ITBO20110232A1 - COMPOSITE MATERIAL FOR WATERPROOFING CIVIL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING, PROCEDURE AND SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF THE SAME - Google Patents
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Description
MATERIALE COMPOSITO PER IMPERMEABILIZZARE OPERE D’INGEGNERIA CIVILE E/O AMBIENTALE, PROCEDIMENTO E SISTEMA PER LA PRODUZIONE DELLO STESSO COMPOSITE MATERIAL FOR WATERPROOFING CIVIL AND / OR ENVIRONMENTAL ENGINEERING WORKS, PROCEDURE AND SYSTEM FOR THE PRODUCTION OF THE SAME
DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invenzione s’inserisce in quel peculiare settore tecnico relativo ai materiali per impermeabilizzare opere d’ingegneria civile ed ambientale. The present invention is part of that particular technical sector relating to materials for waterproofing civil and environmental engineering works.
In particolare la presente invenzione concerne un materiale composito per impermeabilizzare tali opere, un procedimento e un sistema per la produzione del citato materiale composito. In particular, the present invention relates to a composite material for waterproofing such works, a process and a system for the production of the aforementioned composite material.
Nel campo dell'ingegneria civile i suddetti materiali compositi possono essere posati in opera allo scopo di impermeabilizzare determinate strutture (ad es. tetto, fondamenta, tavernette, ecc...) per proteggerle da infiltrazioni di acqua. In the field of civil engineering, the aforementioned composite materials can be installed in order to waterproof certain structures (eg roof, foundations, basements, etc.) to protect them from water infiltration.
Nell’ambito dell’ingegneria ambientale, oltre a dover proteggere una struttura da infiltrazioni di acqua dall’esterno, è necessario impermeabilizzarne anche determinate relative parti per evitare che i liquidi in esse contenuti possano venire in contatto con l’ambiente circostante. Esempi non esaustivi di tali parti comprendono discariche, lagunaggi e stoccaggi di prodotti inquinanti, bacini di scarico, bacini e/o vasche destinati a contenere al loro interno masse liquide per diverse finalità, come ad esempio per il deposito di materiali di scavo o di fanghi di dragaggio. In the field of environmental engineering, in addition to having to protect a structure from water infiltration from the outside, it is also necessary to waterproof certain related parts to prevent the liquids contained in them from coming into contact with the surrounding environment. Non-exhaustive examples of these parts include landfills, lagoons and storage of polluting products, drainage basins, basins and / or tanks intended to contain liquid masses for different purposes, such as for the deposit of excavated materials or sludge. of dredging.
Per impermeabilizzare tali opere d’ingegneria, vengono attualmente utilizzati dei materiali compositi comprendenti un primo strato impermeabile che impedisce il passaggio di liquidi da e/o verso una struttura edile, e un secondo strato di rinforzo sovrapposto ed accoppiato allo strato impermeabile. Lo strato di rinforzo svolge le seguenti funzioni principali: di separazione, di rinforzo e di protezione dello strato impermeabile per preservarne l'impermeabilità. In particolare, lo strato di rinforzo deve impedire il contatto diretto dello strato impermeabile con corpi aventi durezza maggiore dello strato impermeabile. Ciò per evitare che detti corpi possano perforare quest’ultimo vanificandone la funzione impermeabilizzante. To waterproof these engineering works, composite materials are currently used including a first waterproof layer that prevents the passage of liquids from and / or towards a building structure, and a second reinforcement layer superimposed and coupled to the waterproof layer. The reinforcement layer performs the following main functions: separation, reinforcement and protection of the waterproof layer to preserve its impermeability. In particular, the reinforcement layer must prevent direct contact of the impermeable layer with bodies having a greater hardness than the impermeable layer. This is to prevent said bodies from perforating the latter, thus nullifying its waterproofing function.
Lo strato impermeabile dei citati materiali compositi è tipicamente realizzato in un materiale termoplastico mentre lo strato di rinforzo è solitamente realizzato in un materiale di rinforzo, scelto nel gruppo consistente di materiale geotessile, di geogriglie, di geomebrane e di georeti, in base alla tipologia di funzione accessoria che si voglia ottenere. Tali funzioni accessorie comprendono ad esempio funzioni idrauliche di drenaggio e/o di filtraggio. The waterproof layer of the aforementioned composite materials is typically made of a thermoplastic material while the reinforcement layer is usually made of a reinforcing material, chosen from the group consisting of geotextile material, geogrids, geomebranes and geonets, based on the type of accessory function to be obtained. Such ancillary functions include, for example, hydraulic drainage and / or filtering functions.
Detti strati, impermeabile e di rinforzo, sono accoppiati solidalmente fra loro in regioni di giunzione tramite saldatura ad ultrasuoni. Per evitare di indebolire lo strato impermeabile del materiale composito, la saldatura ad ultrasuoni viene effettuata, una volta sovrapposti i due strati, premendo un sonotrodo sullo strato di rinforzo in maniera tale che la pressione esercitata dal sonotrodo, in combinazione con ultrasuoni emessi dallo stesso, permetta la fusione fra il materiale dello strato di rinforzo e quello dello strato impermeabile. Said waterproof and reinforcing layers are integrally coupled to each other in the junction regions by means of ultrasonic welding. To avoid weakening the waterproof layer of the composite material, the ultrasonic welding is carried out, once the two layers have been superimposed, by pressing a sonotrode on the reinforcement layer in such a way that the pressure exerted by the sonotrode, in combination with ultrasound emitted by the same, allow the fusion between the material of the reinforcement layer and that of the impermeable layer.
Poiché lo strato impermeabile è realizzato in un materiale termoplastico e il materiale di rinforzo deve saldarsi a tale materiale termoplastico, la gamma dei materiali di rinforzo saldabili con un predeterminato strato impermeabile risulta piuttosto esigua. Since the waterproof layer is made of a thermoplastic material and the reinforcement material must weld to this thermoplastic material, the range of reinforcing materials that can be welded with a predetermined waterproof layer is rather small.
Inoltre la pressione esercitata del sonotrodo, unitamente al calore da esso generato, provoca, in corrispondenza delle citate regioni di giunzione, una riduzione localizzata degli spessori di entrambi gli strati del materiale composito. Furthermore, the pressure exerted by the sonotrode, together with the heat generated by it, causes, in correspondence with the aforementioned junction regions, a localized reduction of the thicknesses of both layers of the composite material.
Ciò compromette la resistenza alle sollecitazioni meccaniche del materiale composito, in particolar modo indebolendone lo strato impermeabile. Infatti, quest’ultimo, nel materiale composito, presenta uno spessore non uniforme e quindi non garantisce le stesse prestazioni d’impermeabilizzazione del singolo strato di materiale impermeabile utilizzato per produzione del materiale composito. This compromises the resistance to mechanical stresses of the composite material, in particular by weakening its impermeable layer. In fact, the latter, in the composite material, has an uneven thickness and therefore does not guarantee the same waterproofing performance as the single layer of waterproof material used for the production of the composite material.
Inoltre, in corrispondenza delle regioni di giunzione, la resistenza allo strappo dello strato di rinforzo dallo strato impermeabile risulta indebolita rispetto alle restanti regioni. Ne consegue che sollecitazioni, volte ad allontanare i due strati fra loro, possano provocare la rottura dello strato di rinforzo in corrispondenza delle regioni di giunzione. Ciò si può verificare con una maggiore probabilità quando lo strato di rinforzo è realizzato in un materiale geotessile, che per sua natura ha una struttura non uniforme in quanto presenta un intreccio di fibre, tessute o agugliate. Tali fibre, a seguito dell’azione del sonotrodo, si fondono fra loro e con il materiale termoplastico dello strato impermeabile generando una relativa porzione di giunzione, che una volta solidificata, risulta compatta e strutturalmente diversa dal restante materiale geotessile dello strato di rinforzo. L’interfaccia fra la porzione di giunzione e il materiale di rinforzo geotessile mostra quindi una bassa resistenza meccanica nei confronti di sollecitazioni volte a separare fra loro i due strati del materiale composito e/o a porre in trazione lo strato di rinforzo. Quest’ultimo, a seguito di tali sollecitazioni, tenderà a strapparsi in corrispondenza della citata interfaccia. Furthermore, at the junction regions, the tear resistance of the reinforcement layer from the impermeable layer is weakened with respect to the remaining regions. It follows that stresses, aimed at moving the two layers away from each other, can cause the reinforcement layer to break at the junction regions. This is more likely to occur when the reinforcement layer is made of a geotextile material, which by its nature has a non-uniform structure as it has an intertwining of woven or needle-punched fibers. These fibers, following the action of the sonotrode, merge with each other and with the thermoplastic material of the waterproof layer, generating a relative joint portion, which once solidified, is compact and structurally different from the remaining geotextile material of the reinforcement layer. The interface between the junction portion and the geotextile reinforcement material therefore shows a low mechanical resistance against stresses aimed at separating the two layers of the composite material from each other and / or putting the reinforcement layer in traction. The latter, following such stresses, will tend to tear at the aforementioned interface.
Lo scopo della presente invenzione consiste nel ridurre e/o eliminare i sopra citati svantaggi relativi ai materiali compositi per impermeabilizzare opere d’ingegneria civile e/o ambientale noti. The purpose of the present invention is to reduce and / or eliminate the aforementioned disadvantages relating to composite materials for waterproofing known civil and / or environmental engineering works.
In particolare lo scopo della presente invenzione è di rendere disponibile un materiale composito per impermeabilizzazioni di opere ingegneristiche civili e/o ambientali, in cui lo strato impermeabile, una volta accoppiato solidalmente allo strato di rinforzo, garantisca le stesse prestazioni d’impermeabilizzazione del singolo strato di materiale impermeabile utilizzato per produzione del materiale composito. In particular, the purpose of the present invention is to make available a composite material for waterproofing civil and / or environmental engineering works, in which the waterproof layer, once coupled integrally to the reinforcement layer, guarantees the same waterproofing performance as the single layer. of waterproof material used for the production of the composite material.
Gli scopi suindicati vengono ottenuti in accordo con il contenuto delle rivendicazioni. The above objects are achieved in accordance with the content of the claims.
In particolare il materiale composito per impermeabilizzare opere d’ingegneria civile e/o ambientale secondo l’invenzione comprende: In particular, the composite material for waterproofing civil and / or environmental engineering works according to the invention includes:
- uno strato impermeabile in un materiale termoplastico; - an impermeable layer in a thermoplastic material;
- almeno uno strato di rinforzo in un materiale di rinforzo scelto nel gruppo consistente di materiale geotessile, di geogriglie, di geomebrane e di georeti, detto strato di rinforzo essendo sovrapposto a detto strato impermeabile; ed - at least one reinforcement layer in a reinforcement material selected from the group consisting of geotextile material, geogrids, geomebranes and geonet, said reinforcement layer being superimposed on said impermeable layer; and
- un materiale termoplastico di apporto il quale risulta: interposto fra detti strati; saldato per fusione al materiale termoplastico dello strato impermeabile; e fissato per fusione al materiale di rinforzo dello strato di rinforzo. - a filler thermoplastic material which is: interposed between said layers; welded by fusion to the thermoplastic material of the waterproof layer; and bonded by fusion to the reinforcing material of the reinforcement layer.
Risulta evidente che la presenza di materiale termoplastico di apporto, saldato per fusione al materiale termoplastico dello strato impermeabile, in corrispondenza di una regione di giunzione di quest’ultimo, e fissato per fusione al materiale di rinforzo dello strato di rinforzo, determini l’accoppiamento solidale fra lo strato impermeabile e lo strato di rinforzo. Tale accoppiamento non comporta una diminuzione della resistenza meccanica dello strato impermeabile nel materiale composito ed inoltre aumenta localmente la resistenza meccanica del materiale composito stesso in corrispondenza del materiale termoplastico di apporto. It is evident that the presence of thermoplastic filler material, welded by fusion to the thermoplastic material of the waterproof layer, in correspondence with a junction region of the latter, and fixed by fusion to the reinforcement material of the reinforcement layer, determines the coupling integral between the waterproof layer and the reinforcement layer. This coupling does not involve a decrease in the mechanical resistance of the impermeable layer in the composite material and moreover locally increases the mechanical resistance of the composite material itself in correspondence with the thermoplastic material of addition.
In aggiunta a ciò, il materiale termoplastico di apporto presenta un’inerzia chimica tale da consentire l’utilizzo del materiale composito in opere ingegneristiche ambientali per impermeabilizzare bacini, vasche di contenimento e similari, destinati a contenere liquidi agenti chimici aggressivi. In addition to this, the thermoplastic filler material has a chemical inertia such as to allow the use of the composite material in environmental engineering works to waterproof basins, containment tanks and the like, intended to contain aggressive chemical agents.
Il fissaggio per fusione, fra il materiale termoplastico di apporto e il materiale di rinforzo, può avvenire sia per saldatura per fusione, sia per inglobamento nel materiale di apporto di parte del materiale di rinforzo (filamenti, fibre, maglie ecc.). Pertanto, la gamma degli strati di rinforzo accoppiabili allo strato impermeabile risulta incrementata rispetto all’arte nota e di conseguenza è possibile fornire una corrispondente maggiore varietà di materiali compositi nella quale risulta possibile scegliere il materiale composito più idoneo ad una specifica applicazione. Fixing by fusion, between the thermoplastic filler material and the reinforcing material, can take place either by fusion welding or by incorporating part of the reinforcing material (filaments, fibers, meshes, etc.) into the filler material. Therefore, the range of reinforcement layers that can be coupled to the waterproof layer is increased compared to the known art and consequently it is possible to provide a corresponding greater variety of composite materials in which it is possible to choose the most suitable composite material for a specific application.
Preferibilmente lo strato impermeabile e lo strato di rinforzo risultano contrapposti fra loro per le intere relative estensioni. Preferably, the impermeable layer and the reinforcement layer are opposite each other for their entire relative extensions.
Il procedimento proposto per la produzione del suddetto materiale composito prevede le seguenti fasi: The proposed process for the production of the aforementioned composite material involves the following steps:
A) interporre fra uno strato di rinforzo in un materiale di rinforzo, scelto nel gruppo consistente di materiale geotessile, di geogriglie, di geomebrane e di georeti, ed uno strato impermeabile di materiale termoplastico, un materiale termoplastico di apporto allo stato fuso, saldabile per fusione col materiale termoplastico dello strato impermeabile, e fissabile per fusione al materiale di rinforzo dello strato di rinforzo; A) interpose between a reinforcing layer in a reinforcing material, chosen from the group consisting of geotextile material, geogrids, geomebranes and geonet, and an impermeable layer of thermoplastic material, a thermoplastic filler material in the molten state, weldable for fusion with the thermoplastic material of the waterproof layer, and fixable by fusion to the reinforcement material of the reinforcement layer;
B) comprimere fra loro lo strato di rinforzo e lo strato impermeabile in modo tale che il materiale termoplastico di apporto risulti, una volta solidificato: saldato per fusione al materiale termoplastico dello strato impermeabile in corrispondenza di una prima regione di giunzione di quest’ultimo; e fissato per fusione al materiale di rinforzo dello strato di rinforzo. B) compress the reinforcement layer and the waterproof layer together in such a way that the thermoplastic filler material is, once solidified: welded by fusion to the thermoplastic material of the waterproof layer at a first junction region of the latter; and bonded by fusion to the reinforcing material of the reinforcement layer.
La solidificazione del materiale termoplastico di apporto determina l’accoppiamento solidale fra lo strato di rinforzo e lo strato impermeabile in corrispondenza della citata porzione di giunzione di quest’ultimo. The solidification of the filler thermoplastic material determines the integral coupling between the reinforcement layer and the waterproof layer at the aforementioned junction portion of the latter.
Il procedimento proposto permette vantaggiosamente di ottenere un materiale composito per impermeabilizzare opere d’ingegneria ambientale e/o civile in cui l’accoppiamento fra lo strato impermeabile e lo strato di rinforzo non comporta un peggioramento delle caratteristiche di resistenza meccanica dello strato impermeabile, e anzi accresce la resistenza del materiale composito rispetto all’arte nota. The proposed process advantageously allows to obtain a composite material for waterproofing environmental and / or civil engineering works in which the coupling between the waterproof layer and the reinforcement layer does not involve a worsening of the mechanical resistance characteristics of the waterproof layer, and indeed increases the strength of the composite material with respect to the known art.
Il sistema proposto per la produzione del materiale composito secondo l’invenzione, consente vantaggiosamente di attuare il suddetto procedimento e comprende: The system proposed for the production of the composite material according to the invention advantageously allows to implement the aforementioned procedure and includes:
- primi mezzi di avanzamento per trasportare uno strato impermeabile 1 di un materiale termoplastico 10 in una direzione di avanzamento; - first advancing means for transporting an impermeable layer 1 of a thermoplastic material 10 in an advancing direction;
- secondi mezzi di avanzamento per trasportare uno strato di rinforzo 2 in un materiale di rinforzo 20 scelto nel gruppo consistente di materiale geotessile, di geogriglie, di geomebrane e di georeti, nella medesima direzione di avanzamento; - second advancing means for transporting a reinforcing layer 2 in a reinforcing material 20 selected from the group consisting of geotextile material, geogrids, geomebranes and geonets, in the same direction of advance;
- mezzi di dosaggio per applicare sullo strato impermeabile 1 in avanzamento una predeterminata quantità di materiale termoplastico di apporto 30 allo stato fuso, i mezzi di dosaggio comprendendo un’uscita 65 per applicare il materiale termoplastico di apporto 30 in corrispondenza di una prima regione di giunzione dello strato impermeabile 1 , detto materiale termoplastico di apporto 30 essendo saldabile per fusione con detto materiale termoplastico 10 e fissabile per fusione al materiale di rinforzo 20; - metering means for applying on the advancing waterproof layer 1 a predetermined quantity of thermoplastic filler material 30 in the molten state, the metering means comprising an outlet 65 for applying the thermoplastic filler material 30 at a first junction region of the waterproof layer 1, said thermoplastic filler material 30 being weldable by fusion with said thermoplastic material 10 and fixable by fusion to the reinforcement material 20;
- mezzi per disporre, una volta applicato il materiale termoplastico di apporto 30 allo stato fuso sullo strato impermeabile 1 , lo strato di rinforzo 2, in avanzamento, sul materiale termoplastico di apporto 30 applicato; - means for arranging, once the thermoplastic filler material 30 in the molten state has been applied to the waterproof layer 1, the reinforcing layer 2, in advance, on the applied thermoplastic filler material 30;
- mezzi di compressione, disposti a valle dei mezzi di dosaggio, per comprimere lo strato di rinforzo 2 e lo strato impermeabile 1 fra loro in modo tale che, una volta solidificato, il materiale termoplastico di apporto 30 risulti saldato per fusione al materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 in corrispondenza della prima regione di giunzione di quest’ultimo e fissato per fusione al materiale di rinforzo 20. - compression means, arranged downstream of the metering means, to compress the reinforcement layer 2 and the waterproof layer 1 together in such a way that, once solidified, the filler thermoplastic material 30 is welded by fusion to the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1 in correspondence with the first junction region of the latter and fixed by fusion to the reinforcing material 20.
Le caratteristiche dell'invenzione saranno rese evidenti nella seguente descrizione di preferite forme di realizzazione del materiale composito e del sistema proposto e di preferite forme di attuazione del procedimento proposto, in accordo con quanto riportato nelle rivendicazioni e con l’ausilio delle allegate tavole di disegno, nelle quali: The characteristics of the invention will be made clear in the following description of preferred embodiments of the composite material and of the proposed system and of preferred embodiments of the proposed process, in accordance with what is reported in the claims and with the aid of the attached drawing tables , in which:
la Fig. 1 è una vista schematica in sezione di una forma di realizzazione del materiale composito proposto; Fig. 1 is a schematic sectional view of an embodiment of the proposed composite material;
le Figg. 2-4 sono viste schematiche in prospettiva che illustrano le fasi principali del procedimento secondo l’invenzione; Figs. 2-4 are schematic views in perspective that illustrate the main steps of the process according to the invention;
la Fig. 5 è una vista laterale schematica del sistema proposto per la produzione di un materiale composito secondo l’invenzione. Fig. 5 is a schematic side view of the proposed system for the production of a composite material according to the invention.
Ai fini della presente descrizione, i medesimi riferimenti numerici nelle figure sottintenderanno caratteristiche simili a meno che non sia altrimenti indicato. For the purposes of the present description, the same numerical references in the figures will imply similar characteristics unless otherwise indicated.
Con riferimento alle allegate tavole di disegno, si è indicato con il riferimento 50 un materiale composito per impermeabilizzare opere d’ingegneria civile e/o ambientale, oggetto della presente invenzione. Una sezione non in scala di tale materiale composito è illustrata in Fig. 1. Esso comprende uno strato impermeabile 1 in un materiale termoplastico 10; ed almeno uno strato di rinforzo 2 in un materiale di rinforzo 20 scelto nel gruppo consistente di materiale geotessile, di geogriglie, di geomebrane e di georeti. Lo strato di rinforzo 2 risulta sovrapposto allo strato impermeabile 1 e fra essi è interposto un materiale termoplastico di apporto 30 che è saldato per fusione al materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 in corrispondenza di una prima regione di giunzione di quest’ultimo; e fissato per fusione al materiale di rinforzo 20 dello strato di rinforzo 2, a determinare l’accoppiamento solidale dello strato impermeabile 1 con lo strato di rinforzo 2. With reference to the attached drawing tables, reference 50 indicates a composite material for waterproofing civil and / or environmental engineering works, object of the present invention. An unscaled section of this composite material is illustrated in Fig. 1. It comprises an impermeable layer 1 in a thermoplastic material 10; and at least one reinforcing layer 2 in a reinforcing material 20 selected from the group consisting of geotextile material, geogrids, geomebranes and geonets. The reinforcement layer 2 is superimposed on the waterproof layer 1 and between them is interposed a thermoplastic filler material 30 which is welded by fusion to the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1 at a first junction region of the latter; and fixed by fusion to the reinforcement material 20 of the reinforcement layer 2, to determine the integral coupling of the waterproof layer 1 with the reinforcement layer 2.
In Fig. 1 è mostrata una forma di realizzazione particolarmente preferita del materiale composito proposto. In tale forma di realizzazione, una parte del materiale di rinforzo 20 risulta stabilmente annegata nel materiale di apporto 30 a determinare il fissaggio per fusione del materiale termoplastico di apporto 30 al materiale di rinforzo 20. Tale fissaggio per fusione è in particolar modo preferito quando il materiale di rinforzo è, o comprende, un materiale geotessile le cui fibre 20’, tessute o agugliate, risultano in una relativa parte, annegate stabilmente nel materiale di apporto. In tal caso, a differenza con i materiali compositi noti in cui lo strato di rinforzo in materiale geotessile è saldato allo strato impermeabile tramite un sonotrodo, lo strato di rinforzo non risulta localmente compattato e strutturalmente diverso dal restante materiale geotessile dello strato di rinforzo. Ne deriva che il materiale composito della citata forma di realizzazione presenti una maggiore resistenza allo strappo rispetto all’arte nota. Fig. 1 shows a particularly preferred embodiment of the proposed composite material. In this embodiment, a part of the reinforcing material 20 is stably embedded in the filler material 30 to determine the fixing by fusion of the thermoplastic filler material 30 to the reinforcing material 20. This fixing by fusion is particularly preferred when the reinforcement material is, or comprises, a geotextile material whose fibers 20 ', woven or needled, result in a relative part, stably embedded in the filler material. In this case, unlike with known composite materials in which the reinforcement layer made of geotextile material is welded to the waterproof layer by means of a sonotrode, the reinforcement layer is not locally compacted and structurally different from the remaining geotextile material of the reinforcement layer. It follows that the composite material of the aforementioned embodiment has a greater tear resistance than the known art.
Analogamente, quando il materiale di rinforzo 20 è una geogriglia o una georete (non mostrate), una parte delle relative maglie può essere stabilmente annegata nel materiale termoplastico di apporto 30 a determinare il fissaggio per fusione al materiale di rinforzo 20 con il termoplastico di apporto 30. Similarly, when the reinforcement material 20 is a geogrid or a geonet (not shown), a part of the relative meshes can be stably embedded in the thermoplastic filler material 30 to determine the fixing by fusion to the reinforcement material 20 with the filler thermoplastic 30.
Vantaggiosamente, quando il materiale di rinforzo 20 è scelto nel gruppo consistente di geogriglie, di geomebrane e di georeti, il materiale termoplastico di apporto 30 può anche essere fissato tramite saldatura per fusione al materiale di rinforzo 20. Advantageously, when the reinforcement material 20 is selected from the group consisting of geogrids, geomebranes and geonets, the filler thermoplastic material 30 can also be fixed by fusion welding to the reinforcement material 20.
Secondo una preferita forma di realizzazione non illustrata, il materiale composito proposto comprende un primo ed un secondo strato di rinforzo 2 disposti in maniera tale che lo strato impermeabile 1 risulti situato fra il primo e il secondo strato di rinforzo 2. In tale forma di realizzazione lo strato impermeabile 1 risulta quindi protetto da entrambi i lati da uno strato di rinforzo 2. According to a preferred embodiment not shown, the proposed composite material comprises a first and a second reinforcement layer 2 arranged in such a way that the waterproof layer 1 is located between the first and the second reinforcement layer 2. In this embodiment the waterproof layer 1 is therefore protected on both sides by a reinforcing layer 2.
È preferibile che il materiale di apporto 30 sia disposto in una pluralità di regioni del materiale composito 50 con dette le regioni sostanzialmente equidistanziate fra loro. Vantaggiosamente, ogni metro quadro di materiale composito 50 comprende almeno una delle suddette regioni. It is preferable that the filler material 30 is arranged in a plurality of regions of the composite material 50 with said regions substantially equidistant from each other. Advantageously, each square meter of composite material 50 comprises at least one of the aforementioned regions.
Preferibilmente il materiale termoplastico di apporto 30 è uguale al materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1. Ciò permette una saldatura fra tali materiali 10, 30 maggiormente tenace. Preferably, the filler thermoplastic material 30 is the same as the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1. This allows a more tenacious welding between said materials 10, 30.
Risultano inoltre particolarmente vantaggiosi i materiali compositi secondo l’invenzione in cui il materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 e/o del materiale termoplastico di apporto 30 è scelto fra polipropilene e polietilene, ad alta o bassa densità. Quando il materiale di rinforzo 30 è un materiale geotessile, preferibilmente in polipropilene, la protezione dello strato impermeabile 1 da corpi penetranti è particolarmente efficace. The composite materials according to the invention are also particularly advantageous in which the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1 and / or of the thermoplastic filler material 30 is selected from polypropylene and polyethylene, with high or low density. When the reinforcing material 30 is a geotextile material, preferably polypropylene, the protection of the impermeable layer 1 from penetrating bodies is particularly effective.
Le Figg. 1-2 mostrano schematicamente la fase A di una forma di attuazione del procedimento proposto. Per interporre il materiale termoplastico di apporto 30 fra lo strato impermeabile 1 e lo strato di rinforzo 2, esso viene dosato ed applicato sullo strato impermeabile 1 per mezzo di un ugello dosatore 60 (Fig. 2). Successivamente lo strato di rinforzo 2 viene disposto sul materiale termoplastico di apporto 30 applicato contrapponendolo allo strato impermeabile 1 (Fig. 3). Figs. 1-2 schematically show phase A of an embodiment of the proposed method. To interpose the filler thermoplastic material 30 between the waterproof layer 1 and the reinforcement layer 2, it is metered and applied to the waterproof layer 1 by means of a metering nozzle 60 (Fig. 2). Subsequently, the reinforcement layer 2 is placed on the applied thermoplastic filler material 30, opposing it to the waterproof layer 1 (Fig. 3).
La Fig. 4 esemplifica la fase B in cui, tramite mezzi di compressione 4, lo strato di rinforzo 2 e lo strato impermeabile 1 vengono compressi fra loro in modo tale che il materiale termoplastico di apporto 30 risulti, una volta solidificato: saldato per fusione al materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 in corrispondenza della citata relativa regione di giunzione; e fissato per fusione al materiale di rinforzo 20 dello strato di rinforzo 2 a determinare l’accoppiamento fra gli strati impermeabile 1 e di rinforzo 2. Fig. 4 exemplifies phase B in which, by means of compression means 4, the reinforcing layer 2 and the waterproof layer 1 are compressed together in such a way that the filler thermoplastic material 30 is, once solidified: welded by fusion to the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1 in correspondence with the aforementioned relative junction region; and fixed by fusion to the reinforcement material 20 of the reinforcement layer 2 to determine the coupling between the waterproof layers 1 and the reinforcement layers 2.
Pertanto il sistema secondo l’invenzione con il quale attuare il suddetto procedimento per produrre il materiale composito proposto deve comprendere: Therefore, the system according to the invention with which to implement the aforementioned procedure to produce the proposed composite material must include:
- primi mezzi di avanzamento, per trasportare lo strato impermeabile 1 in una direzione di avanzamento. Tali primi mezzi di avanzamento possono comprendere: mezzi per svolgere una bobina 11 (Fig. 5) su cui lo strato impermeabile 1 risulta avvolto; e un rullo 41 avente il relativo asse di rotazione disposto perpendicolarmente a detta direzione e posizionato sotto detto strato impermeabile 1 a contatto con quest’ultimo in modo tale da farlo avanzare in detta direzione di avanzamento; - first advancing means, for transporting the impermeable layer 1 in an advancing direction. Said first advancing means can comprise: means for unwinding a coil 11 (Fig. 5) on which the impermeable layer 1 is wound; and a roller 41 having its axis of rotation arranged perpendicular to said direction and positioned under said waterproof layer 1 in contact with the latter in such a way as to make it advance in said direction of advancement;
- secondi mezzi di avanzamento per trasportare lo strato di rinforzo 2 nella medesima direzione di avanzamento. I secondi mezzi di avanzamento possono comprendere un controrullo 42 avente il relativo asse di rotazione disposto perpendicolarmente a detta direzione, il controrullo essendo predisposto: per contraffacciare il rullo 41 da parte opposta rispetto allo strato impermeabile 1 ; e per essere azionato a ruotare con un verso K opposto al verso Z con il quale è fatto ruotare il rullo 41 ; - second advancement means for transporting the reinforcing layer 2 in the same direction of advancement. The second advancement means can comprise a counter-roller 42 having its relative axis of rotation arranged perpendicular to said direction, the counter-roller being arranged: to face the roller 41 on the opposite side with respect to the waterproof layer 1; and to be driven to rotate with a direction K opposite to the direction Z with which the roller 41 is made to rotate;
- mezzi di dosaggio, per applicare sullo strato impermeabile 1 in avanzamento una predeterminata quantità di materiale termoplastico di apporto 30 allo stato fuso. Tali i mezzi di dosaggio comprendono un’uscita 65 per applicare il materiale termoplastico di apporto 30 in corrispondenza di una prima regione di giunzione dello strato impermeabile 1 ; - metering means, for applying on the advancing waterproof layer 1 a predetermined quantity of thermoplastic filler material 30 in the molten state. These metering means comprise an outlet 65 for applying the thermoplastic material 30 at a first junction region of the waterproof layer 1;
- mezzi per disporre, una volta applicato il materiale termoplastico di apporto 30 allo stato fuso sullo strato impermeabile 1 , lo strato di rinforzo 2 in avanzamento, sul materiale termoplastico di apporto 30 applicato. Detti mezzi possono vantaggiosamente comprendere i citati rullo 41 e controrullo 42; e - means for arranging, once the thermoplastic filler material 30 in the molten state has been applied to the waterproof layer 1, the advancing reinforcement layer 2, on the applied thermoplastic filler material 30. Said means can advantageously comprise the aforementioned roller 41 and counter-roller 42; And
- mezzi di compressione, disposti a valle dei mezzi di dosaggio, per comprimere lo strato di rinforzo 2 e lo strato impermeabile 1 fra loro in modo tale che, una volta solidificato, il materiale termoplastico di apporto 30 risulti saldato per fusione al materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 in corrispondenza della regione di giunzione di quest’ultimo e fissato per fusione al materiale di rinforzo 20 a determinare l’accoppiamento solidale fra lo strato impermeabile 1 e lo strato di rinforzo 2. - compression means, arranged downstream of the metering means, to compress the reinforcement layer 2 and the waterproof layer 1 together in such a way that, once solidified, the filler thermoplastic material 30 is welded by fusion to the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1 in correspondence with the junction region of the latter and fixed by fusion to the reinforcement material 20 to determine the integral coupling between the waterproof layer 1 and the reinforcement layer 2.
Preferibilmente la compressione fra i due strati di rinforzo ed impermeabile 2,1 avviene solo in corrispondenza della regione di giunzione dello strato impermeabile 1 . Preferably, the compression between the two reinforcing and impermeable layers 2,1 takes place only in correspondence with the junction region of the impermeable layer 1.
Vantaggiosamente, come nella forma di realizzazione illustrata in Fig. 5, i mezzi di compressione comprendono il rullo 41 ed il controrullo 42 che sono azionabili in modo tale da comprimere fra loro lo strato impermeabile 1 e lo strato di rinforzo 2 in avanzamento lungo la direzione di avanzamento a definire il citato accoppiamento fra i due strati di rinforzo ed impermeabile 2,1. Advantageously, as in the embodiment illustrated in Fig. 5, the compression means comprise the roller 41 and the counter-roller 42 which can be operated in such a way as to compress the impermeable layer 1 and the reinforcement layer 2 together in advance along the direction of advancement to define the aforementioned coupling between the two reinforcement and waterproof layers 2,1.
È preferibile che il sistema comprenda una pluralità di mezzi di dosaggio disposta perpendicolarmente alla citata direzione di avanzamento con i mezzi di dosaggio 60 della pluralità di mezzi di dosaggio disposti equidistanziati fra loro. It is preferable that the system comprises a plurality of metering means arranged perpendicular to the aforementioned direction of advancement with the metering means 60 of the plurality of metering means arranged equidistant from each other.
Può essere prevista una fase di deossidazione della summenzionata regione di giunzione dello strato impermeabile 1 , che è destinata ad essere saldata con il materiale termoplastico di apporto 30. Tale deossidazione può essere ottenuta termicamente o tramite asportazione meccanica di una corrispondente patina superficiale dello strato impermeabile 1 . A deoxidation step of the aforementioned junction region of the waterproof layer 1 can be provided, which is intended to be welded with the filler thermoplastic material 30. This deoxidation can be obtained thermally or by mechanical removal of a corresponding surface patina of the waterproof layer 1 .
Risulta particolarmente vantaggioso un procedimento secondo l’invenzione comprendente la seguente fase precedente alla fase A: A process according to the invention is particularly advantageous, comprising the following step prior to step A:
A’) deossidare termicamente la prima regione di giunzione dello strato impermeabile riscaldando una superficie di contatto con il materiale termoplastico di apporto 30 allo stato fuso e portandola a contatto della prima regione di giunzione. A ') thermally deoxidizing the first junction region of the waterproof layer by heating a contact surface with the thermoplastic filler material 30 in the molten state and bringing it into contact with the first junction region.
Il materiale termoplastico di apporto 30 allo stato fuso riscalda la superficie ad una temperatura sufficiente per deossidare termicamente il materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 e il contatto fra la regione di giunzione e la superficie riscaldata deve avvenire per un intervallo di tempo sufficiente a deossidare il materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 . The thermoplastic filler material 30 in the molten state heats the surface to a temperature sufficient to thermally deoxidize the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1 and the contact between the joint region and the heated surface must take place for an interval of time sufficient to deoxidize the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1.
Tale forma di attuazione permette di semplificare un sistema per la produzione proposto che preveda una fase di deossidazione termica. Vantaggiosamente, in una forma di realizzazione preferita del citato sistema, esso comprende ulteriormente: This embodiment allows to simplify a proposed production system which provides for a thermal deoxidation step. Advantageously, in a preferred embodiment of the aforementioned system, it further comprises:
- mezzi di deossidazione (non mostrati) comprendenti una superficie di contatto per deossidare termicamente la regione di giunzione dello strato impermeabile 1 in avanzamento, i mezzi di deossidazione essendo fissabili ai mezzi di dosaggio 60 in modo tale che: la superficie di contatto sia riscaldabile dal materiale termoplastico di apporto 30, contenuto all’interno dei mezzi di dosaggio 60 per deossidare il materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 ; che la superficie di contatto sia disposta a monte dell’uscita 65 dei mezzi di dosaggio rispetto alla predetta direzione di avanzamento; e che la superficie di contatto sia contrapponibile allo strato impermeabile in avanzamento in appoggio su quest’ultimo. - deoxidation means (not shown) comprising a contact surface for thermally deoxidizing the junction region of the advancing impermeable layer 1, the deoxidation means being fixable to the metering means 60 in such a way that: the contact surface can be heated by the filler thermoplastic material 30, contained inside the metering means 60 for deoxidizing the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1; that the contact surface is arranged upstream of the outlet 65 of the metering means with respect to the aforementioned direction of advancement; and that the contact surface is opposed to the advancing waterproof layer resting on the latter.
Vantaggiosamente, come illustrato in Fig. 5, nel sistema secondo l’invenzione, i mezzi di dosaggio comprendono: almeno un ugello dosatore 60 provvisto di un foro d’uscita 65 per applicare il materiale termoplastico di apporto 30 allo stato fuso sulla citata regione di giunzione; con la citata superficie di contatto disposta a monte del foro d’uscita 65 rispetto alla predetta direzione di avanzamento. Advantageously, as shown in Fig. 5, in the system according to the invention, the metering means comprise: at least one metering nozzle 60 provided with an outlet hole 65 to apply the thermoplastic filler material 30 in the molten state on the aforementioned region of junction; with the aforementioned contact surface arranged upstream of the exit hole 65 with respect to the aforementioned direction of advancement.
Preferibilmente l’ugello dosatore 60 e i mezzi di deossidazione sono realizzati in corpo unico con il foro d’uscita 65 deN’ugello 60 disposto sulla superficie di contatto. Preferably the dosing nozzle 60 and the deoxidation means are made in a single body with the outlet hole 65 of the nozzle 60 arranged on the contact surface.
Quando è richiesto un materiale composito 50 secondo l’invenzione in cui il materiale di apporto 30 è disposto in una pluralità regioni distinte del materiale composito 50 (ossia quando il materiale termoplastico di apporto 30 è saldato per fusione al materiale termoplastico 10 dello strato impermeabile 1 in corrispondenza di pluralità di regioni di giunzione di quest’ultimo), vantaggiosamente i mezzi di deossidazione comprendono ulteriormente mezzi di regolazione della posizione (non mostrati) della superficie di contatto, rispetto allo strato impermeabile 1 , azionabili per appoggiare la superficie di contatto sullo strato impermeabile 1 per deossidare relativa regione di giunzione; e azionabili per sollevare la superficie di contatto dallo strato impermeabile 1 per consentire una deossidazione discontinua dello strato impermeabile 1. È quindi preferibile che i mezzi di dosaggio comprendano mezzi per regolare il dosaggio (non mostrati) azionabili per dosare il materiale termoplastico di apporto 30 sulla regione di giunzione dello strato impermeabile 1 una volta che essa è stata deossidata dai mezzi di deossidazione. When a composite material 50 according to the invention is required in which the filler material 30 is arranged in a plurality distinct regions of the composite material 50 (i.e. when the thermoplastic filler material 30 is welded by fusion to the thermoplastic material 10 of the waterproof layer 1 in correspondence with a plurality of junction regions of the latter), advantageously the deoxidation means further comprise means for adjusting the position (not shown) of the contact surface, with respect to the impermeable layer 1, which can be operated to rest the contact surface on the layer waterproof 1 to deoxidize the relative junction region; and operable to raise the contact surface from the impermeable layer 1 to allow a discontinuous deoxidation of the impermeable layer 1. It is therefore preferable that the dosing means comprise means for regulating the dosage (not shown) operable to dose the thermoplastic filler material 30 on the junction region of the impermeable layer 1 once it has been deoxidized by the deoxidation means.
Per deossidare un’area dello strato impermeabile, i mezzi di regolazione della posizione della superficie di contatto, sono azionati per abbassare la superficie di contatto disponendola in appoggio sulla regione di giunzione affinché la superficie di contatto riscaldata strisci su tale regione di giunzione in avanzamento deossidandola. Successivamente i mezzi di regolazione della posizione della superficie di contatto sono azionati per sollevare la superficie di contatto a disimpegnare detta regione di giunzione dello strato impermeabile deossidata dalla superficie di contatto. I mezzi per regolare il dosaggio possono essere azionati per dosare il materiale termoplastico di apporto indifferentemente sia mentre la superficie di contatto è appoggiata sullo strato impermeabile 1 , sia successivamente al sollevamento della superficie di contatto dallo strato impermeabile 1. In entrambi casi il materiale termoplastico di apporto 30 viene applicato entro la regione di giunzione deossidata dello strato impermeabile. To deoxidize an area of the impermeable layer, the means for adjusting the position of the contact surface are operated to lower the contact surface by placing it in contact with the junction region so that the heated contact surface smears on this junction region in advance deoxidizing it. . Subsequently, the means for adjusting the position of the contact surface are operated to raise the contact surface to disengage said junction region of the deoxidized waterproof layer from the contact surface. The means for regulating the dosage can be operated to dose the thermoplastic material of addition indifferently both while the contact surface is resting on the waterproof layer 1, and after the lifting of the contact surface from the waterproof layer 1. In both cases the thermoplastic material of filler 30 is applied within the deoxidized junction region of the impermeable layer.
S’intende che quanto sopra è stato descritto a titolo esemplificativo e non limitativo, per cui eventuali varianti costruttive s’intendono rientranti nell'ambito protettivo della presente soluzione tecnica, come nel seguito rivendicata. It is understood that the above has been described by way of non-limiting example, so any construction variants are understood to fall within the protective scope of this technical solution, as claimed below.
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