ITTO20130115A1 - Procedimento di produzione di pannelli prefabbricati a imbarcamento ridotto o nullo - Google Patents

Description

"Procedimento di produzione di pannelli prefabbricati a imbarcamento ridotto o nullo"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un procedimento di produzione di elementi prefabbricati in calcestruzzo, quali pannelli prefabbricati o elementi prefabbricati similari, ad esempio, velette, lastre, ecc., di tipo strutturale o non strutturale.

I pannelli a taglio termico hanno avuto un forte sviluppo a seguito dell’introduzione dei D.L.

311 e 192/2005 in materia di risparmio energetico, che ha imposto un incremento delle prestazioni in termini di isolamento termico degli elementi di rivestimento utilizzati in edilizia. Come à ̈ noto, tali pannelli sono formati da tre strati: uno strato strutturale portante in calcestruzzo (eventualmente alleggerito con pannelli di polistirene), uno strato isolante che costituisce il †̃taglio termico’ in polistirene o poliuretano, ed uno strato esterno “portato†in calcestruzzo, definito †̃crosta’, spesso architettonico (lavato o levigato). Questi tre strati sono tenuti insieme da sistemi trasversali di connessione, cui à ̈ affidato il compito di rendere solidali i due strati di calcestruzzo esterni, assecondando i movimenti differenziali di natura termo-igrometrica e riducendo al massimo la trasmissione del calore attraverso la sezione del pannello.

I pannelli a taglio termico si sono rivelati particolarmente soggetti a fenomeni di imbarcamento longitudinale (in seguito semplicemente “imbarcamento†) già presenti nei pannelli alleggeriti tradizionali e in generale in tutte quelle strutture prefabbricate aventi un elevato rapporto superficie/volume. Tali fenomeni sono ulteriormente accentuati dal fatto che le richieste dei progettisti si stanno ora orientando verso pannelli di notevole lunghezza (> 10 m): ad esempio un pannello di 12 m di lunghezza e 2,5 m di altezza, può dopo alcuni mesi avere un imbarcamento, misurato come freccia nella mezzeria, di 3-4 cm.

Le cause di tale imbarcamento possono essere rintracciate nel processo di produzione. I pannelli prefabbricati vengono comunemente prodotti in strati colando gli impasti di calcestruzzo entro casseri a banco in posizione orizzontale; il lato a contatto con il cassero può essere a tessitura liscia (nessun trattamento) o architettonica (graniglia a vista, striatura, levigatura, ecc.), il lato opposto à ̈ invece comunemente soggetto alla sola staggiatura (livellatura) subito dopo il completamento del getto di calcestruzzo. In questi pannelli le variazioni dimensionali che hanno luogo fin dalle prime ore dopo il getto di calcestruzzo, non si manifestano in maniera uniforme su tutto lo spessore della struttura. Esse, in funzione di parametri quali ad esempio: geometria dell’elementi, variazioni termo-igrometriche ambientali, trattamenti termici, trattamenti superficiali di varia natura,tipologia e posizionamento dell’armatura, possono concentrarsi in alcune porzioni (strati) dell’elemento strutturale generando stati tensionali che favoriscono i fenomeni di imbarcamento.

Le suddette variazioni dimensionali differenziali sono accentuate dalla presenza di strati a diversa deformabilità quali ad esempio pannelli di alleggerimento (fogli di PE, panelli isolanti EPS, XPS ecc.), strati di calcestruzzo/malta alleggerito, barriere al vapore di varia natura, ecc.

Il fenomeno dell’imbarcamento, oltre ad essere intrinsecamente indesiderabile, può inoltre causare complicazioni aggiuntive, quali cavillature antiestetiche, distacco dei fissaggi, distacco delle sigillature, infiltrazioni, fessurazioni, ecc.

Per ovviare a tale fenomeno, à ̈ già stato proposto di ridurre il contenuto d’acqua nell’impasto del calcestruzzo (peraltro con l’effetto di diminuirne la lavorabilità), utilizzare una maggiore percentuale di armatura, e trattare la superficie esposta all’evaporazione con prodotti antievaporanti. Tuttavia, nessuno di tali metodi si à ̈ rivelato concretamente applicabile, in quanto tutti comportano una riduzione delle produttività. L’impiego di una maggiore percentuale di armatura determina inoltre, oltre ai maggiori costi, gli inconvenienti di aumentare il peso del pannello e di ridurne il potere isolante.

Scopo della presente invenzione à ̈ dunque quello di evitare l’imbarcamento di pannelli e simili strutture prefabbricate senza incorrere negli inconvenienti sopra evidenziati della tecnica nota.

Secondo l’invenzione, tale scopo viene raggiunto grazie ad un procedimento di produzione di un elemento prefabbricato in calcestruzzo, che prevede di addizionare ad un impasto di calcestruzzo un additivo espandente, detto impasto di calcestruzzo essendo utilizzato per produrre almeno una porzione portante di detto elemento prefabbricato.

Secondo l’invenzione, l’introduzione del suddetto additivo consente di trasformare il calcestruzzo a ritiro normale in un tipo particolare di calcestruzzo a ritiro compensato, avente rapida espansione e basso ritiro.

Senza voler essere legati ad una specifica teoria, si può ipotizzare che, secondo l’invenzione, il calcestruzzo aumenti di volume nelle prime ore dopo il getto creando all’interno dell’elemento, per effetto dell’elevata aderenza tra calcestruzzo e acciaio dell’armatura o di contrasto tra elemento e cassero, uno stato di tensioni nel calcestruzzo che contrastano la tendenza all’imbarcamento (compressione chimica del calcestruzzo).

Ad esempio, l’agente espandente reagendo con l’acqua di impasto del calcestruzzo si trasforma nel corrispondente composto idrato caratterizzato da un volume assai maggiore rispetto alla forma anidra, e genera un’espansione uniforme dell’intero volume di calcestruzzo.

Vantaggiosamente, gli agenti espandenti sono addizionati all’impasto in quantità compresa fra 5 e 600 kg/m<3>di calcestruzzo, in combinazione o meno con cemento portland.

All’impasto base di calcestruzzo contenente tipicamente cemento, acqua e particolato inerte, quale sabbia e/o ghiaia, possono inoltre essere aggiunti tutti gli additivi di comune impiego, quali ad esempio superfluidificanti, idrofobizzanti, ritardanti, acceleranti, ecc., senza compromettere i buoni risultati dell’invenzione.

Quest’ultima si à ̈ rivelata molto efficace nel risolvere i problemi di imbarcamento nei pannelli di tamponamento alleggeriti e †̃a taglio termico’ di notevole lunghezza, in cui à ̈ presente una barriera interna al vapore, costituita dagli elementi di alleggerimento e/o di taglio termico, che può arrivare ad interessare l’intera superficie interna del pannello.

Preferenzialmente, si aggiunge all’impasto di calcestruzzo anche un agente riducente il ritiro igrometrico (Shrinkage Reducing Admixture, SRA), che ha inoltre la duplice valenza di aumentare la resa dell’agente espandente in termini di espansione iniziale grazie un ad effetto sinergico. Vantaggiosamente, l’agente riducente il ritiro igrometrico à ̈ addizionato in quantità compresa fra 0,5 e 10 l/m<3>di calcestruzzo.

In forme favorite di attuazione del procedimento dell’invenzione, l’elemento prefabbricato ha un’armatura che occupa dallo 0,10% al 2,0 % del volume di calcestruzzo dell’elemento passibile di imbarcamento.

Se del caso, l’impasto di calcestruzzo contenente l’additivo espandente, ed eventualmente l’agente riducente il ritiro igrometrico, può essere utilizzato anche per produrre una o più porzioni non strutturali dell’elemento prefabbricato.

E’ anche possibile, se desiderato, trattare ulteriormente la superficie dell’elemento prefabbricato ottenuto con un prodotto antievaporante.

Esempi di realizzazione dell’invenzione vengono ora forniti a titolo meramente illustrativo e non limitativo con l’ausilio dei disegni allegati in cui:

la figura 1 à ̈ un diagramma che riporta il valore dell’imbarcamento – misurato come freccia nella mezzeria – in funzione del tempo per un pannello privo di barriera al vapore interna realizzato secondo l’invenzione ed un pannello di confronto;

la figura 2 à ̈ un diagramma che riporta la lunghezza longitudinale in funzione del tempo di due travetti prodotti con diverse ricette di calcestruzzo contenenti o meno un additivo espandente dell’invenzione;

la figura 3 à ̈ un diagramma che riporta il valore dell’imbarcamento – misurato come freccia nella mezzeria – in funzione del tempo per un pannello alleggerito realizzato secondo l’invenzione ed un pannello alleggerito di confronto; e

la figura 4 à ̈ un diagramma che riporta il valore dell’imbarcamento – misurato come freccia nella mezzeria – in funzione del tempo per un pannello a taglio termico realizzato secondo l’invenzione ed un pannello a taglio termico di confronto.

ESEMPIO 1

Produzione di pannelli Forwall di grandi dimensioni Sono stati prodotti 2 pannelli architettonici di rivestimento Forwall di dimensioni 4*2,5 m e spessore 5 cm, rispettivamente secondo l’invenzione e di confronto, utilizzando un calcestruzzo avente la seguente ricetta di base:

Cemento II/A-LL 42,5 R 380 kg/m<3>

Filler calcareo bianco 450 kg/m<3>

Sabbia 0/4 200 kg/m<3>

Pietrischetto 4/8 610 kg/m<3>

Pietrisco 8/16 530 kg/m<3>

Acqua 180 l/m<3>Superfluidificante 3 l/m<3>

All’impasto di calcestruzzo del pannello secondo l’invenzione sono stati inoltre aggiunti 10 kg/m<3>di agente espandente costituito da una miscela di ossidi di metalli alcalino-terrosi e 3,5 l/m<3>di agente riducente il ritiro igrometrico a base di glicoli eteri sintetici.

Entrambi gli impasti avevano consistenza superfluida (slump test: 230 mm).

La figura 1 riporta per i due pannelli il valore dell’imbarcamento – misurato come freccia nella mezzeria – in funzione del tempo, evidenziando la stabilità dimensionale del pannello dell’invenzione.

Le due diverse composizioni di impasto di calcestruzzo sono anche state sottoposte a misurazioni secondo la norma UNI 8148 Metodo B. Quest’ultima prevede la misura nel tempo della lunghezza longi tudinale di un provino 80x80x240 mm (travetto) in presenza di un’armatura di contrasto.

La figura 2 illustra i risultati così ottenuti, evidenziando la stabilità dimensionale del travetto prodotto con l’impasto includente l’additivo espandente e l’agente riduttore di ritiro.

ESEMPIO 2

Produzione di pannelli alleggeriti di grandi dimensioni

Sono stati prodotti 2 pannelli di rivestimento alleggeriti di 13 metri di lunghezza, 2 metri di altezza, e 25 cm di spessore totale, rispettivamente secondo l’invenzione e di confronto, utilizzando un calcestruzzo avente la seguente ricetta di base: Cemento II/A-LL 42,5 R 400 kg/m<3>

Sabbia 0/4 265 kg/m<3>

Sabbia 0/8 835 kg/m<3>

Pietrisco 6/12 333 kg/m<3>

Ghiaia 8/20 333 kg/m<3>

Acqua 190 l/m<3>Superfluidificante 2,8 l/m<3>

All’impasto di calcestruzzo dello strato portante del pannello secondo l’invenzione sono stati inoltre aggiunti 20 kg/m<3>di un agente espandente costituito da un ossido di metallo alcalinoterroso.

Entrambi i pannelli comprendono al loro interno fogli di polistirene per l’alleggerimento ed hanno un’armatura che occupa lo 0,20% del volume dello strato portante ed una crosta (o strato portato) di tipo liscio.

La figura 3 riporta per i due pannelli il valore dell’imbarcamento – misurato come freccia nella mezzeria – in funzione del tempo, evidenziando la stabilità dimensionale del pannello prodotto secondo il procedimento dell’invenzione.

ESEMPIO 3

Produzione di pannelli a taglio termico di grandi dimensioni

Sono stati prodotti 2 pannelli di rivestimento †̃a taglio termico’ di 12 metri di lunghezza, 2,5 metri di altezza, 30 cm di spessore totale, rispettivamente secondo l’invenzione e di confronto, utilizzando un calcestruzzo avente la seguente ricetta di base:

Cemento II/A-LL 42,5 R 380 kg/m<3>

Sabbia 0/4 280 kg/m<3>

Sabbia 0/8 800 kg/m<3>

Pietrisco 6/12 220 kg/m<3>

Ghiaia 10/25 490 kg/m<3>

Acqua 175 l/m<3>Superfluidificante 3,8 l/m<3>

All’impasto di calcestruzzo dello strato portante del pannello secondo l’invenzione sono stati inoltre aggiunti 20 kg/m<3>di un agente espandente a base di ossidi di metalli alcalino-terrosi.

Entrambi i pannelli hanno un’armatura che occupa lo 0,17% del volume dello strato portante.

La figura 4 riporta per i due pannelli il valore dell’imbarcamento – misurato come freccia nella mezzeria – in funzione del tempo, evidenziando la stabilità dimensionale del pannello prodotto secondo il procedimento dell’invenzione.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di realizzazione e le forme di attuazione potranno ampiamente variare rispetto a quanto descritto a puro titolo esemplificativo, senza per questo uscire dall’ambito dell’invenzione come definito nelle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di produzione di un elemento prefabbricato in calcestruzzo, che prevede di addizionare ad un impasto di calcestruzzo un additivo espandente, detto impasto di calcestruzzo essendo utilizzato per produrre almeno una porzione portante di detto elemento prefabbricato.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui l’additivo espandente à ̈ addizionato in quantità compresa fra 5 e 600 kg/m<3>di calcestruzzo.
3. 3. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui all’impasto di calcestruzzo à ̈ inoltre addizionato un agente riducente il ritiro igrometrico.
4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui detto agente riducente il ritiro igrometrico à ̈ addizionato in quantità compresa fra 0,5 e 10 l/m<3>di calcestruzzo.
5. 5. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui detto elemento prefabbricato ha un’armatura.
6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, in cui detta armatura occupa dallo 0,10% al 2,0 % del volume di calcestruzzo di detto elemento prefabbricato.
7. 7. Procedimento secondo le rivendicazioni precedenti secondo cui detto elemento prefabbricato ha deformazioni dimensionali da imbarcamento nulle.
8. 8. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui detto impasto di calcestruzzo à ̈ utilizzato anche per produrre almeno una porzione non strutturale di detto elemento prefabbricato.
9. 9. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui detto impasto di calcestruzzo contiene anche un ulteriore additivo scelto dal gruppo consistente di superfluidificanti, idrofobizzanti, ritardanti, acceleranti e loro miscele.
10. 10. Procedimento secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, in cui la superficie di detto elemento in calcestruzzo à ̈ trattata con un prodotto antievaporante.