ITMI20110349A1 - CELLULAR CONCRETE WITH FAST HARDENING AND RELATED BUILDING AIMS THAT INCLUDE IT - Google Patents

CELLULAR CONCRETE WITH FAST HARDENING AND RELATED BUILDING AIMS THAT INCLUDE IT Download PDF

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ITMI20110349A1
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cellular concrete
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Andrea Bellotti
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Description

Calcestruzzo cellulare a indurimento rapido e relativi manufatti edilizi che lo comprendono. Rapid hardening cellular concrete and related building products including it.

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La presente invenzione si riferisce a un calcestruzzo cellulare a indurimento rapido e ai relativi manufatti edilizi che lo comprendono The present invention relates to a quick-hardening cellular concrete and to the related building products which comprise it

In particolare, la presente invenzione si riferisce a un calcestruzzo cellulare a indurimento rapido avente una migliorata resistenza meccanica a breve e a lungo termine. In particular, the present invention relates to a fast hardening cellular concrete having an improved short and long term mechanical strength.

Il calcestruzzo cellulare à ̈ un materiale per edilizia appartenente alla categoria dei calcestruzzi leggeri, ossia dei conglomerati cementizi la cui densità, variabile tra 300 e 1800 kg/m<3>, à ̈ sensibilmente inferiore a quella dei calcestruzzi ordinari, solitamente compresa tra 2000 e 2600 kg/m<3>. Cellular concrete is a building material belonging to the category of lightweight concretes, i.e. cement conglomerates whose density, which varies between 300 and 1800 kg / m <3>, is significantly lower than that of ordinary concretes, usually between 2000 and 2600 kg / m <3>.

La ridotta densità del calcestruzzo cellulare à ̈ dovuta alla presenza al suo interno di un sistema di pori che, oltre a rendere leggero il materiale, conferisce eccellenti proprietà di isolamento termico ed assorbimento acustico. Grazie a tali caratteristiche, nonché ad altre proprietà quali la resistenza al gelo e al fuoco, il calcestruzzo cellulare à ̈ un materiale largamente impiegato nel settore delle costruzioni per numerose applicazioni. Principalmente, il calcestruzzo cellulare à ̈ impiegato per la costruzione di barriere isolanti termiche e acustiche, sottofondi isolanti stradali e civili (ad esempio, massetti), come riempitivo di cavità o intercapedini (ad esempio, volte di soffitti, gallerie dismesse, scavi per la posa di tubazioni). In tali applicazioni, il calcestruzzo cellulare à ̈ usato in forma di elementi prefabbricati (blocchi o pannelli) oppure à ̈ applicato in forma liquida. The reduced density of cellular concrete is due to the presence within it of a system of pores which, in addition to making the material light, gives it excellent thermal insulation and sound absorption properties. Thanks to these characteristics, as well as to other properties such as resistance to frost and fire, cellular concrete is a material widely used in the construction sector for numerous applications. Primarily, cellular concrete is used for the construction of thermal and acoustic insulating barriers, road and civil insulating substrates (for example, screeds), as a filler for cavities or cavities (for example, ceiling vaults, abandoned tunnels, excavations for the pipe laying). In such applications, cellular concrete is used in the form of prefabricated elements (blocks or panels) or it is applied in liquid form.

La preparazione del calcestruzzo cellulare da impiegare in forma liquida oppure per la preparazione di elementi prefabbricati prevede la miscelazione di acqua, sabbia silicea, calce e/o cemento sino ad ottenere una miscela omogenea (cosiddetta “pasta†). Il caratteristico sistema poroso del calcestruzzo cellulare à ̈ ottenuto inglobando aria nella pasta quando questa à ̈ ancora allo stato liquido o plastico. L’aria può essere introdotta per aggiunta di additivi (ad esempio, polvere di alluminio) che reagiscono con gli altri componenti del calcestruzzo sviluppando idrogeno gassoso, che viene rilasciato nell'atmosfera e sostituito da aria. L’aria rimane quindi intrappolata nel calcestruzzo in forma di micro-bolle. The preparation of cellular concrete to be used in liquid form or for the preparation of prefabricated elements involves mixing water, silica sand, lime and / or cement to obtain a homogeneous mixture (so-called â € œpasteâ €). The characteristic porous system of cellular concrete is obtained by incorporating air into the paste when this is still in a liquid or plastic state. Air can be introduced by adding additives (for example, aluminum powder) which react with the other components of the concrete developing hydrogen gas, which is released into the atmosphere and replaced by air. The air is then trapped in the concrete in the form of micro-bubbles.

In alternativa, il sistema poroso à ̈ ottenibile aggiungendo alla pasta schiume preformate contenenti micro-bolle d’aria. Alternatively, the porous system can be obtained by adding preformed foams containing micro-air bubbles to the paste.

Per la preparazione di elementi prefabbricati la miscela finale di calcestruzzo allo stato liquido à ̈ colata in forme (casseri) dove à ̈ lasciata indurire sino a ottenere blocchi solidi (calcestruzzo crudo) aventi un grado di rigidità sufficiente da consentirne la rimozione dalle forme. I blocchi sono quindi sottoposti a taglio e trattati con vapore in autoclave (calcestruzzo autoclavato), o in camere isolate termicamente, ma senza apporto di calore supplementare. For the preparation of prefabricated elements, the final mix of concrete in the liquid state is poured into forms (formworks) where it is left to harden until solid blocks (raw concrete) are obtained with a degree of rigidity sufficient to allow their removal from the forms. The blocks are then subjected to shear and treated with steam in an autoclave (autoclaved concrete), or in thermally insulated chambers, but without additional heat input.

I vantaggi offerti dall’impiego del calcestruzzo cellulare sono molteplici. È di facile preparazione, economico e richiede un basso consumo dì energia e di risorse naturali. The advantages offered by the use of cellular concrete are many. It is easy to prepare, economical and requires low consumption of energy and natural resources.

Il calcestruzzo cellulare noto nello stato della tecnica, tuttavia, presenta alcuni problemi che ne limitano significativamente le potenzialità di impiego. The cellular concrete known in the state of the art, however, has some problems which significantly limit its potential for use.

In primo luogo, la resistenza meccanica del calcestruzzo cellulare à ̈ in generale abbastanza limitata. Particolarmente problematica à ̈ la resistenza meccanica “iniziale†, ossia la resistenza raggiunta dal calcestruzzo cellulare nelle ore successive alla colata nei casseri. Gli attuali calcestruzzi cellulari impiegano tipicamente da 10 a 36 ore per raggiungere un grado di indurimento tale da consentire la rimozione dei blocchi dai casseri. Dal tempo necessario a raggiungere un’adeguata resistenza meccanica iniziale dipende la possibilità di proseguire la lavorazione dei blocchi di calcestruzzo cellulare (taglio e maturazione) e, conseguentemente, la velocità dell’intero processo di produzione. First, the mechanical strength of cellular concrete is generally quite limited. Particularly problematic is the â € œinitialâ € mechanical resistance, that is the resistance reached by cellular concrete in the hours following casting in the formworks. Current cellular concretes typically take 10 to 36 hours to achieve a degree of hardening such as to allow the removal of the blocks from the formworks. The possibility of continuing the processing of cellular concrete blocks (cutting and curing) and, consequently, the speed of the entire production process depends on the time required to reach an adequate initial mechanical resistance.

Anche la resistenza meccanica finale (che nel caso del calcestruzzo standard à ̈ misurata convenzionalmente a 28 giorni) à ̈ piuttosto bassa. La resistenza meccanica, definita resistenza “legale†, a 28 giorni del calcestruzzo cellulare, infatti, raggiunge solo il 55-60% di quella finale, che si raggiunge solitamente dopo periodi molto più lunghi (180-360 giorni). The final mechanical strength (which in the case of standard concrete is conventionally measured at 28 days) is also quite low. The mechanical resistance, defined as â € œlegalâ € resistance, at 28 days of cellular concrete, in fact, reaches only 55-60% of the final one, which is usually reached after much longer periods (180-360 days).

Una conseguenza di tale lentezza nel raggiungimento della resistenza meccanica finale à ̈ quello di rendere necessario l’impiego di calcestruzzi cellulari aventi densità superiore rispetto a quelli che si potrebbero più vantaggiosamente utilizzare a parità di condizioni climatiche di applicazione. L’impiego di calcestruzzi a minore densità per ottenere manufatti edilizi più leggeri, di fatto, à ̈ oggi possibile soltanto in luoghi caratterizzati da condizioni climatiche di alta temperatura. A consequence of this slowness in reaching the final mechanical resistance is that of making it necessary to use cellular concretes with a higher density than those that could be more advantageously used under the same climatic conditions of application. The use of lower density concretes to obtain lighter building products is in fact only possible today in places characterized by high temperature climatic conditions.

Un ulteriore svantaggio del calcestruzzo cellulare noto nello stato della tecnica à ̈ rappresentato dall’elevato ritiro idraulico a cui à ̈ soggetto il calcestruzzo crudo, ossia non sottoposto a maturazione e stabilizzazione in autoclave, che causa la comparsa di fessurazioni. A further disadvantage of cellular concrete known in the state of the art is represented by the high hydraulic shrinkage to which raw concrete is subject, ie not subjected to curing and stabilization in an autoclave, which causes the appearance of cracks.

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di superare gli inconvenienti dello stato della tecnica. The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the state of the art.

In particolare, à ̈ uno scopo della presente invenzione individuare un calcestruzzo cellulare avente una maggiore velocità di indurimento rispetto ai calcestruzzi noti nello stato dell’arte sia nel breve periodo (ossia sino al raggiungimento della resistenza meccanica iniziale), sia nel lungo periodo, ossia sino al raggiungimento della resistenza meccanica finale. In particular, it is an aim of the present invention to identify a cellular concrete having a higher hardening speed than the known concretes in the state of the art both in the short term (i.e. until the initial mechanical strength is reached), and in the long term, that is, until the final mechanical resistance is reached.

Alla luce di questi scopi e di altri ancora che appariranno più evidenti in seguito, à ̈ un primo oggetto della presente invenzione un calcestruzzo cellulare a indurimento rapido comprendente cemento Portland, acqua e una schiuma ad alta stabilità, caratterizzato dal fatto di comprendere cemento alluminoso e/o alluminato di calcio. In the light of these purposes and of others still which will become more evident later on, a first object of the present invention is a fast hardening cellular concrete comprising Portland cement, water and a high stability foam, characterized in that it comprises aluminous cement and / or calcium aluminate.

È un secondo oggetto della presente invenzione un elemento prefabbricato comprendente il suddetto calcestruzzo cellulare. A second object of the present invention is a prefabricated element comprising the aforesaid cellular concrete.

È un ulteriore oggetto della presente invenzione un manufatto edilizio comprendente il suddetto calcestruzzo cellulare a indurimento rapido. A further object of the present invention is a building product comprising the aforementioned rapid hardening cellular concrete.

È un ulteriore oggetto della presente invenzione l’uso del suddetto calcestruzzo cellulare a indurimento rapido per la preparazione di un elemento edilizio prefabbricato o di un manufatto edilizio. A further object of the present invention is the use of the aforementioned rapid hardening cellular concrete for the preparation of a prefabricated building element or a building product.

La Richiedente ha sorprendentemente trovato che à ̈ possibile risolvere o almeno superare parzialmente gli svantaggi dei calcestruzzi cellulari noti nell’arte, aggiungendo alla composizione del calcestruzzo cellulare cemento alluminoso e/o alluminato di calcio (di seguito indicati anche “alluminati†). The Applicant has surprisingly found that it is possible to solve or at least partially overcome the disadvantages of cellular concretes known in the art, by adding aluminous cement and / or calcium aluminate (hereinafter also referred to as â € œaluminatesâ €) to the composition of the cellular concrete.

Il calcestruzzo cellulare oggetto della presente invenzione ha una rapidità di indurimento decisamente superiore a quella dei calcestruzzi cellulari noti nell’arte, sia a breve sia a lungo termine. Ad esempio, il calcestruzzo cellulare oggetto della presente invenzione può raggiungere valori di resistenza a 5-6 ore, paragonabili a quelli ottenibili a 20-22 ore con i calcestruzzi cellulari dello stato dell’arte di eguale impasto per densità e composizione, ma senza alluminati. Inoltre, le sue resistenze a 1 giorno sono paragonabile a quella che si avrebbero a 3 giorni con i calcestruzzi tradizionali. Infine, le sue resistenze a 28 giorni si avvicinano alle resistenze a 56 giorni dei calcestruzzi tradizionali. The cellular concrete object of the present invention has a decidedly higher hardening speed than that of cellular concretes known in the art, both in the short and long term. For example, the cellular concrete object of the present invention can reach resistance values at 5-6 hours, comparable to those obtainable at 20-22 hours with state-of-the-art cellular concretes of equal mix for density and composition, but without aluminates. Furthermore, its resistance at 1 day is comparable to that which would be obtained at 3 days with traditional concretes. Finally, its resistance at 28 days is close to the resistance at 56 days of traditional concretes.

Ai fini della presente invenzione l’espressione “resistenza iniziale†indica il valore di resistenza minima che deve essere raggiunto da un manufatto in calcestruzzo cellulare per potere essere sottoposto a ulteriori fasi di lavorazione (ad esempio, nel caso di elementi prefabbricati, la resistenza iniziale à ̈ il grado di indurimento minimo che consente lo scassero del manufatto). For the purposes of the present invention, the expression â € œinitial resistanceâ € indicates the minimum resistance value that must be achieved by an artifact in cellular concrete in order to be subjected to further processing steps (for example, in the case of prefabricated elements, the initial resistance is the minimum degree of hardening that allows the break-out of the product).

Ai fini della presente invenzione l’espressione “resistenza legale†indica il valore di resistenza del manufatto raggiunto dopo 28 giorni. For the purposes of the present invention, the expression â € œlegal resistanceâ € indicates the resistance value of the product reached after 28 days.

L’espressione “resistenza finale†indica invece la resistenza a 90-120 giorni, effettivamente corrispondente al 90% del valore di quella raggiunte dopo 1 anno, ormai definitiva. The expression â € œfinal resistanceâ € instead indicates the resistance at 90-120 days, effectively corresponding to 90% of the value reached after 1 year, now definitive.

La maggiore rapidità di indurimento del calcestruzzo cellulare secondo la presente invenzione, in particolare nel raggiungimento di adeguati livelli di resistenza iniziale, permette di ridurre significativamente la durata complessiva dei cicli produttivi, specialmente i cicli produttivi di elementi edilizi prefabbricati. Nella produzione di questi elementi risulta infatti possibile procedere in tempi più rapidi al sollevamento e alla disarmatura dei blocchi solidi dai casseri, che possono quindi passare altrettanto rapidamente all’eventuale successiva fase di taglio in caso di impianti automatici. The greater speed of hardening of the cellular concrete according to the present invention, in particular in reaching adequate levels of initial resistance, allows to significantly reduce the overall duration of the production cycles, especially the production cycles of prefabricated building elements. In the production of these elements it is in fact possible to proceed more quickly with the lifting and disarming of the solid blocks from the formworks, which can therefore pass just as quickly to the possible subsequent cutting phase in the case of automatic systems.

La presente invenzione permette quindi di aumentare la produttività di un impianto di produzione di elementi edilizi prefabbricati in calcestruzzo, diminuendo al tempo stesso i costi di investimento legati al numero di casseri che à ̈ necessario predisporre. The present invention therefore allows to increase the productivity of a plant for the production of prefabricated concrete building elements, while at the same time reducing the investment costs linked to the number of formworks that must be prepared.

La maggiore rapidità di indurimento del calcestruzzo cellulare della presente invenzione rende anche possibile l’impiego di calcestruzzi a minore densità in condizioni climatiche di bassa temperatura, laddove – sino a oggi - i calcestruzzi possono essere impiegati solo a densità elevate. Ciò amplia notevolmente le potenzialità applicative del calcestruzzo cellulare. The greater speed of hardening of the cellular concrete of the present invention also makes it possible to use lower density concretes in low temperature climatic conditions, where - up to now - concretes can only be used at high densities. This considerably expands the application potential of cellular concrete.

La possibilità di ridurre la densità dei calcestruzzi cellulari utilizzabili nelle varie applicazioni rappresenta un notevole progresso rispetto a migliori calcestruzzi commercialmente disponibili. The possibility of reducing the density of cellular concretes that can be used in the various applications represents a significant progress compared to the best commercially available concretes.

Un ulteriore vantaggio del calcestruzzo cellulare secondo la presente invenzione à ̈ costituito dalla notevole riduzione del ritiro idraulico che questo presenta quando non à ̈ sottoposto a processi di maturazione in autoclave. A further advantage of the cellular concrete according to the present invention is constituted by the considerable reduction of the hydraulic shrinkage that this presents when it is not subjected to autoclave curing processes.

Il calcestruzzo cellulare oggetto della presente invenzione comprende cemento Portland. Nella preparazione del calcestruzzo cellulare à ̈ possibile utilizzare diversi tipi di cemento Portland, quali ad esempio i cementi denominati Portland 325, Portland 425 e Portland 525. Preferibilmente, il cemento Portland impiegato à ̈ il 425 che ha un contenuto di carbonati, particolarmente adatto per l’unione sinergica con gli alluminati. The cellular concrete object of the present invention comprises Portland cement. In the preparation of cellular concrete it is possible to use different types of Portland cement, such as for example the cements called Portland 325, Portland 425 and Portland 525. Preferably, the Portland cement used is 425 which has a carbonate content, particularly suitable for the synergistic union with aluminates.

Nella preparazione del calcestruzzo cellulare il cemento Portland à ̈ presente in quantità variabile da 25% a 75% in peso rispetto al peso totale della composizione. In the preparation of cellular concrete, Portland cement is present in quantities ranging from 25% to 75% by weight with respect to the total weight of the composition.

Per ottenere il sistema poroso, nella composizione del calcestruzzo cellulare secondo la presente invenzione si incorpora una schiuma preformata ad alta stabilità. To obtain the porous system, a highly stable pre-formed foam is incorporated in the composition of the cellular concrete according to the present invention.

La schiuma preformata à ̈ ottenuta diluendo un qualunque agente schiumogeno (del tipo noto nello stato della tecnica) con acqua e insufflando aria nella soluzione. Preferibilmente, l’acqua utilizzata per la preparazione della schiuma ha una temperatura variabile tra 5°C e 30°C. The pre-formed foam is obtained by diluting any foaming agent (of the type known in the state of the art) with water and blowing air into the solution. Preferably, the water used for the preparation of the foam has a variable temperature between 5 ° C and 30 ° C.

Preferibilmente, l’agente schiumogeno utilizzato à ̈ scelto fra: Preferably, the foaming agent used is chosen from:

- una miscela di alcoli grassi etossilati, - a mixture of ethoxylated fatty alcohols,

- laurilsolfato, lauriletere solfato e/o loro miscele, - lauryl sulfate, lauryl ether sulfate and / or their mixtures,

- proteine idrolizzate. - hydrolyzed proteins.

Per garantire un’adeguata lavorabilità della schiuma nella preparazione del calcestruzzo cellulare, la schiuma può contenere anche degli stabilizzatori di schiuma. Stabilizzatori di schiuma preferiti sono: soluzioni acquose di alginato, di tylose e di cmc (carbossi-metil-cellulosa). To ensure adequate workability of the foam in the preparation of cellular concrete, the foam may also contain foam stabilizers. Preferred foam stabilizers are: aqueous solutions of alginate, tylose and cmc (carboxy-methyl-cellulose).

Nella preparazione del calcestruzzo cellulare la schiuma à ̈ presente in quantità variabile da 250 a 950 lt/m<3>rispetto a un volume totale della composizione di 1000 lt). La schiuma à ̈ comunque aggiunta in proporzione alla densità del calcestruzzo cellulare che si desidera ottenere. In the preparation of cellular concrete, foam is present in a variable quantity from 250 to 950 lt / m <3> compared to a total volume of the composition of 1000 lt). The foam is however added in proportion to the density of the cellular concrete to be obtained.

La preparazione della schiuma prevede la dissoluzione dell’agente schiumogeno in acqua e la successiva introduzione della miscela così ottenuta in un generatore di schiuma; all’interno della miscela à ̈ quindi introdotta aria compressa sino a ottenere la schiuma desiderata. The preparation of the foam involves the dissolution of the foaming agent in water and the subsequent introduction of the mixture thus obtained into a foam generator; compressed air is then introduced into the mixture until the desired foam is obtained.

Per accelerare il processo di idratazione e, quindi, il rapido raggiungimento della resistenza meccanica, in accordo alla presente invenzione il calcestruzzo cellulare contiene cemento alluminoso dal 5% al 75% in peso rispetto al peso del cemento, preferibilmente da 20% a 40% in peso. To accelerate the hydration process and, therefore, the rapid achievement of mechanical strength, according to the present invention, cellular concrete contains aluminous cement from 5% to 75% by weight with respect to the weight of the cement, preferably from 20% to 40% in weight.

In alternativa al cemento alluminoso à ̈ possibile impiegare anche alluminato di calcio in quantità variabile da 1% al 10% in peso rispetto al peso del cemento, preferibilmente da 2% a 7% in peso. Preferibilmente, l’alluminato di calcio à ̈ solfoalluminato di calcio. As an alternative to aluminous cement, it is also possible to use calcium aluminate in quantities ranging from 1% to 10% by weight with respect to the weight of the cement, preferably from 2% to 7% by weight. Preferably, calcium aluminate is calcium sulfoaluminate.

Oltre ai suddetti componenti, il calcestruzzo cellulare della presente invenzione può comprendere anche diversi componenti opzionali. In addition to the above components, the cellular concrete of the present invention can also comprise various optional components.

Al fine di migliorare le prestazioni di resistenza meccanica, Ã ̈ per esempio possibile aggiungere anche gesso, anidrite o loro miscele in ragione di 1% - 5% in peso rispetto al peso del cemento. In order to improve the mechanical resistance performance, it is for example possible to add gypsum, anhydrite or their mixtures in the ratio of 1% - 5% by weight with respect to the weight of the cement.

Il gesso e l’anidrite esaltano l’attività indurente del solfo-alluminato. Gypsum and anhydrite enhance the hardening activity of the sulfo-aluminate.

In una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, l’idratazione del cemento può essere ulteriormente accelerata aggiungendo alla composizione del calcestruzzo cellulare acceleranti, quali carbonato di sodio, cloruro di calcio, formiato di calcio, nitrato di sodio. L’accelerante à ̈ aggiunto in quantità variabile dallo 0,5 al 5% in peso rispetto al peso del cemento. In a preferred embodiment of the present invention, the hydration of the cement can be further accelerated by adding accelerators, such as sodium carbonate, calcium chloride, calcium formate, sodium nitrate, to the composition of the cellular concrete. The accelerator is added in quantities ranging from 0.5 to 5% by weight with respect to the weight of the cement.

Lo zolfo à ̈ un ulteriore componente opzionale che à ̈ possibile aggiungere al calcestruzzo cellulare al fine di conferire un colore caldo e particolare a tutta la miscela. Quando presente, la sua quantità nella composizione varia da 0,1% a 3% in peso rispetto al peso del cemento. Sulfur is an additional optional component that can be added to cellular concrete in order to give a warm and particular color to the whole mixture. When present, its quantity in the composition varies from 0.1% to 3% by weight with respect to the weight of the cement.

Preferibilmente, la composizione del calcestruzzo della presente invenzione contiene anche cariche reattive aventi caratteristiche idrauliche. Questo tipo di cariche, ad esempio silica fume, loppa basica e pozzolana, consentono di migliorare la resistenza meccanica, entrando in reazione con l’acqua, insieme al cemento. Sono da usarsi pure o con aggiunta di ossido o idrossido di calcio. Preferably, the composition of the concrete of the present invention also contains reactive fillers having hydraulic characteristics. This type of fillers, for example silica fume, basic slag and pozzolan, allow to improve the mechanical resistance, entering into reaction with water, together with cement. They are to be used pure or with the addition of calcium oxide or hydroxide.

Per migliorare le proprietà di manipolazione, e la resistenza all’urto ed al taglio, il calcestruzzo cellulare oggetto della presente invenzione comprende preferibilmente fibre di polietilene di lunghezza variabile da 3 mm a 20 mm, fibre di poliacrionitrile, fibre di vetro alcalo-resistente oppure fibre di carbonio. To improve the handling properties, and the resistance to impact and shear, the cellular concrete object of the present invention preferably comprises polyethylene fibers with a length ranging from 3 mm to 20 mm, polyacrylonitrile fibers, alkalo-resistant glass fibers or carbon fibers.

Tipicamente, le suddette fibre sono presenti in quantità variabile da 300 a 3000 g/m<3>. Typically, the aforesaid fibers are present in quantities ranging from 300 to 3000 g / m <3>.

Nella composizione del calcestruzzo à ̈ inoltre possibile aggiungere additivi fluidificanti per aumentare la lavorabilità del calcestruzzo in fase di preparazione e di applicazione. Fluidificanti preferiti sono composti quali ligninsulfonato di calcio, acidi idrossi-carbossilici, polimeri idrossilati e composti a base naftalenica. It is also possible to add fluidifying additives to the composition of the concrete to increase the workability of the concrete during preparation and application. Preferred fluidisers are compounds such as calcium ligninsulfonate, hydroxy carboxylic acids, hydroxylated polymers and naphthalene-based compounds.

Ulteriori componenti aggiuntivi che à ̈ possibile introdurre nella composizione del calcestruzzo cellulare secondo la presente invenzione, in qualità di cariche inerti, oltre alla sabbia silicea, di carbonati o di altra natura purché pulita e priva di sostanze organiche, sono: ceneri volanti (fly ash), carbonato di calcio, bentoniti e altre cariche inerti finissime, provenienti da scarti di processi industriali, in quantità convenienti rispetto alla densità che si vuole raggiungere. Further additional components that can be introduced into the composition of cellular concrete according to the present invention, as inert fillers, in addition to silica sand, carbonates or other types of sand as long as it is clean and free of organic substances, are: fly ash (fly ash), calcium carbonate, bentonites and other very fine inert fillers, coming from industrial process waste, in convenient quantities with respect to the desired density.

Il calcestruzzo cellulare secondo la presente invenzione à ̈ inoltre compatibile con l’uso di componenti inerti, quali scarti macinati di plastica (ad esempio, poliesteri e polietilene), scarti di imballaggi, plastica di ricicio macinata, polistirolo, fibre industriali vegetali (ad esempio, fibre di canna da zucchero de-zuccherata, canapa, legno e cocco). The cellular concrete according to the present invention is also compatible with the use of inert components, such as ground plastic waste (for example, polyesters and polyethylene), packaging waste, ground recycled plastic, polystyrene, industrial vegetable fibers (for example example, de-sugared sugar cane fibers, hemp, wood and coconut).

Il calcestruzzo secondo la presente invenzione à ̈ preparato in accordo ai procedimenti e con le apparecchiature noti all’esperto del ramo. The concrete according to the present invention is prepared in accordance with the procedures and with the equipment known to the skilled in the art.

Tipicamente, il calcestruzzo cellulare à ̈ preparato miscelando acqua, cemento, cemento alluminoso e/o alluminato di calcio e gli altri componenti opzionali nelle quantità desiderate. L’impasto cosi ottenuto à ̈ ulteriormente miscelato con la schiuma ad alta stabilità preformata. Preferibilmente, l’acqua di impasto utilizzata nella preparazione del calcestruzzo cellulare ha una temperatura variabile tra 5°C e 30°C. Typically, cellular concrete is prepared by mixing water, cement, aluminous cement and / or calcium aluminate and other optional components in the desired quantities. The mixture thus obtained is further mixed with the preformed high stability foam. Preferably, the mixing water used in the preparation of cellular concrete has a variable temperature between 5 ° C and 30 ° C.

La densità di un manufatto realizzato con il calcestruzzo cellulare secondo la presente invenzione varia tipicamente tra 200 e 1600 kg/m<3>in funzione delle applicazioni cui à ̈ destinato. The density of an artifact made with cellular concrete according to the present invention typically varies between 200 and 1600 kg / m <3> depending on the applications for which it is intended.

Il calcestruzzo cellulare oggetto della presente invenzione può essere impiegato con i vantaggi descritti precedentemente in tutte le convenzionali applicazioni note del calcestruzzo cellulare. The cellular concrete object of the present invention can be used with the advantages described above in all conventional known applications of cellular concrete.

In particolare, il calcestruzzo cellulare della presente invenzione può essere impiegato per la preparazione di elementi prefabbricati, per la costruzione di barriere isolanti termiche e acustiche, per la predisposizione di sottofondi isolanti industriali e civili (ad esempio, massetti), oppure come riempitivo di cavità o intercapedini (ad esempio, volte di soffitti, gallerie dismesse, scavi per la posa di tubazioni). In particular, the cellular concrete of the present invention can be used for the preparation of prefabricated elements, for the construction of thermal and acoustic insulating barriers, for the preparation of industrial and civil insulating substrates (for example, screeds), or as a cavity filler. or cavities (for example, vaults of ceilings, abandoned tunnels, excavations for laying pipes).

Il seguente esempio di realizzazione à ̈ fornito a mero scopo illustrativo della presente invenzione e non deve essere inteso in senso limitativo dell’ambito di protezione definito dalle accluse rivendicazioni. The following embodiment is provided merely for illustrative purposes of the present invention and must not be construed as limiting the scope of protection defined by the attached claims.

ESEMPIO EXAMPLE

È stato preparato un elemento edilizio in calcestruzzo cellulare del tipo noto nell’arte avente densità 800 kg/m<3>e la seguente composizione: A building element in cellular concrete of the type known in the art was prepared with a density of 800 kg / m <3> and the following composition:

350 kg di cemento Portland; 350 kg of Portland cement;

370 kg di una miscela di sabbia, cariche inerti e cariche reattive; 370 kg of a mixture of sand, inert fillers and reactive fillers;

180 lt di acqua di impasto; 180 liters of mixing water;

666 lt di schiuma; 666 liters of foam;

1 kg di fibre. 1 kg of fiber.

Il suddetto calcestruzzo cellulare ha raggiunto un grado di indurimento sufficiente da consentirne lo scassero dopo circa 20 ore. The aforementioned cellular concrete has reached a degree of hardening sufficient to allow it to be broken after about 20 hours.

La misura delle altre proprietà di resistenza ha fornito i seguenti risultati: The measurement of the other resistance properties gave the following results:

- resistenza a 3 giorni pari a 0,3 Mpa, - 3-day resistance equal to 0.3 Mpa,

- resistenza a 28 giorni pari a 2,0 Mpa, - resistance at 28 days equal to 2.0 Mpa,

- ritiro idraulico pari a 1500 µm/m. - hydraulic shrinkage equal to 1500 µm / m.

Un analogo elemento edilizio in calcestruzzo cellulare à ̈ stato preparato utilizzando la miscela sopra descritta, addizionandola però di cemento solfoalluminoso in dosi opportune, in cui comunque il totale del cemento sia ancora di 350 Kg/mc e in accordo agli altri accorgimenti della presente invenzione. A similar building element in cellular concrete was prepared using the mixture described above, adding it, however, with sulfoaluminate cement in suitable doses, in which the total cement is still 350 kg / m³ and in accordance with the other measures of the present invention.

A parità di ogni altra caratteristica, l’elemento edilizio realizzato con il calcestruzzo secondo la presente invenzione ha mostrato le seguenti proprietà di resistenza: Like any other characteristic, the building element made with the concrete according to the present invention has shown the following resistance properties:

- l’indurimento iniziale che consente lo scassero à ̈ stato raggiunto dopo solo 6 ore; - the initial hardening that allows the scassero was reached after only 6 hours;

- resistenza a 3 giorni pari a 0,5 Mpa; - 3-day resistance equal to 0.5 Mpa;

- resistenza a 28 giorni pari a 2,7 – 3,4 Mpa; - ritiro idraulico pari a 500 µm/m - resistance at 28 days equal to 2.7 - 3.4 Mpa; - hydraulic shrinkage equal to 500 µm / m

RIVENDICAZIONI

1) Calcestruzzo cellulare a indurimento rapido comprendente cemento Portland, acqua e una schiuma ad alta stabilità, caratterizzato dal fatto di comprendere cemento alluminoso e/o alluminato di calcio. 1) Rapid hardening cellular concrete comprising Portland cement, water and a high stability foam, characterized in that it comprises aluminous and / or calcium aluminate cement.

2) Calcestruzzo cellulare secondo la rivendicazione precedente, in cui detto alluminato di calcio à ̈ solfoalluminato di calcio. 2) Cellular concrete according to the preceding claim, wherein said calcium aluminate is calcium sulfoaluminate.

3) Calcestruzzo cellulare secondo la rivendicazione 1 o 2 comprendente 3) Cellular concrete according to claim 1 or 2 comprising

(i) cemento Portland in quantità variabile da 25 a 75% in peso rispetto al peso totale della composizione e/o (i) Portland cement in quantities ranging from 25 to 75% by weight with respect to the total weight of the composition and / or

(ii) cemento alluminoso in quantità variabile da 5 a 75% in peso rispetto al peso del cemento, preferibilmente da 20 a 40% in peso e/o (ii) aluminous cement in quantities ranging from 5 to 75% by weight with respect to the weight of the cement, preferably from 20 to 40% by weight and / or

(iii) alluminato di calcio in quantità variabile da 1 a 10% in peso rispetto al peso del cemento, preferibilmente da 2 a 7% in peso. (iii) calcium aluminate in a quantity ranging from 1 to 10% by weight with respect to the weight of the cement, preferably from 2 to 7% by weight.

4) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente gesso e/o anidrite in quantità variabile da 1 a 5% in peso rispetto al peso del cemento. 4) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising gypsum and / or anhydrite in a quantity ranging from 1 to 5% by weight with respect to the weight of the cement.

5) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente un composto accelerante di indurimento in quantità variabile da 0,5 a 5% in peso rispetto al peso del cemento, detto accelerante essendo preferibilmente scelto nel gruppo costituito da carbonato di sodio, cloruro di calcio, formiato di calcio, nitrato di sodio e loro miscele. 5) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising a hardening accelerating compound in a quantity ranging from 0.5 to 5% by weight with respect to the weight of the cement, said accelerator being preferably selected from the group consisting of sodium carbonate, calcium chloride , calcium formate, sodium nitrate and their mixtures.

6) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente: 6) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising:

- cariche reattive aventi caratteristiche idrauliche, quali silica fume, loppa basica e pozzolana, pure o con l’aggiunta di ossido o idrossido di calcio; - reactive fillers with hydraulic characteristics, such as silica fume, basic slag and pozzolan, pure or with the addition of calcium oxide or hydroxide;

- cariche inerti, quali sabbia silicea, carbonati o di altra natura, purché prive di sostanze organiche, ceneri volanti, carbonato di calcio, bentoniti e cariche inerti finissime provenienti da scarti di processi industriali. - inert fillers, such as silica sand, carbonates or other types, provided they are free of organic substances, fly ash, calcium carbonate, bentonites and very fine inert fillers from industrial process waste.

7) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente: 7) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising:

- un additivo fluidificante preferibilmente scelto nel gruppo costituito da ligninsulfonato di calcio, acidi idrossi-carbossilici, polimeri idrossilati e composti a base naftalenica e loro miscele, e/o - a fluidifying additive preferably selected from the group consisting of calcium ligninsulfonate, hydroxy-carboxylic acids, hydroxylated polymers and naphthalene-based compounds and their mixtures, and / or

- fibre di polietilene di lunghezza variabile da 3 mm a 20 mm, fibre di poliacrionitrile, fibre di vetro alcalo-resistenti oppure fibre di carbonio. - polyethylene fibers of variable length from 3 mm to 20 mm, polyacrylonitrile fibers, alkalo-resistant glass fibers or carbon fibers.

8) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente componenti inerti, quali scarti macinati di plastica, scarti di imballaggi, plastica di riciclo macinata, polistirolo, fibre industriali vegetali. 8) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising inert components, such as ground plastic waste, packaging waste, ground recycled plastic, polystyrene, industrial vegetable fibers.

9) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, cui l’acqua di impasto e l’acqua della schiuma hanno una temperatura compresa tre 5 e 30 °C. 9) Cellular concrete according to any one of the preceding claims, in which the mixing water and the foam water have a temperature between 5 and 30 ° C.

10) Manufatto edilizio, eventualmente prefabbricato (elemento edilizio), comprendente il calcestruzzo cellulare a indurimento rapido secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni. 10) Building product, possibly prefabricated (building element), comprising the quick-hardening cellular concrete according to any one of the preceding claims.

11) Manufatto edilizio secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di avere una densità variabile da 200 a 1600 kg/m<3>. 11) Building product according to the preceding claim, characterized in that it has a density ranging from 200 to 1600 kg / m <3>.

12) Uso del calcestruzzo cellulare a indurimento rapido secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8 per la preparazione di un elemento edilizio prefabbricato o di un manufatto edilizio. 12) Use of the rapid hardening cellular concrete according to any one of claims 1 to 8 for the preparation of a prefabricated building element or a building product.

RIASSUNTO SUMMARY

Calcestruzzo cellulare a indurimento rapido e relativi manufatti edilizi che lo comprendono. Rapid hardening cellular concrete and related building products including it.

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La presente invenzione concerne un a calcestruzzo a indurimento rapido comprendente cemento Portland, acqua e una schiuma ad alta stabilità, caratterizzato dal fatto di comprendere cemento alluminoso e/o alluminato di calcio. La presente invenzione concerne inoltre i manufatti edilizi che comprendono il suddetto calcestruzzo cellulare. The present invention relates to a fast hardening concrete comprising Portland cement, water and a high stability foam, characterized in that it comprises aluminous and / or calcium aluminate cement. The present invention also relates to building products which comprise the aforementioned cellular concrete.

Claims (12)

RIVENDICAZIONI 1) Calcestruzzo cellulare a indurimento rapido comprendente cemento Portland, acqua e una schiuma ad alta stabilità, caratterizzato dal fatto di comprendere cemento alluminoso e/o alluminato di calcio. CLAIMS 1) Rapid hardening cellular concrete comprising Portland cement, water and a high stability foam, characterized in that it comprises aluminous and / or calcium aluminate cement. 2) Calcestruzzo cellulare secondo la rivendicazione precedente, in cui detto alluminato di calcio à ̈ solfoalluminato di calcio. 2) Cellular concrete according to the preceding claim, wherein said calcium aluminate is calcium sulfoaluminate. 3) Calcestruzzo cellulare secondo la rivendicazione 1 o 2 comprendente (i) cemento Portland in quantità variabile da 25 a 75% in peso rispetto al peso totale della composizione e/o (ii) cemento alluminoso in quantità variabile da 5 a 75% in peso rispetto al peso del cemento, preferibilmente da 20 a 40% in peso e/o (iii) alluminato di calcio in quantità variabile da 1 a 10% in peso rispetto al peso del cemento, preferibilmente da 2 a 7% in peso. 3) Cellular concrete according to claim 1 or 2 comprising (i) Portland cement in quantities ranging from 25 to 75% by weight with respect to the total weight of the composition and / or (ii) aluminous cement in quantities ranging from 5 to 75% by weight with respect to the weight of the cement, preferably from 20 to 40% by weight and / or (iii) calcium aluminate in a quantity ranging from 1 to 10% by weight with respect to the weight of the cement, preferably from 2 to 7% by weight. 4) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente gesso e/o anidrite in quantità variabile da 1 a 5% in peso rispetto al peso del cemento. 4) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising gypsum and / or anhydrite in a quantity ranging from 1 to 5% by weight with respect to the weight of the cement. 5) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente un composto accelerante di indurimento in quantità variabile da 0,5 a 5% in peso rispetto al peso del cemento, detto accelerante essendo preferibilmente scelto nel gruppo costituito da carbonato di sodio, cloruro di calcio, formiato di calcio, nitrato di sodio e loro miscele. 5) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising a hardening accelerating compound in a quantity ranging from 0.5 to 5% by weight with respect to the weight of the cement, said accelerator being preferably selected from the group consisting of sodium carbonate, calcium chloride , calcium formate, sodium nitrate and their mixtures. 6) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente: - cariche reattive aventi caratteristiche idrauliche, quali silica fume, loppa basica e pozzolana, pure o con l’aggiunta di ossido o idrossido di calcio; - cariche inerti, quali sabbia silicea, carbonati o di altra natura, purché prive di sostanze organiche, ceneri volanti, carbonato di calcio, bentoniti e cariche inerti finissime provenienti da scarti di processi industriali. 6) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising: - reactive fillers with hydraulic characteristics, such as silica fume, basic slag and pozzolan, pure or with the addition of calcium oxide or hydroxide; - inert fillers, such as silica sand, carbonates or other types, provided they are free of organic substances, fly ash, calcium carbonate, bentonites and very fine inert fillers from industrial process waste. 7) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente: - un additivo fluidificante preferibilmente scelto nel gruppo costituito da ligninsulfonato di calcio, acidi idrossi-carbossilici, polimeri idrossilati e composti a base naftalenica e loro miscele, e/o - fibre di polietilene di lunghezza variabile da 3 mm a 20 mm, fibre di poliacrionitrile, fibre di vetro alcalo-resistenti oppure fibre di carbonio. 7) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising: - a fluidifying additive preferably selected from the group consisting of calcium ligninsulfonate, hydroxy-carboxylic acids, hydroxylated polymers and naphthalene-based compounds and their mixtures, and / or - polyethylene fibers of variable length from 3 mm to 20 mm, polyacrylonitrile fibers, alkalo-resistant glass fibers or carbon fibers. 8) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente componenti inerti, quali scarti macinati di plastica, scarti di imballaggi, plastica di riciclo macinata, polistirolo, fibre industriali vegetali. 8) Cellular concrete according to any one of the preceding claims comprising inert components, such as ground plastic waste, packaging waste, ground recycled plastic, polystyrene, industrial vegetable fibers. 9) Calcestruzzo cellulare secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, cui l’acqua di impasto e l’acqua della schiuma hanno una temperatura compresa tre 5 e 30 °C. 9) Cellular concrete according to any one of the preceding claims, in which the mixing water and the foam water have a temperature between 5 and 30 ° C. 10) Manufatto edilizio, eventualmente prefabbricato (elemento edilizio), comprendente il calcestruzzo cellulare a indurimento rapido secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni. 10) Building product, possibly prefabricated (building element), comprising the quick-hardening cellular concrete according to any one of the preceding claims. 11) Manufatto edilizio secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto di avere una densità variabile da 200 a 1600 kg/m<3>. 11) Building product according to the preceding claim, characterized in that it has a density ranging from 200 to 1600 kg / m <3>. 12) Uso del calcestruzzo cellulare a indurimento rapido secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8 per la preparazione di un elemento edilizio prefabbricato o di un manufatto edilizio.12) Use of the rapid hardening cellular concrete according to any one of claims 1 to 8 for the preparation of a prefabricated building element or a building product.
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