ITPI20100072A1 - Un metodo di trattamento superficiale dei pannelli in porenbeton per aumentarne le caratteristiche acustiche di fonoassorbenza. - Google Patents

Description

Descrizione a corredo della domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo:

UN METODO DI TRATTAMENTO SUPERFICIALE DEI PANNELLI IN PORENBETON PER AUMENTARNE LE CARATTERISTICHE ACUSTICHE DI

FONOASSORBENZA

Ambito dell'invenzione

La presente invenzione riguarda il settore tecnico inerente la produzione di pannelli in calcestruzzo cellulare autoclavato (Porenbeton, Aerated Autoclaved Concrete - AAC) , destinati particolarmente per la realizzazione di barriere antirumore.

In particolare l'invenzione si riferisce ad un innovativo metodo, e relativo impianto, atto ad ottenere un trattamento superficiale tale da creare una pluralità di cavità o micro-cavità disperse superficialmente sul pannello in modo tale da migliorarne le caratteristiche acustiche di fonoassorbenza.

Brevi cenni alla tecnica nota

Come ben noto i pannelli in calcestruzzo autoclavato, generalmente denominato in gergo tecnico "porenbeton", sono particolarmente utilizzati nel campo costruttivo delle barriere antirumore per via della leggerezza, basso costo, buona lavorabilità ed eccellenti caratteristiche di fonoisolamento acustico.

Il porenbeton, come ben noto, viene ottenuto con un processo produttivo che prevede la mescola entro un cassero di contenimento di sabbia, cemento, calce, polvere di alluminio e acqua. La miscela viene poi mantenuta ad una temperatura di circa quaranta qradi centiqradi per un tempo di circa tre - quattro ore entro il cassero. Durante tale permanenza la miscela subisce una duplice trasformazione comprendente la formazione interna di bolle di idroqeno ed una contestuale lievitazione, ovvero una espansione dell'intera miscela.

In particolare, per via della polvere di alluminio, si formano e si espandono bollicine di idroqeno all'interno del materiale. L'espansione delle bollicine crea dunque una porosità disseminata internamente nel materiale. Al contempo avviene anche la lievitazione della miscela la quale si compatta contro le pareti del cassero di contenimento e si solidifica. In tal maniera la miscela acquista consistenza divenendo un blocco solido con forma equivalente al cassero entro cui è contenuto. Proprio per via di tale espansione contro le pareti, e tra pannello e pannello, i primi due o tre millimetri di strato superficiale del blocco risultano particolarmente compattati e dunque privi di micro-porosità, cioè le microporosità si dividono. Tutto lo strato più interno al di sotto di tale spessore preserva invece la sua struttura caratterizzata da tale micro-porosità diffusa.

Allo stato attuale della tecnica, un comune blocco di porenbeton ricavato da un cassero come descritto viene semplicemente taqliato a misura in modo tale da ottenere pannelli che opportunamente sovrapposti tra loro realizzano un modulo di una barriera antirumore.

La barriera così ottenuta, come ben noto, ha elevate caratteristiche di fonoisolamento ma basse caratteristiche di fonoassorbenza.

Allo scopo dunque di incrementare le caratteristiche di fonoassorbenza della barriera, la stessa richiedente ha depositato in data 11/12/2009 una domanda di brevetto italiana PI2009A000156 . La domanda descrive la realizzazione di forature del diametro variabile dai 30 mm ai 70 mm e profondità variabile dai 20mm circa sino ai 50mm ed entro cui si inseriscono dei cilindretti in poliestere in grado di migliorare localmente la fonoassorbenza .

E' evidente come tali fori richiedano una realizzazione manuale precisa e dunque la necessità di adoperare utensili adeguati quali i trapani. Ciò si traduce in tempi e costi realizzativi dei fori particolarmente elevati.

Inoltre ogni foro deve poi essere riempito con il materiale idoneo. Tale operazione risulta dunque particolarmente lunga e costosa in quanto richiede la preparazione o l'acquisto del materiale di riempimento oltre all'operazione manuale di inserimento.

Inoltre tali inserti di riempimento sono soggetti agli attacchi atmosferici ed usura e richiedono dunque un controllo manutentivo ed una sostituzione programmata.

Sintesi dell'invenzione

È quindi scopo della presente invenzione fornire un metodo di lavorazione del pannello in porenbeton, e relativa apparecchiatura, in grado di ottimizzarne le caratteristiche fonoassorbenti in maniera rapida, economica e soprattutto duratura nel tempo.

In particolare è scopo della presente invenzione fornire un metodo che consenta di rendere fonoassorbente il pannello della barriera senza che siano poi richieste costose operazioni successive di manutenzione e controlli.

Questi e altri scopi sono ottenuti con il presente metodo, come da rivendicazione 1.

Il metodo in accordo all'invenzione prevede la realizzazione una o più cavità diffuse (ad esempio una porosità diffusa superficialmente) , sottoponendo il pannello ad un getto di liquido, ad esempio acqua, ad un certo valore di pressione. Il liquido impattante la superficie rimuove lo strato superficiale di materiale compatto in corrispondenza dell'area di impatto, generando a seconda dei casi una o più cavità di una certa profondità o una micro-porosità diffusa.

Ad esempio un getto diffuso, ottenibile distanziando il getto dalla superficie di impatto, è in grado di rimuovere uno strato superficiale riesumando la micro-porosità interna tipica del materiale. Tale micro porosità riportata alla luce è responsabile di un incremento notevole delle caratteristiche fonoassorbenti del pannello .

Alla stessa maniera un getto più concentrato (ad esempio avvicinando il getto e concentrandolo in un punto specifico del pannello) riesce a penetrare localmente il pannello, disgregando le microporosità interne fino a creare delle cavità di qualche centimetro sia di diametro sia di profondità.

E' dunque evidente come, in accordo a tale metodo, si riesca in una maniera rapida ed economica a riesumare micro-forature sottostanti oppure realizzare vere e proprie cavità le quali conferiscono di per sé ottime caratteristiche di fonoassorbenza al pannello. Sia la micro porosità riesumata, come anche le cavità locali o una combinazione di esse, non hanno bisogno di alcun materiale di riempimento pur conferendo al pannello ottime caratteristiche fonoassorbenti.

Inoltre la spruzzatura in pressione ha un duplice effetto benefico. Innanzitutto il liquido congloba e trattiene tutte le polveri dovute all'asportazione del materiale evitandone la diffusione nell'aria.

Inoltre la spruzzatura in pressione consente una lavorazione diversamente non fattibile in maniera semplice. Il porenbeton è infatti particolarmente fragile e si frantuma facilmente. In tal senso diviene difficoltoso realizzare una così fitta rete di micro-forature diffuse senza causare la rottura di parti consistenti del pannello stesso che ne causerebbe lo scarto .

Vantaggiosamente è possibile controllare le dimensioni e la densità di distribuzione delle cavità sul pannello attraverso il controllo di almeno uno dei seguenti parametri :

- Distanza (d) di spruzzatura del getto dal pannello; - Pressione (P) di spruzzatura;

- Una combinazione di distanza (d) e di pressione (P)·

Vantaggiosamente il liquido, in un primo caso, può essere spruzzato attraverso un ugello (2) ad una pressione (P) compresa entro un range preferibilmente tra i 170 bar e i 200 bar e da una distanza (d) dalla superficie del pannello variabile sostanzialmente dai 25 ai 35 centimetri, preferibilmente 30 centimetri. In tal maniera si ottiene un getto diffuso che rimuove uno strato superficiale (6) sostanzialmente omogeneo atto a portare in superficie la micro-porosità (7) interna del pannello in porenbeton.

Vantaggiosamente, in accordo a tali valori di pressione (P) e distanza (d) di spruzzatura, il getto può rimuovere uno strato superficiale compreso tra i 2mm e i 7mm, preferibilmente 5 mm.

Inoltre, vantaggiosamente, l'area di rimozione dello strato superficiale (6) risulta funzione del diametro dell'ugello prescelto, oltre che della pressione (P) e della distanza (d).

In un secondo caso, vantaggiosamente, il liquido viene spruzzato attraverso un ugello (2) ad una pressione (P) compresa entro un range preferibilmente tra i 170 bar a 200 bar da una distanza (d) dalla superficie del pannello variabile sostanzialmente dai 2 cm ai 3 cm, preferibilmente 3 cm. In tal maniera si realizza un getto concentrato il quale, impattando contro lo strato superficiale in un punto (6), scava in quel punto una cavità (6).

Vantaggiosamente, in tal caso, la pressione (P) e la distanza (d) utilizzate causano una penetrazione del getto la cui profondità è variabile dai 1 cm ai 6 centimetri, preferibilmente 3 cm.

Vantaggiosamente, il diametro del foro è controllabile in funzione del diametro del getto fuoriuscente dall'ugello.

E' inoltre qui descritta anche una apparecchiatura (1) per la realizzazione di una o più cavità (6) superficiali su di un pannello (3) in porenbeton e caratterizzata dal fatto di comprendere uno o più ugelli (2) controllabili in modo tale da spruzzare un liquido in pressione sul pannello in modo tale che la pressione P del liquido impattante il pannello causi una rimozione di uno strato h di materiale in corrispondenza dell'area di impatto causando la formazione di una o più cavità (6) diffuse.

Vantaggiosamente può essere previsto un controllore (5) in grado di movimentare l'ugello (2) parallelamente al pannello e ortogonalmente al pannello in modo tale da variarne la distanza (d) e la pressione (P) di spruzzatura .

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del metodo e della relativa apparecchiatura, secondo l'invenzione, risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui:

- La figura 1 descrive schematicamente una apparecchiatura ed una relativa fase di lavorazione del pannello in accordo al metodo descritto;

- La figura 2 mostra schematicamente una sezione ingrandita del pannello che evidenzia l'asportazione del materiale ottenuta con il getto e la porosità interna del materiale riportata in superficie;

- La figura 3 mostra la stessa apparecchiatura di figura 1 in cui l'ugello è ulteriormente avvicinato al pannello; - La figura 4 mostra la cavità scavata nel pannello;

- La figura 5 meglio evidenzia un pannello trattato in modo tale di riportare in superficie la micro-porosità interna, evidenziando il contrasto tra superficie liscia e superficie trattata;

— La figura 6 rappresenta nello specifico un getto di acqua diffuso posto ad una distanza di 30 cm e che riporta in superficie la micro-porosità, contestualmente meglio evidenziando il raffronto tra la parte liscia del pannello ancora non trattata dal getto e la parte trattata dal getto .

- La figura 7 meglio rappresenta un raffronto tra la parte del pannello liscia non trattata con il getto concentrato e la parte trattata in modo tale da creare delle cavità di profondità variabile tra 1 e 3 centimetri. - La figura 8 meglio evidenzia il dettaglio delle forature ottenute sulla superficie con il getto concentrato .

Descrizione di una forma realizzativa preferita Con riferimento alla figura 1 è schematicamente descritta una apparecchiatura 1 e il relativo metodo in accordo ad una prima possibile configurazione dell 'invenzione .

La figura 1 mostra schematicamente un ugello 2 attraverso cui viene spruzzato un liquido in pressione, ad esempio acqua o liquidi di altro qenere. Un pannello in porenbeton 3 viene predisposto al di sotto dell'ugello su di un piano di appoggio 4 in modo tale che il getto d'acqua investa contro la faccia del pannello rivolta verso l'alto. L'ugello è mobile sia orizzontalmente, ovvero parallelamente al piano di appoggio su cui si trova il pannello 3 in lavorazione, sia verticalmente in modo tale da poterne variare la distanza d di spruzzatura rispetto al pannello stesso. Un controllore 5, ad esempio un computer opportunamente programmato, è preposto al controllo della movimentazione dell'ugello in modo tale da condurlo in qualsiasi punto rispetto al pannello e ad una qualsiasi distanza d da esso. Attraverso lo stesso controllore è poi possibile prevedere un software di gestione che consente, oltre al controllo di movimentazione dell'ugello, anche un settaggio di valori di pressione P idonei di spruzzatura. Al fine poi di consentire una lavorazione in serie, come subito descritto nel seguito, il piano di appoggio 4 può comprende un nastro trasportatore 4 atto a predisporre il pannello 3 in posizione per poi traslarlo via una volta lavorato.

In accordo dunque al metodo di funzionamento, l'ugello 2 spruzza l'acqua ad una predeterminata pressione compresa generalmente entro un range variabile da 170 bar a 200 bar e oltre. La pressione di spruzzatura è dunque in grado di rimuovere un certo strato 6 di materiale in corrispondenza dell'area di impatto del liquido, come subito di seguito descritto.

In particolare, come sempre mostrato in figura 1, una distanza di spruzzatura d compresa tra i 25 cm e i 35 cm, preferibilmente 30 cm, crea un certo raggio di azione del getto dipendente anche dal tipo di ugello utilizzato. Il getto d'acqua in uscita dall'ugello 2 si dilata formando un cono 10 di predeterminata ampiezza il quale, impattando contro la superficie con detti valori di pressione, causa la rimozione di un certo strato superficiale 6 di materiale nell'area di impatto (vedi anche figura 6). Il dettaglio A evidenzia con un cerchio l'area di impatto del liquido.

La suddetta pressione compresa tra i 170 e i 200 bar unitamente alla suddetta distanza compresa tra i 25 cm e i 35 cm è dunque in grado di rimuovere lo strato uniforme 6 di materiale riportando in superficie così la microporosità 7 sottostante tipica del materiale.

La figura 2 evidenzia in vista ingrandita il dettaglia A di figura 1 mostrando lo strato scavato 6 nell'area di impatto e la micro-porosità 7 tipica del materiale e riportata alla luce attraverso lo scavo. In accordo ai suddetti dati di distanza d e pressione P, la profondità di strato rimosso h può variare da 2 mm a 7 mm circa .

La figura 5 meglio rappresenta ulteriormente, come detto, un raffronto tra la parte liscia non trattata e quella trattata in cui riemerge la micro-porosità interna.

La figura 6 meglio evidenzia il getto diffuso posto a 30 cm di distanza dal pannello evidenziando l'azione di rimozione dello strato superficiale.

La figura 3 mostra un effetto di avvicinamento del getto sino a portarlo ad una distanza d dal pannello variabile da 2 cm a 3 cm e preferibilmente 3 centimetri.

Tale avvicinamento, naturalmente mantenendo costanti i suddetti range di pressione P, ha l'effetto di richiudere notevolmente l'angolo di apertura del cono del getto e, al contempo, di approssimare la pressione di impatto a quella di fuoriuscita del liquido dall'ugello 2. L'effetto tecnico è dunque quello di concentrare il getto in un punto, rimuovendo il materiale nel singolo punto di impatto scavandone una cavità. A tal scopo la figura 4 mostra la cavità 6 scavata la quale, con i suddetti dati di distanza d e pressione P può variare da una profondità h di 1 cm ad una profondità di 6 citi.

In particolar modo, come detto, la figura 7 mette a raffronto la parte di pannello liscia con la parte trattata come descritto con il getto concentrato. Anche la figura 8 meglio evidenzia tali cavità.

E' evidente come il presente metodo sia altamente flessibile consentendo dunque una combinazione delle due tecniche descritte. In tal senso sarebbe possibile effettuare prima una rimozione superficiale per riportare la micro-porosità in superficie per poi avvicinare l'ugello come descritto scavando ulteriormente localmente un foro in uno o più punti.

Sebbene si sia inoltre descritta una configurazione in cui l'apparecchiatura 1 è provvista di un sistema di controllo 5 computerizzato e di ugelli mobili meccanicamente, è chiaro che il presente metodo possa anche applicarsi semplicemente accostando manualmente un getto d'acqua alle suddette distanze e pressioni in modo tale da ottenere le forature come descritto, oppure utilizzare una pluralità di ugelli fissi con distanze e pressioni variabili evitando il software 5.

Claims (5)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un metodo per migliorare le caratteristiche di fonoassorbenza di un pannello (3) in porenbeton caratterizzato dal fatto di comprendere l'operazione di spruzzatura di un liquido in pressione sul pannello (3) in modo tale che la pressione del liquido impattante il pannello causi la rimozione di uno strato h di materiale in corrispondenza dell'area di impatto causando la formazione di una o più cavità (6) diffuse.
2. 2. Un metodo, secondo la rivendicazione 1, in cui è possibile controllare le dimensioni e la densità di distribuzione delle cavità sul pannello attraverso il controllo di almeno uno di detti parametri: - Distanza (d) di spruzzatura del getto dal pannello; - Pressione (P) di spruzzatura; - Combinazione di distanza (d) e pressione (P).
3. 3. Un metodo, secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto liquido viene spruzzato attraverso un ugello (2) ad una pressione (P) compresa preferibilmente entro un range tra i 170 bar e i 200 bar e da una distanza (d) dalla superficie del pannello variabile sostanzialmente dai 25 ai 35 centimetri, preferibilmente 30 centimetri, in modo tale da rimuovere uno strato superficiale (6) sostanzialmente omogeneo per portare in superficie la micro-porosità (7) interna del pannello in porenbeton.
4. 4. Un metodo, secondo la rivendicazione 3, in cui detti valori di pressione (P) e distanza (d) di spruzzatura rimuovono uno strato superficiale compreso tra i 2mm e i 7 mm, preferibilmente 5 mm.
5. 5. Un metodo, secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui l'area di rimozione dello strato superficiale (6) è funzione del diametro dell'ugello prescelto, della pressione (P) e della distanza (d). Un metodo, secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto liquido viene spruzzato attraverso un ugello (2) ad una pressione (P) compresa preferibilmente entro un range tra i 170 bar a 200 bar da una distanza (d) dalla superficie del pannello variabile sostanzialmente dai 2 cm ai 3 cm, preferibilmente 3 cm, in modo tale da impattare lo strato superficiale in un punto (6) scavando una cavità (6) in corrispondenza del punto di impatto. Un metodo, secondo la rivendicazione 5, in cui detta pressione (P) e detta distanza (d) causa una penetrazione del getto la cui profondità è variabile dai 1 ai 6 centimetri, preferibilmente 3 cm. Un metodo, secondo la rivendicazione 5 o 6, in cui il diametro del foro è controllato in funzione del diametro del getto fuoriuscente dall'ugello. Una apparecchiatura (1) per la realizzazione di una o più cavità (6) superficiali su di un pannello (3) in porenbeton e caratterizzato dal fatto di comprendere uno o più ugelli (2) controllabili in modo tale da spruzzare un liquido in pressione sul pannello in modo tale che la pressione P del liquido impattante il pannello causi una rimozione di uno strato h di materiale in corrispondenza dell'area di impatto causando la formazione di una o più cavità (6) diffuse. IO. Una apparecchiatura (1), secondo la rivendicazione 9, in cui è previsto un controllore (5) in grado di movimentare l'ugello (2) parallelamente al pannello e ortogonalmente al pannello in modo tale da variarne la distanza (d) e la pressione (P) di spruzzatura impattante il pannello.