ITPN20120019A1 - Composizione cementizia di materiali isolanti oppure buoni conduttori di calore di vario genere - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione industriale intitolata :

“COMPOSIZIONE CEMENTIZIA DI MATERIALI ISOLANTI OPPURE BUONI CONDUTTORI DI CALORE DI VARIO GENERE ”

L’invenzione riguarda una composizione cementizia di materiali isolanti oppure buoni conduttori di calore vario genere che, variando la percentuale dei suoi materiali componenti, può venire utilizzata con la funzione di isolamento termico ed acustico, od in alternativa come materiale buon conduttore di calore, particolarmente per massetti autolivellanti nel settore dell’edilizia, utilizzando materiali di uso comune ed economicamente convenienti per ottenere elevate prestazioni di isolamenti termici ed acustici, oppure di conducibilità termiche.

Sono noti materiali per composizioni cementizie costituenti dei massetti autolivellanti, che vengono applicati sui sottofondi ricoprenti i pavimenti degli ambienti abitativi, sui quali pavimenti vengono poi opportunamente applicati i rivestimenti e/o le piastrelle rispettivamente previsti.

Alcuni tipi di questi materiali sono costituiti sostanzialmente dalla combinazione e miscelazione dei seguenti componenti principali :

a) materiali di scarto di vario genere, preventivamente macinati in particelle di grana fine, e costituiti preferibilmente da scarti di materie plastiche eterogenee, scarti di materiali elastomerici (gomme ecc.. .), rifiuti solidi urbani, scarti di carta, di cartone, di imballaggi di vario genere e con composizioni di materiali diversi, con ridottissime o nulle percentuali di materiali metallici, di materiali a base cellulosica e/o con composizioni plastiche polimeriche (poliaccoppiati, ecc...), scarti di legno ed essenze legnose di vario genere, materiali inerti per edilizia di vario genere, residui di vetro di vario genere,

b) materiali leganti per edilizia di vario genere come cementi, calci, gesso di vario genere, resine epossidiche e/o acriliche di vario genere,

c) acqua,

d) sostanze tensioattive organiche ed inorganiche di tipo noto in sé, oppure materiali collanti di vario genere, quali resine epossidiche e/o acriliche, resine di vario genere per edilizia od idonei collanti di tipo noto, oppure additivi fluidificanti e superfluidificanti noti in sé.

Questa composizione viene introdotta entro betoniere o contenitori simili, e viene colata mediante pompaggio attraverso mezzi d’erogazione, ed applicata direttamente a contatto del pavimento di edifici abitativi (camere, soffitti, cantine, terrazzi, garages ecc..), preventivamente ricoperto da un sottofondo.

Tutti i materiali di scarto macinati della composizione cementizia vengono sottoposti ad un trattamento di sanificazione, onde determinare la distruzione delle flore batteriche e dei vari microrganismi presenti nei materiali stessi, in misura tale da ottenere materiali sufficientemente sanificati per potere da un lato essere manipolati senza rappresentare pericolo di infezioni per le persone che entrano a contatto coi materiali e dall’altro lato per mantenere un’ elevata resistenza alla degradazione biologica della componente biologica che potrebbe essere presente nei materiali stessi. Questa fase di sanificazione dei materiali della composizione cementizia viene effettuata servendosi di metodi idonei allo scopo, e preferibilmente dell’impiego

- dell’ozono ;

- di enzimi reagenti biologicamente con i batteri ed i microrganismi, nel senso di determinarne la “digestione” ovvero Γ inglobamento parziale o totale ;

- di radiazioni di diverso genere (es. ionizzanti, radiazioni beta o gamma su letto fluido ecc..) ; - di vapore ;

- lavorazioni ad elevata temperatura come ad esempio la densificazione, la sinterizzazione e l’estrusione,

- ossido di calcio, oppure ossidi ed idrati alcalino-terrosi, oppure ossidi idrati e carbonati alcalini. Tale trattamento di sanificazione può anche non essere effettuato, qualora i microrganismi vengano eliminati dai vari materiali con idonei trattamenti di sanificazione prima di miscelare fra loro i vari materiali utilizzati per la composizione cementizia considerata.

La presente invenzione si propone lo scopo di realizzare una composizione cementizia del tipo specificato, utilizzando anche ulteriori materiali componenti, la quale possa venire utilizzata con la funzione di isolamento termico ed acustico, od in alternativa come materiale buon conduttore di calore, particolarmente per massetti autolivellanti nel settore dell’edilizia, in dipendenza delle percentuali e dei generi di materiali componenti utilizzati, per ottenere elevate prestazioni di isolamenti termici ed acustici, oppure di conducibilità termiche.

Questa composizione cementizia è realizzata con le caratteristiche strutturali sostanzialmente descritte, con particolare riferimento alle allegate rivendicazioni del brevetto.

L’invenzione verrà meglio compresa dalla seguente descrizione, a solo scopo esemplificativo non limitativo.

La composizione cementizia conforme all’invenzione è destinata all’uso come materiale isolante termico ed acustico, oppure come materiale buon conduttore di calore, a seconda delle percentuali e dei generi di materiali componenti utilizzati, e nel primo caso essa è atta a venire utilizzata per realizzare isolanti termici ed acustici in edifici abitativi di vario genere, allo scopo di ridurre nella massima misura possibile le dispersioni termiche verso l’estemo, con conseguente migliore e più efficace riscaldamento degli ambienti abitativi da parte degli impianti di riscaldamento installati negli edifici abitativi, nonché di ridurre nella massima misura possibile la trasmissione dei suoni dall’intemo degli ambienti abitativi verso l’esterno, e viceversa.

Nel secondo caso, invece, tale composizione cementizia è atta a venire utilizzata come massetto autolivellante per ricoprire i pannelli di riscaldamento a pavimento di tipo tradizionale.

Questo massetto autolivellante è in grado di raggiungere resistenze alla compressione sufficienti all’utilizzo come sottopavimentazione per pavimentazioni civili e commerciali, mantenendo comunque un basso modulo elastico per permettere l’assenza di cavillature e fessurazioni successive alla posa. La composizione cementizia conforme all’invenzione è inoltre atta a risolvere il problema della protezione del massetto autolivellante, nelle prime ore successive alla posa dello stesso. Infatti, è noto che un accorgimento indispensabile nell’ applicazione di miscele di materiali per massetti autolivellanti destinati a supportare la pavimentazione finale, è la totale sigillatura di tutti i fori (finestre, porte finestre, corridoi), per impedire che nelle prime ore del getto (solitamente le prime 48 ore) si formino delle correnti d’aria mentre le miscele si trovano nella fase di “ritiro plastico”. Se ciò accadesse, a causa del ritiro differenziale conseguente, si formerebbero delle crepe nel massetto, fenomeno che continuerebbe ad accentuarsi nei periodi successivi portando alla rottura della pavimentazione sovrastante. Analogamente, per i massetti autolivellanti tradizionali è necessario che uno strato impermeabile (telo in polietilene o simili) sia posto anche a terra prima di cominciare il getto. Questo per impedire che la pavimentazione esistente assorba l’acqua presente nel getto prima che la reazione di presa sia completata, con conseguente comparsa di tensioni di taglio differenziale nella miscela, che comportano la fessurazione della stessa e la presenza dei problemi suddetti. La composizione cementizia oggetto della presente invenzione, invece, grazie ai particolari materiali componenti della stessa, non presenta i problemi sopra specificati.

La grande quantità di fibre e scaglie polimeriche presenti, per loro conformazione, permettono di assorbire gli sforzi di taglio indotti dal processo di maturazione, rendendo questa composizione esente da cavillature e dalla formazione di crepe anche senza alcun accorgimento. Inoltre, per i suddetti motivi, non è necessario provvedere alla esecuzione di giunti riportati fino alla superficie della pavimentazione, risolvendo così anche i problemi di natura estetica della pavimentazione finale, inevitabilmente presenti nell’utilizzo delle composizioni cementizie tradizionali.

Data la fluidità della composizione stessa, della consistenza S5 o S6 e che comunque deve presentare spandimenti ottenuti con cono di Abrahms compresi tra 60 e 75 cm, questa composizione cementizia è particolarmente adatta a venire applicata sopra i pannelli radianti del riscaldamento a pavimento. La presenza delle fibre e scaglie polimeriche non ostacola la trasmissione del calore, poiché è opportunamente bilanciata dalle altre componenti della miscela di materiali utilizzati, comportando così di raggiungere conducibilità termiche pari o superiori a 1,2 W/mK, del tutto compatibili con la funzione di supporto di pavimentazioni radianti. Si riscontra, peraltro, una migliore resistenza alle variazioni termiche ed all’ eventuale formazione conseguente di sforzi di taglio, generati da eventuali accostamenti di zone radianti in cui vengano indotte dilatazioni in direzioni tra loro ortogonali, così da evitare l’impiego di giunti di dilatazione che andrebbero riportati nella pavimentazione finale, con conseguenti inestetismi della pavimentazione finale stessa.

Si aggiunge che, per la loro provenienza, i materiali di scarto di vario tipo impiegati permettono l’utilizzo di notevoli quantità degli stessi, meglio specificate nelle composizioni di seguito descritte, e risultano economicamente più convenienti rispetto all’ impiego di materie prime vergini dello stesso tipo. Queste materie prime vergini, tuttavia, possono pure venire impiegate per ottenere le composizioni cementizie conformi all’invenzione, preferibilmente miscelate con tali materiali di scarto in adeguate proporzioni, senza con ciò uscire dall’ambito di protezione dell’invenzione stessa.

Questa composizione cementizia è sostanzialmente costituita sia da alcuni materiali componenti delle composizioni cementizie note dallo stato della tecnica precedente e sia da ulteriori materiali componenti che verranno di seguito descritti, ed in particolare questa composizione è costituita da : a) materiali di scarto di vario genere e particolarmente scarti di materie plastiche (es. PET, PE, PP, LDPE, HDPE, EPS, ecc..) di tipo eterogeneo, scarti di materiali elastomerici (gomme ecc...), scarti di carta, di cartone, di imballaggi di vario genere e con composizioni di materiali diversi e di materiali a base cellulosica e/o con composizioni plastiche polimeriche (poliaccoppiati, ecc...), rifiuti solidi urbani, scarti di legni ed essenze legnose di vario genere, materiali inerti per edilizia di vario genere, residui di vetro di vario genere.

Questi materiali possono venire utilizzati singolarmente, vale a dire impiegando almeno uno qualsiasi dei materiali di questo genere, scelti a piacere, oppure possono venire utilizzati combinati fra loro con combinazioni diverse ed a piacere di due o più materiali di questo genere. Parimenti, anziché utilizzare i suddetti materiali di scarto, possono venire utilizzati anche materie prime vergini identiche, non ancora lavorate, in questo caso però con oneri economici maggiori di quelli sostenuti con l’impiego dei materiali di scarto. Ovviamente, è anche possibile trovare un vantaggioso compromesso circa l’impiego dei singoli materiali di scarto o delle singole materie prime naturali, impiegando in tal caso una miscela di materiali di scarto e di materie prime. Occorre inoltre rilevare che i materiali adoperati per la presente composizione, si tratti di materiali di scarto o di materie prime, non devono contenere materiali metallici oppure, qualora essi contengano materiali metallici come ad esempio nel caso di materie plastiche contenenti cariche di rinforzo metalliche, questi materiali metallici devono risultare in percentuali estremamente ridotte. Ciò al fine di evitare che la reattività di alcuni metalli, in particolare non ferrosi quali alluminio, possa dare luogo a formazione di idrossidi o altre sostanze gassose che porterebbero la composizione ad avere una porosità superiore a quella desiderata, con conseguente decadimento della proprietà di trasmissione del calore. A tal fine, è opportuno verificare accuratamente la percentuale dei materiali metallici eventualmente contenuti nella presente composizione cementizia, e portarla al minimo livello possibile compatibile con l’ottenimento di un’ efficace trasmissione del calore. Tutti questi materiali di scarto vengono opportunamente macinati in particelle di grana ridotta con mulini di macinazione od altre apparecchiature tradizionali idonee allo scopo.

b) Acqua ;

c) Cemento ;

d) sabbia fine ;

e) filler, ovvero riempitivo, per rendere fluida e dare una corretta coesione alla composizione, e per consentire successivamente il pompaggio della stessa nelle posizioni d’applicazione. Come filler viene utilizzato il carbonato di calcio, oppure la sabbia silicea finissima, oppure la silice, oppure il calcare opportunamente macinato ;

f) calce idrata ;

g) additivi superfluidificanti, costituiti da polimeri acrilici (ad esempio, il Primium PC 20) ; policarbossilati, polimeri naftalenici come i polimeri naftalen-sulfonati, ed i polimeri ligni-sulfonati, ed ulteriori polimeri noti ;

h) almeno un eventuale additivo aerante, al fine di ottenere prodotti con diversa classe di leggerezza e di isolamento acustico e Re, nel caso si voglia ottenere un prodotto che presenti un maggiore isolamento termico o acustico, a discapito però della conducibilità termica.

La composizione ottenuta dalla combinazione della sabbia fine con il filler di carbonato di calcio e con la calce idrata può essere sostituita anche da sabbia fine con calce aerea e con un altro filler inerte del tipo descritto al punto e), oppure con un filler di tipo pozzolanico (cenere volante).

Parimenti, la stessa combinazione sopra citata può essere anche sostituita da sabbia fine con calce idraulica.

La presente composizione cementizia viene ottenuta miscelando fra loro anzitutto i materiali di scarto macinati di cui al punto a), e poi sottoponendo gli stessi ad un lavaggio con acqua seguito da un trattamento di sanificazione, eseguito preferibilmente e vantaggiosamente mediante ossido di calcio, oppure ossidi ed idrati alcalino-terrosi, oppure ossidi idrati e carbonati alcalini, onde determinare la distruzione delle flore batteriche e dei vari microrganismi presenti nei materiali stessi, in misura tale da ottenere materiali sufficientemente sanificati per potere, da un lato, essere manipolati senza rappresentare pericolo di infezioni per le persone che entrano a contatto coi materiali e, dall’altro lato, per mantenere un’elevata resistenza alla degradazione biologica della componente biologica che potrebbe essere presente nei materiali.

Per ottenere con la presente composizione cementizia dei sottofondi fungenti da massetti per pavimentazioni, è necessario che questa composizione presenti la massima fluidità possibile, in modo che tale composizione cementizia possa venire erogata allo stato fluido sui pavimenti, nei luoghi della messa in opera, mediante pompaggio attraverso manicotti flessibili manovrabili manualmente e raccordati con la relativa betoniera, in cui è stata introdotta la presente composizione cementizia, e che essa si distribuisca sul pavimento autonomamente ed uniformemente al livello prestabilito, cioè risulti autolivellante.

Infine, i materiali di scarto macinati e così sanificati vengono scaricati in un silos od altro idoneo recipiente di magazzinaggio, per venire successivamente prelevati e miscelati con i restanti materiali componenti di cui ai punti b), c), d), e), f), g) e h) per la loro erogazione e messa in opera come descritto in precedenza.

La composizione cementizia così ottenuta permette di ridurre le fasi ed i tempi lavorativi per la sua posa in opera, nonché le successive fasi di livellamento superficiale precedentemente richieste, adoperando stagge od altri idonei sistemi di livellamento, in quanto in questo caso tale livellamento avviene autonomamente senza richiedere ulteriori operazioni, ed inoltre comporta minori tempi di indurimento del massetto.

Successivamente a ciò, sulla superficie del massetto autolivellante indurito viene applicato il rivestimento desiderato (ad esempio piastrelle, parchetti ecc..) mediante incollaggio o altro idoneo metodo di applicazione.

La presente composizione cementizia può venire erogata allo stato fluido anche entro stampi di formatura, per formare pannelli preformati di forme e grandezze diverse, applicabili successivamente nelle relative posizioni d’installazione.

Preferibilmente, questa composizione cementizia viene ottenuta con le seguenti percentuali in volume dei diversi componenti adoperati ed in funzione dell’impiego della stessa come isolamento termico ed acustico oppure come materiale con buona conducibilità termica per la trasmissione del calore per il riscaldamento a pavimento :

- Per composizioni cementizie con elevato potere termoisolante :

a) materiali di scarto di vario genere equivalenti a circa 40 /- 20 Kg./m3 di composizione cementizia ;

b) acqua : rapporto acqua/cemento da 0,6 a 0,90, è funzione della natura del cemento e dell’additivo aerante ;

c) cemento : circa 400 ± 50 Kg/m3 ;

h) eventuale additivo aerante : 0, 5 % - 1 % in peso sul cemento.

Questa composizione cementizia presenta inoltre i vantaggi di un elevato grado di isolamento termico ed acustico, di diminuire il peso specifico dell’ assieme calcestruzzo-massetto, e di inibire la formazione di fessurazioni nei massetti autolivellanti.

- Per miscele con buona conducibilità termica :

a) materiali di scarto di vario genere : circa 30 ± 10 Kg/m3,

b) acqua : rapporto acqua/cemento da 0,6 a 1, è funzione della natura delle sabbie ;

c) cemento : circa 400 ± 50 Kg/m3 ;

d) sabbia in stato semi asciutto : circa 1200 ± 150 Kg/m3 in funzione della massa volumica della stessa ;

e) filler : da 50 a 150 Kg/m3 a seconda della natura delle sabbie se sabbie ricche di finissimi, può essere omesso ;

f) Cenere o aggiunta minerale : fino a 70 Kg/m3 a seconda della natura delle sabbie ;

g) additivi superfluidificanti : 0,5 - 1% in peso sul cemento.

Nel caso di sostituzione della sabbia fine con il filler di carbonato di calcio e con la calce idrata con una composizione con le combinazioni diverse sopra descritte, i materiali sostitutivi impiegati vengono impiegati in proporzioni identiche, in modo da ottenere una equivalente combinazione granulometrica e coesione della composizione così ottenuta.

Questa composizione cementizia presenta inoltre i vantaggi di un elevato grado conducibilità termica, e di inibire la formazione di fessurazioni nei massetti.

Claims (1)

1. Descrizione dell’ invenzione industriale intitolata : “COMPOSIZIONE CEMENTIZIA DI MATERIALI ISOLANTI OPPURE BUONI CONDUTTORI DI CALORE DI VARIO GENERE” RIVENDICAZIONI 1. Composizione cementizia di materiali isolanti oppure buoni conduttori di calore di vario genere, atta a venire utilizzata con la funzione di isolamento termico ed acustico, od in alternativa come materiale buon conduttore di calore, particolarmente per massetti autolivellanti nel settore della edilizia, sui quali vengono poi applicati i rivestimenti e/o le piastrelle rispettivamente previsti, tali materiali essendo sostanzialmente costituiti da : a) materiali di scarto di vario genere, preventivamente macinati in particelle di grana fine, e costituiti preferibilmente da scarti di materie plastiche (es. PET, PE, PP, LDPE, HDPE, EPS, ecc..) di tipo eterogeneo, scarti di materiali elastomerici (gomme ecc..), scarti di carta, di cartone, di imballaggi di vario genere e con composizioni di materiali diversi (es. alluminio e plastica, ecc..), e di materiali a base cellulosica e/o con composizioni plastiche polimeriche (poliaccoppiati, ecc...), rifiuti solidi urbani, scarti di legni ed essenze legnose di vario genere, materiali inerti per edilizia di vario genere, residui di vetro di vario genere, detti materiali potendo venire utilizzati singolarmente o combinati fra loro con combinazioni diverse ed a piacere di due o più materiali di questo genere, oppure come materiali potendo venire utilizzate anche materie prime vergini identiche, detti materiali essendo inoltre separati dai materiali metallici contenuti, in modo che questi ultimi siano del tutto eliminati o siano presenti in percentuali estremamente ridotte ; b) Acqua ; c) Cemento ; d) sabbia fine ; e) filler, ovvero riempitivo, opportunamente macinato in particelle di grana fine, per rendere fluida e dare una corretta coesione alla composizione, e per consentire successivamente il pompaggio della stessa nelle posizioni d’applicazione, il filler essendo costituito da almeno uno dei seguenti materiali : carbonato di calcio, sabbia silicea finissima, silice, calcare macinato ; f) calce idrata ; g) additivi superfluidificanti, costituiti da polimeri acrilici (ad esempio, il Primium PC 20), policarbossilati, polimeri naftalenici come i polimeri naftalen-sulfonati, ed i polimeri lignisulfonati,ed ulteriori polimeri noti ; h) almeno un eventuale additivo aerante di tipo tradizionale, questa composizione cementizia essendo ottenuta miscelando fra loro anzitutto i materiali di scarto macinati di cui al punto a), e poi sottoponendo gli stessi ad un lavaggio con acqua seguito da un trattamento di sanificazione di tipo noto in sé, preferibilmente e vantaggiosamente mediante ossido di calcio, oppure ossidi ed idrati alcalino-terrosi, oppure ossidi idrati e carbonati alcalini, onde determinare la distruzione delle flore batteriche e dei vari microrganismi presenti nei materiali stessi, e successivamente tale composizione cementizia essendo erogata mediante pompaggio allo stato fluido nei luoghi della messa in opera, sia sui pavimenti e sia entro mezzi di formatura per formare pannelli preformati di forme e grandezze diverse, la composizione essendo caratterizzata dalla combinazione e miscelazione in proporzioni diverse di detti materiali componenti per ottenere una composizione cementizia con elevate caratteristiche di isolamento termico ed acustico, oppure con caratteristiche di buona conducibilità termica, nel seguente modo : 1) composizione cementizia con funzione di isolamento termico ed acustico : a) materiali di scarto di vario genere equivalenti a circa 40 /- 20 Kg./m3 di composizione cementizia ; b) acqua : rapporto acqua/cemento da 0,6 a 0,90, in funzione della natura del cemento e dell’additivo aerante ; c) cemento : circa 400 ± 50 Kg/m3 ; h) eventuale additivo aerante : 0,5 - 1% in peso sul cemento ; 2) composizione cementizia con buona conducibilità termica : a) materiali di scarto di vario genere : circa 30 ± 10 Kg/m3, b) acqua : rapporto acqua/cemento da 0,6 a 1, in funzione della natura delle sabbie ; c) cemento : circa 400 ± 50 Kg/m3 ; d) sabbia in stato semi asciutto : circa 1200 ± 150 Kg/m3 in funzione della massa volumica della stessa ; e) filler : da 50 a 150 Kg/m3 a seconda della natura delle sabbie, se sabbie con molti grani finissimi, il filler può essere omesso ; f) cenere o aggiunta minerale : fino a 70 Kg/m3 a seconda della natura delle sabbie ; g) additivi superfluidificanti : 0,5 - 1% in peso sul cemento.