IT201800009095A1 - METHOD FOR MAKING A RECYCLED GLASS-BASED FLOORING ELEMENT - Google Patents
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Description
del brevetto per invenzione industriale dal titolo: of the patent for industrial invention entitled:
“METODO PER LA REALIZZAZIONE DI UN ELEMENTO PER PAVIMENTAZIONI A BASE DI VETRO RICICLATO” "METHOD FOR MAKING AN ELEMENT FOR FLOORING BASED ON RECYCLED GLASS"
La presente invenzione è relativa a un metodo per la realizzazione di un elemento per pavimentazioni a base di vetro riciclato, e all’elemento per pavimentazioni così realizzato. The present invention relates to a method for making an element for flooring based on recycled glass, and to the element for flooring thus made.
Da tempo è particolarmente sentita l’esigenza di realizzare prodotti funzionali con del materiale riciclato. The need to make functional products with recycled material has been particularly felt for some time.
Uno di questi materiali è il vetro, il quale costituisce una importante porzione dei rifiuti. Sebbene da tempo sia stata predisposta una efficace rete di raccolta del vetro usato, tuttavia risulta che ad oggi non tutte le potenzialità del riciclaggio del vetro si siano ancora espresse. One of these materials is glass, which constitutes an important portion of the waste. Although an effective waste glass collection network has been in place for some time, it appears that not all the potential of glass recycling has yet been expressed.
Il vetro ha una serie di caratteristiche che renderebbero adatto un suo riciclo nella realizzazione di materiale in ambito edilizio. Glass has a number of characteristics that would make it suitable for recycling in the construction of material in the building sector.
Ad oggi i diversi tentativi non sono stati in grado di garantire un prodotto a base di vetro riciclato, avente le caratteristiche meccaniche tali da poter essere utilizzato in situazioni di elevato stress, quale ad esempio la pavimentazione. To date, the various attempts have not been able to guarantee a product based on recycled glass, having the mechanical characteristics such as to be used in situations of high stress, such as flooring.
Un’altra esigenza che da tempo è presente nel settore dell’edilizia è quella di poter realizzare materiali da costruzione a basso costo, senza per questo compromettere in alcun modo le caratteristiche strutturali dei materiali stessi. Another need that has been present for some time in the construction sector is that of being able to produce low-cost building materials, without compromising in any way the structural characteristics of the materials themselves.
Era quindi sentita l’esigenza di realizzare dei materiali per la pavimentazione sia di interni sia di esterni a base di vetro riciclato, che fossero economici e al tempo stesso affidabili da un punto di vista strutturale. The need was therefore felt to create materials for both internal and external flooring based on recycled glass, which were economical and at the same time reliable from a structural point of view.
L’inventore della presente invenzione ha realizzato un metodo per la realizzazione di un elemento per la pavimentazione che soddisfa le esigenze di cui sopra. The inventor of the present invention has developed a method for making a flooring element that meets the above requirements.
Oggetto della presente invenzione è un metodo per la realizzazione di un elemento per pavimentazione, caratterizzato dal fatto di comprendere: The object of the present invention is a method for making a flooring element, characterized in that it comprises:
(a) una fase di miscelazione in cui una miscela polverulenta comprendente almeno il 50% in peso di polvere di schiuma di vetro riciclato è miscelata con una soluzione basica con pH maggiore o uguale a 10 e avente una concentrazione di sali dell’acido silicico compresa tra 2,5 e 7,0 M; in detta fase di miscelazione il rapporto in peso soluzione basica/miscela polverulenta essendo compreso tra 0,3 e 0,6 per l’ottenimento di una miscela eterogenea; e (b) una fase di cottura in cui la miscela risultante dalla fase di miscelazione è scaldata ad una temperatura ad una temperatura minore di 100°C e maggiore di 50°C. (a) a mixing step in which a powdery mixture comprising at least 50% by weight of recycled glass foam powder is mixed with a basic solution with a pH greater than or equal to 10 and having a concentration of silicic acid salts including between 2.5 and 7.0 M; in said mixing step the basic solution / powder mixture weight ratio being between 0.3 and 0.6 to obtain a heterogeneous mixture; and (b) a cooking step in which the mixture resulting from the mixing step is heated to a temperature of less than 100 ° C and greater than 50 ° C.
È stato provato che la presenza dei Sali dell’acido silicico risulta giocare un ruolo essenziale nell’attivazione della polvere di schiuma di vetro. It has been proven that the presence of silicic acid salts plays an essential role in the activation of the glass foam powder.
Prove sperimentali hanno dimostrato che qualora la soluzione basica sia realizzata con una concentrazione di Sali di acido silicico fuori dell’intervallo sopra definito, gli ioni silicato presenti nella soluzione basica stessa sono in una concentrazione non propria per la realizzazione del prodotto finito con le caratteristiche desiderate. Experimental tests have shown that if the basic solution is made with a concentration of silicic acid salts outside the range defined above, the silicate ions present in the basic solution itself are in a concentration that is not proper for the realization of the finished product with the desired characteristics. .
Qui e nel seguito con il termine “schiuma di vetro” (più noto con il termine inglese “FOAM GLASS”) si intende un prodotto ottenuto riscaldando una miscela di vetro riciclato frantumato o granulato e un agente espandente (agente schiumogeno chimico) come carbonio o calcare. Vicino al punto di fusione del vetro, l'agente espandente rilascia un gas, producendo un effetto schiumogeno nel vetro. Dopo il raffreddamento, la miscela si indurisce in un materiale rigido con pori a celle chiuse riempiti di gas che comprendono una grande porzione del suo volume. Here and in the following the term "glass foam" (better known with the English term "FOAM GLASS") means a product obtained by heating a mixture of crushed or granulated recycled glass and a blowing agent (chemical foaming agent) such as carbon or limestone. Near the melting point of the glass, the blowing agent releases a gas, producing a foaming effect in the glass. After cooling, the mixture hardens into a rigid material with gas-filled closed-cell pores comprising a large portion of its volume.
Preferibilmente, la soluzione basica ha una concentrazione di sali dell’acido silicico compresa tra 4,0 e 6,0 M. Preferably, the basic solution has a concentration of silicic acid salts between 4.0 and 6.0 M.
Preferibilmente, i Sali dell’acido silicico sono silicati. Preferably, the silicic acid salts are silicates.
Preferibilmente, la detta miscela polverulenta comprende materiali inerti, ancora più preferibilmente materiali inerti alluminosilicati e/o sabbia di vetro riciclato. Preferably, the said powdery mixture comprises inert materials, even more preferably aluminosilicate inert materials and / or recycled glass sand.
Ancora più preferibilmente, i materiali inerti alluminosilicati derivano da scarti delle acciaierie ad arco elettrico. Even more preferably, the inert aluminosilicate materials derive from waste from electric arc steel mills.
Inoltre, tra i materiali inerti può essere compreso il materiale in gomma (privo dei metalli pesanti e triturato) derivato dagli pneumatici usati. In addition, the inert materials can include rubber material (free of heavy metals and shredded) derived from used tires.
Preferibilmente, la detta miscela polverulenta comprende microsilice e/o metacaolino. Preferably, the said powdery mixture comprises microsilica and / or metakaolin.
Preferibilmente, la detta soluzione basica ha un pH maggiore o uguale a 12. Preferably, said basic solution has a pH greater than or equal to 12.
Preferibilmente, la detta soluzione basica comprende NaOH e/o KOH. Preferably, said basic solution comprises NaOH and / or KOH.
Un altro oggetto della presente invenzione è un elemento per la pavimentazione sia per esterni sia per interni ottenuto con il metodo della presente invenzione. Di seguito sono riportati degli esempi realizzativi a puro titolo illustrativo e non limitativo. Another object of the present invention is an element for both outdoor and indoor flooring obtained with the method of the present invention. Below are some examples of construction purely for illustrative and non-limiting purposes.
ESEMPIO 1 EXAMPLE 1
È stata realizzata una miscela polverulenta composta da: 50% in peso di polvere di schiuma di vetro riciclato, 35% in peso di scarto di acciaieria ad arco elettrico, 10% in peso di vetro riciclato e 5% in peso di microsilice. A powdery mixture was made consisting of: 50% by weight of recycled glass foam powder, 35% by weight of electric arc steel mill waste, 10% by weight of recycled glass and 5% by weight of microsilica.
Parallelamente, è stata realizzata una soluzione basica con pH 13 composta dal 10% in volume di una soluzione 10M di NaOH e dal 90% in volume di una soluzione di silicato di sodio di densità pari a 1,4 Kg/dm<3>. La soluzione basica risultante ha un concentrazione di 5,0 M di sali dell’acido silicico. At the same time, a basic solution with pH 13 consisting of 10% by volume of a 10M solution of NaOH and 90% by volume of a sodium silicate solution with a density of 1.4 Kg / dm <3> was made. The resulting basic solution has a concentration of 5.0 M of silicic acid salts.
La miscela polverulenta e la soluzione basica sono state miscelate tra loro con un rapporto in peso liquido/solido pari a 0,45. Questa fase di miscelazione è durata 15 minuti, tempo necessario per ottenere una miscela eterogenea macroscopicamente omogenea. The powdery mixture and the basic solution were mixed together with a liquid / solid weight ratio of 0.45. This mixing phase lasted 15 minutes, the time necessary to obtain a macroscopically homogeneous heterogeneous mixture.
La miscela così ottenuta viene colata in uno stampo, il quale viene successivamente messo all’interno di un forno statico dove è mantenuto per un tempo di 24h ad una temperatura di 75°C. È importante che la temperatura non raggiunga i 100°C per evitare che l’acqua evapori. The mixture thus obtained is poured into a mold, which is subsequently placed inside a static oven where it is kept for a time of 24 hours at a temperature of 75 ° C. It is important that the temperature does not reach 100 ° C to prevent the water from evaporating.
In questo modo si è ottenuto un manufatto a forma di sanpietrino con altezza pari a 7,5 cm e con basi quadrate superiore e inferiore con lati rispettivamente di 8 cm e 6 cm. In this way, an artifact in the shape of a cobblestone was obtained with a height of 7.5 cm and with upper and lower square bases with sides of 8 cm and 6 cm respectively.
Il manufatto ha un peso di 660 gr e una densità di 1760 Kg/m<3>. The product has a weight of 660 gr and a density of 1760 Kg / m <3>.
ESEMPIO 2 EXAMPLE 2
È stata realizzata una miscela polverulenta composta da: 50% in peso di polvere di schiuma di vetro derivante da vetro riciclato, 30% in peso di scarto di acciaieria ad arco elettrico, 10% in peso di vetro riciclato e 10% in peso di metacaolino. A powdery mixture was made consisting of: 50% by weight of glass foam powder deriving from recycled glass, 30% by weight of electric arc steel mill waste, 10% by weight of recycled glass and 10% by weight of metakaolin .
La soluzione basica utilizzata è la medesima sopra descritta per l’esempio 1. The basic solution used is the same as described above for example 1.
La procedura di miscelazione e la fase di cottura sono state realizzate secondo quanto sopra descritto nell’esempio 1. The mixing procedure and the cooking phase were carried out according to what is described above in example 1.
È stato utilizzato il medesimo stampo dell’esempio 1 e, quindi, è stato realizzato un manufatto a forma di sanpietrino con altezza pari a 7,5 cm e con basi quadrate superiore e inferiore con lati rispettivamente di 8 cm e 6 cm. The same mold as in example 1 was used and, therefore, an artifact in the shape of a cobblestone was created with a height of 7.5 cm and with upper and lower square bases with sides of 8 cm and 6 cm respectively.
Il manufatto ha un peso di 620 gr e una densità di 1657 Kg/m<3>. The product has a weight of 620 gr and a density of 1657 Kg / m <3>.
ESEMPIO 3 EXAMPLE 3
È stata realizzata una miscela polverulenta composta da: 50% in peso di polvere di schiuma di vetro derivante da vetro riciclato e 50% in peso di scarto di acciaieria ad arco elettrico. A powdery mixture was made consisting of: 50% by weight of glass foam powder deriving from recycled glass and 50% by weight of electric arc steel mill waste.
La soluzione basica utilizzata è la medesima sopra descritta per l’esempio 1. The basic solution used is the same as described above for example 1.
La procedura di miscelazione e la fase di cottura sono state realizzate secondo quanto sopra descritto nell’esempio 1. The mixing procedure and the cooking phase were carried out according to what is described above in example 1.
È stato utilizzato il medesimo stampo dell’esempio 1 e, quindi, è stato realizzato un manufatto a forma di sanpietrino con altezza pari a 7,5 cm e con basi quadrate superiore e inferiore con lati rispettivamente di 8 cm e 6 cm. The same mold as in example 1 was used and, therefore, an artifact in the shape of a cobblestone was created with a height of 7.5 cm and with upper and lower square bases with sides of 8 cm and 6 cm respectively.
Il manufatto ha un peso di 720 gr e una densità di 1920 Kg/m<3>. The product has a weight of 720 gr and a density of 1920 Kg / m <3>.
ESEMPIO 4 EXAMPLE 4
È stata realizzata una miscela polverulenta composta da: 50% in peso di polvere di schiuma di vetro derivante da vetro riciclato e 50% in peso di scarto di acciaieria ad arco elettrico. A powdery mixture was made consisting of: 50% by weight of glass foam powder deriving from recycled glass and 50% by weight of electric arc steel mill waste.
Parallelamente, è stata realizzata una soluzione basica con pH 12 composta da una soluzione di silicato di sodio di densità pari a 1,35 Kg/dm<3>. La soluzione basica risultante ha un concentrazione di 4,5 M di sali dell’acido silicico. At the same time, a basic solution with pH 12 was made, consisting of a sodium silicate solution with a density of 1.35 kg / dm <3>. The resulting basic solution has a concentration of 4.5 M of silicic acid salts.
La procedura di miscelazione e la fase di cottura sono state realizzate secondo quanto sopra descritto nell’esempio 1. The mixing procedure and the cooking phase were carried out according to what is described above in example 1.
È stato utilizzato il medesimo stampo dell’esempio 1 e, quindi, è stato realizzato un manufatto a forma di sanpietrino con altezza pari a 7,5 cm e con basi quadrate superiore e inferiore con lati rispettivamente di 8 cm e 6 cm. The same mold as in example 1 was used and, therefore, an artifact in the shape of a cobblestone was created with a height of 7.5 cm and with upper and lower square bases with sides of 8 cm and 6 cm respectively.
Il manufatto ha un peso di 715 gr e una densità di 1906 Kg/m<3>. The artifact has a weight of 715 gr and a density of 1906 Kg / m <3>.
Materiali usati Materials used
La schiuma di vetro riciclata utilizzata è commercializzata con il nome SAVELPOR 50 dalla azienda SASIL SRL. The recycled glass foam used is marketed under the name SAVELPOR 50 by the company SASIL SRL.
Lo scarto di acciaieria ad arco elettrico utilizzato è commercializzato con il nome GRANELLA dalla azienda PITTINI La microsilice utilizzata è commercializzata con il nome MICROSIL 90 dalla azienda AZICHEM. The used electric arc steel mill waste is marketed under the name GRANELLA by the PITTINI company. The microsilica used is marketed under the name MICROSIL 90 by the AZICHEM company.
Il metacaolino utilizzato è commercializzato con il nome METASIL dalla azienda STIKLOPORAS. The metakaolin used is marketed under the name METASIL by the company STIKLOPORAS.
La soluzione di silicato di sodio utilizzata è commercializzata dalla azienda INGESSIL SRL. The sodium silicate solution used is marketed by the company INGESSIL SRL.
La soluzione di NaOH è commercializzata dalla azienda SIGMA-ALDRICH. The NaOH solution is marketed by the SIGMA-ALDRICH company.
PROVE MECCANICHE MECHANICAL TESTS
Sul manufatto sono state realizzate delle prove meccaniche al fine di verificare il suo possibile utilizzo nelle pavimentazioni per interni e per esterni. Mechanical tests were carried out on the product in order to verify its possible use in indoor and outdoor flooring.
In Tabella I sono riportati i risultati delle prove meccaniche realizzate e i relativi riferimenti normativi utilizzati. Table I shows the results of the mechanical tests carried out and the relative standard references used.
TABELLA I TABLE I
Dalla descrizione di cui sopra risulta come il metodo oggetto della presente invenzione, pur risultando estremamente economico, riesce a realizzare un manufatto le cui caratteristiche tecniche sono tali da poter essere applicato per la realizzazione di pavimentazioni sia esterne sia interne. From the above description it appears that the method object of the present invention, while being extremely economical, is able to produce an article whose technical characteristics are such that it can be applied for the construction of both external and internal flooring.
L’economicità del metodo risiede principalmente nell’utilizzo di vetro riciclato e nell’utilizzo di basse temperature nella fase di cottura. The cost-effectiveness of the method lies mainly in the use of recycled glass and in the use of low temperatures in the cooking phase.
Infine, va evidenziato come il metodo della presente invenzione abbia una importante valenza ecologica, in quanto garantisce la possibilità di riciclare in maniera efficace una potenzialmente molto grande quantità di vetro, e allo stesso tempo di sostituire materiale la cui produzione e lavorazione avrebbe necessariamente un impatto ambientale. Finally, it should be highlighted how the method of the present invention has an important ecological value, as it guarantees the possibility of effectively recycling a potentially very large quantity of glass, and at the same time replacing material whose production and processing would necessarily have an impact. environmental.
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| PAOLA PALMERO ET AL: "Processing and applications of geopolymers as sustainable alternative to traditional cement", RECENT ADVANCES IN ENERGY, ENVIRONMENT AND FINANCIAL PLANNING; PROCEEDINGS OF THE 5TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON DEVELOPMENT, ENERGY, ENVIRONMENT, ECONOMICS (DEEE '14); 22-24 NOVEMBER 2014; FLORENCE/ ITALY, 31 December 2015 (2015-12-31), pages 213 - 221, XP055273154, ISBN: 978-960-474-400-8 * |
Also Published As
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