secondo ASTM E903 (ASTM E903 – 12 Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmittance of Materials Using INtegrating Spheres, American Society of Testing Materials: West Conshohocken, PA, USA, 1996). Per le proprietà termiche, è stata misurata l’emissività seguendo le istruzioni indicate in ASTM C1371-15 (ASTM C1371-04a(2010)e1 Standard Test Method for Determination of Emittance of Materials Near Room Temperature Using Portable Emissometers; American Society for Testing Materials:West Conshohocken, PA, USA, 2010). Inoltre, sono state effettuate misurazioni di conducibilità termica mediante Hot Disk 2500 secondo ISO Standard 22007-2 (International Organization for Standardization, ISO 22007-2:2008 – Plastics – Determination of thermal conductivity and thermal diffusivity – Part. 2: Transient plane heat source (hot disc) method, Geneva, Switzerland). ;I risultati sono riportati nella tabella 2 se guente: SRI è l’indice di riflettanza solare; UV è la riflettanza nell’ultravioletto, misurata tra i 300 e i 380 nm dello spettro solare; VIS è la riflettanza nel visibile, misurata tra 380 e 780 nm; NIR è la riflettanza nell’infrarosso, misurata tra 780 e 2500 nm. ;Tabella 2 ;Caratteristiche ottiche Caratteristiche termiche Nome ;Colore SRI UV VIS NIR Emissività Conducibilità Campione ;termica termica BK-IR-0 29,2 15,7 31,7 32,9 0,90 ;BK-IR-2 18,3 17,1 20,6 18,4 0,90 ;BK-IR-5 16,9 15,0 19,8 16,9 0,88 ;Nero ;BK-0 34,7 35,1 40,4 27,5 0,90 ;BK-2 18,6 27,1 20,1 11,4 0,90 ;BK-5 15,6 12,5 18,3 12,4 0,90 ;BL-IR-0 52,3 40,6 54,0 46,7 0,89 ;BL-IR-2 49,7 39,6 53,6 54,8 0,90 ;BL-IR-5 49,9 23,5 46,7 55,2 0,90 ;Blu 0,99-1,1 BL-0 54,1 30,9 58,1 51,2 0,91 ;BL-2 53,2 34,0 56,3 51,1 0,91 ;BL-5 48,3 34,6 40,1 42,8 0,91 ;R-IR-0 39,5 22,2 34,7 47,2 0,90 ;R-IR-2 38,0 23,7 31,2 47,9 0,89 ;R-IR-5 34,5 11,27 24,0 51,1 0,90 ;Rosso ;R-0 46,3 26,2 45,0 49,7 0,88 ;R-2 41,7 25,4 35,8 50,6 0,89 ;R-5 35,0 10,1 22,6 46,7 0,89 ;;La figura 1 riporta inoltre il confronto fra la riflettanza solare, lungo tutto lo spettro, di una malta cementizia rossa convenzionale (R-5), e quella di una malta cementizia rossa ottimizzata nell’infrarosso (R-IR-5). ;La figura 2 riporta inoltre il confronto fra la riflettanza solare, lungo tutto lo spettro, di una malta cementizia nera convenzionale (BK-5), e quella di una malta cementizia nera ottimizzata nell’infrarosso (BK-IR-5). ;La figura 3 riporta inoltre il confronto fra la riflettanza solare, lungo tutto lo spettro, di una malta cementizia blu convenzionale (BL-5), e quella di una malta cementizia blu ottimizzata nell’infrarosso (BL-IR-5). ;I campioni sono stati inoltre testati per verificarne il comportamento quando sottoposti a radiazione solare. I campioni sono stati sistemati sul tetto dell’edificio dell’Università di Perugia. Sono stati posizionati a sufficiente distanza l’uno dall’altro, in modo che non si facessero ombra, ma allo stesso tempo sufficientemente vicini da essere esposti allo stesso materiale di pavimentazione e alla stessa radiazione solare. Successivamente all’esposizione sul tetto, le temperature superficiali sono state controllate durante le ore centrali sole della giornata, cioè le più calde. Tre misurazioni sono state condotte mediante fotocamera agli infrarossi, la prima alle 11:00, la seconda alle 13:00 e l’ultima alle 15:00. L’analisi è stata effettuata il 31 agosto, monitorando al contempo le condizioni meteorologiche tramite una stazione meteorologica (umidità, velocità del vento, temperatura dell’aria e radiazione solare globale e diretta) situata sul tetto stesso, a pochi metri di distanza dai campioni. ;Sono stati quindi svolti confronti i) fra campioni IR e non IR e ii) fra campioni che differivano nelle percentuali di pigmento aggiunte nella miscela. Data la valutazione preliminare resa possibile dalle misurazioni in laboratorio, lo scopo di tale analisi era di individuare una tendenza generale statisticamente significativa, uguale per tutti i campioni colorati e naturali, al variare dell’aggiunta di pigmenti IR o non IR e della loro percentuale nella miscela. ;È stato impiegato il test di Wilcoxon, un test non parametrico utilizzato per confrontare due campioni correlati; in questo caso è stato impiegato per verificare la significatività delle differenze osservate fra i valori di riflettanza dei campioni. ;Dai dati ottenuti è possibile effettuare due analisi: una prende in considerazione le modificazioni delle caratteristiche ottiche al variare della percentuale di pigmento (ad es. R-IR-5 rispetto a R-IR-2), l’altra, considerando campioni dello stesso colore, confronta pigmenti IR e non IR. ;Effettuando il confronto fra campioni con differenti percentuali di pigmento, i risultati variano a seconda del colore (figure 1-3). ;Per il cemento nero, aggiungendo ad esempio 5% di pigmento IR è stata aggiunta la stessa quantità di pigmento convenzionale colorato nero, determinando un significativo scurimento del campione: come risultato, nonostante si aumenti la percentuale di pigmento IR, la riflettanza Vis e NIR diminuiscono in questo confronto. ;Per il cemento blu, passando dalla percentuale di 0,5% a 2,25% e 5% dei pigmenti IR e convenzionale colorato blu, allo stesso modo il campione è divenuto più scuro. In questo caso tuttavia, mentre la riflettanza Vis cala del -7,3% da BL-IR-0 a BL-IR-5, la riflettanza NIR aumenta del 8,5% grazie alla presenza di pigmenti IR. ;Analoghi risultati sono stati ottenuti per il cemento rosso: mentre la riflettanza Vis cala del 10,7% da R-IR-0 a R-IR-5, allo stesso tempo la riflettanza NIR aumenta di circa il 4%. ;Pertanto, con l’eccezione del cemento nero, per il blu e il rosso, aggiungendo pigmenti IR e convenzionali colorati, mentre la riflettanza Vis diminuisce a causa del colore più scuro ottenuto, la riflettanza NIR aumenta, ottimizzando così le prestazioni termiche di tali materiali scuri anche su colori più scuri (Tabella 3). Per il cemento nero, le riflettanze Vis e NIR risultano invece entrambe diminuite dall’aggiunta contemporanea di più pigmento IR e più pigmento nero, nella stessa quantità. ;Tabella 3 ;;Confronto % ∆SR [%] ∆UV [%] ∆VIS [%] ∆NIR [%] ;BK-IR-2-BK-IR-0 -10.9 1.4 -11.1 -14.5 Nero BK-IR-5-BK-IR-2 -1.4 -2.1 -0.8 -1.5 BK-IR-5-BK-IR-0 -12.3 -0.7 -11.9 -16<BL-IR-2-BL-IR-0>-2.6 -1 -0.4 8.1Blu BL-IR-5-BL-IR-2 0.2 -16.1 -6.9 0.4<BL-IR-5-BL-IR-0>-2.4 -17.1 -7.3 8.5R-IR-2-R-IR-2 -1.5 1.5 -3.5 0.7 Rosso R-IR-5-R-IR-2 -3.5 -12.43 -7.2 3.2 ;R-IR-5-R-IR-0 -5 -10.93 -10.7 3.9 ;;Per il secondo confronto, campioni con pigmenti IR sono stati confrontati con campioni dello stesso colore, ottenuti con pigmenti bianchi convenzionali (Tabella 4). ;Per il campione nero, è stata osservata una maggior riflettanza in campioni con pigmenti IR rispetto a campioni dello stesso colore con pigmenti bianchi convenzionali (BK-IR-5 e BK-5): l’aumento di SRI è dell’1,3%, simile all’aumento nel Vis, che corrisponde a 1,5%; nella parte NIR dello spettro il campione BK-IR-5 è in grado di riflettere 4,5% in più del convenzionale BK-5. ;Per quanto riguarda i campioni blu, e cioè il confronto fra BL-IR e BL, nei campioni ottimizzati si riscontra una riflettanza maggiore rispetto a quella dei campioni convenzionali con la stessa percentuale di pigmento, e quindi con lo stesso colore. Tale differenza è di 1,3% per il campione con pigmento IR relativamente al SRI; la parte NIR manifesta un aumento del 12,4%, mentre nel Vis l’aumento è di 6,6%. Le maggiori differenze nelle caratteristiche ottiche sono state riscontrate nel confronto BL-IR-5 e BL-5, mentre nei campioni con lo 0.5% di pigmenti le differenze non erano omogenee. ;Per i campioni di colore rosso, l’aumento più importante è stato osservato nuovamente nella parte NIR dello spettro (+4,4%); nel Vis tale differenza è pari a 1,4%. ;Statisticamente, il test di Wilcoxon per confrontare coppie correlate di campioni IR e convenzionali a parità di colore ha confermato, considerando tutti i colori insieme e quindi cercando un trend generale, la significatività della differenza dei valori di riflettenza. In particolare, ha verificato che nei set convenzionali la riflettanza Vis aumenta quando comparata a quella di campioni ottimizzati a parità di colore, mentre al contrario diminuisce nello spettro NIR, che è quindi maggiore nei campioni IR. ;Tabella 5 ;;Confronto IR-convenzionale<∆SR [%] ∆UV [%] ∆VIS [%] ∆NIR [%]>;;BK-IR-0-BK-0 -5.5 -19.4 -8.7 5.4 ;Nero BK-IR-2-BK-2 -0.3 -10 0.5 7 ;BK-IR-5-BK-5 1.3 2.5 1.5 4.5 ;BL-IR-0-BL-0 -1.8 9.7 -4.1 -4.5 ;Blu BL-IR-2-BL-2 -3.5 5.6 -2.7 3.7 ;BL-IR-5-BL-5 1.6 -11.1 6.6 12.4 ;R-IR-0-R-0 -6.8 -4 -10.3 -2.5 ;Rosso R-IR-2-R-2 -3.7 -1.7 -4.6 -2.7 ;R-IR-5-R-5 -0.5 1.17 1.4 4.4 ;;L’esposizione sperimentale dei campioni sul tetto ha permesso di valutare le temperature raggiunte dagli stessi durante le ore di misurazione (Tabella 5). ;Fra le tre ore di misurazione, le temperature superficiali maggiori sono state misurate alle 12.00; dal monitoraggio meteorologico, alle dodici risulta infatti un picco nella radiazione globale, mentre alle tre la velocità del vento è maggiore. ;Conformemente con le conclusioni ottenute dalla caratterizzazione ottica, colori differenti mostrano differente comportamento se esposti alla radiazione solare, nella situazione sperimentale di un impiego come materiale di copertura. ;Tabella 5 ;;Campione T [°C] ;;11:00 12:00 15:00 ;BK-IR-0 43,2 43,7 43,8 ;BK-IR-2 47,7 48,5 46,1 ;BK-IR-5 44,2 45,6 45,1 ;BK-0 44,4 45,6 44,9 ;BK-2 48,7 48,1 46,3 ;BK-5 45,2 44,8 46,8 ;BL-IR-0 39,9 41,8 41,7 ;BL-IR-2 39,8 41,5 41,5 ;BL-IR-5 39,8 41,7 41,8 ;BL-0 39 40,6 41,3 ;BL-2 40 41,9 41,3 ;BL-5 40,9 42,9 43 ;R-IR-0 41,1 43,2 42,2 ;R-IR-2 43,7 44,2 43,4 ;R-IR-5 42,2 42,9 43,7 ;R-0 41,8 42,3 42,3 ;R-2 40,9 43,9 43,7 ;R-5 43,6 44,9 44 ;;Considerando il campione cementizio nero, temperature minori caratterizzano i campioni BK-IR rispetto ai campioni BK convenzionali dello stesso colore (-1,9 °C per BK-IR-0 rispetto a BK-0), dimostrando l’efficacia dei pigmenti IR nell’abbassare le temperature dei campioni più scuri. ;I campioni colorati blu non mostravano alcuna differenza nelle temperature superficiali al variare della percentuale di pigmento (BL0=BL2=BL5), mentre si ottiene una diminuzione aggiungendo pigmenti IR invece che pigmenti bianchi semplici (la temperatura di BL-IR risulta inferiore di 1,2 °C rispetto a BL), specialmente nei campioni con i pigmenti al 5%. ;Risultati analoghi sono stati osservati analizzando i campioni rossi: i campioni R-IR raggiungono temperature inferiori ai campioni R convenzionali, specialmente nel confronto R-IR-5/R-5, ove la temperatura di R-IR-5 è 42,9 °C e quella di R-5 44,9 °C, con una differenza pari a 2,0 °C. ;Concludendo, l’invenzione permette di ottenere malte colorate a base di cemento con caratteristiche ottiche ottimizzate, a partire da pigmenti colorati convenzionali che possono essere mescolati con pigmenti riflettenti nell’infrarosso nella quantità e combinazione desiderata. ;Riferimenti bibliografici ;1. Jianrong S. et al. The effect of particle size distribution on the optical properties of titanium dioxide rutile pigments and their applications in cool non-white coatings. Solar Energy Materials & Solar Cells, 130 (2014), 42-50 *

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per preparare una malta cementizia colorata, comprendente la fase di miscelare cemento portland bianco, aggregati vetrosi e almeno una composizione di pigmento, caratterizzato dal fatto che la composizione di pigmento comprende una miscela di un pigmento bianco riflettente all’infrarosso, avente una riflettanza intrinseca superiore a 40% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina acrilica avente uno spessore di 110µm, e contenente il 28% in peso di pigmento, con almeno un pigmento colorato selezionato dal gruppo consistente di pigmento nero avente una riflettanza intrinseca inferiore a 10% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento, pigmento rosso avente una riflettanza intrinseca inferiore a 55% in tutto l’intervallo 800-2500nm, misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento, e pigmento blu avente una riflettanza intrinseca inferiore a 70% in tutto l’intervallo 800-2500nm<,>misurata secondo ASTM E903-96 su un film di legante a base acquosa in resina polivinil acetato avente uno spessore di 0.5mm, e contenente il 40% in volume di pigmento.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui il pigmento nero presenta una riflettanza intrinseca inferiore a 7% in tutto l’intervallo 300-2500nm.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui il pigmento nero è un carbon black.
  4. 4. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il pigmento rosso presenta una riflettanza intrinseca inferiore a: - 12% nell’intero intervallo 300-600nm, - 30% nell’intero intervallo 600-900nm, - 55% nell’intero intervallo 900-2500nm.
  5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui il pigmento rosso è un iron oxide red.
  6. 6. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il pigmento blu presenta una riflettanza intrinseca inferiore a: - 35% nell’intero intervallo 300-600nm, - 70% nell’intero intervallo 600-1200nm, - 10% nell’intero intervallo 1200-1500nm, - 40% nell’intero intervallo 1500-2500nm.
  7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6, in cui il pigmento blu è un cobalt blue.
  8. 8. Metodo secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il pigmento bianco riflettente all’infrarosso è un pigmento Altiris®.
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