ITTO940506A1 - Composizione di malta cementizia ed articoli ottenuti a partire da questa. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Composizione di malta cementizia ed articoli ottenuti a partire da questa"
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad una composizione di malta cementizia per la realizzazione di articoli, quali in particolare stampi per la sagomatura di lastre, ad esempio di materiale plastico o composito o lamiere metalliche, ed agli articoli così ottenuti.
In molti settori dell'industria, fra i quali in particolare quello automobilistico, si utilizzano stampi per l'imbutitura di lamiere metalliche secondo una forma desiderata, così da sagomare ad esempio parti di carrozzeria e componenti vari di autovettura.
Per le produzioni di grande serie sono solitamente impiegati stampi di acciaio, sebbene abbiano un costo molto elevato. Infatti essi hanno un'adeguata resistenza meccanica ed il loro costo si ripartisce convenientemente su di un gran numero di pezzi prodotti.
Per gli stampi utilizzati per la produzione di pezzi in piccola serie e per quelli utilizzati per l'effettuazione di prove, che vengono modificati e/o rifatti più volte, si impiegano invece materiali diversi dall'acciaio, al fine di ridurre il costo e consentire un allestimento più rapido dello stampo.
Fra questi ultimi materiali si possono annoverare leghe metalliche bassofondenti, resine termoindurenti eventualmente rinforzate e malte cementizie.
Queste ultime presentano rispetto agli altri materiali citati numerosi vantaggi in termini di costo, di facilità di lavorazione senza sviluppo di sostanze inquinanti e di possibilità di smaltimento senza conseguenze dannose per l'ambiente.
Le malte cementizie si prestano bene per questa applicazione, perché sono particolarmente resistenti alle sollecitazioni meccaniche di compressione che sono quelle decisamente prevalenti in uno stampo.
Le sollecitazioni di trazione e flessione, che pure sono presenti in uno stampo, possono essere convenientemente assorbite predisponendo una adeguata armatura, ad esempio di materiale metallico o polimerico, che funge da rinforzo della malta cementizia.
Scopo della presente invenzione è quello dì fornire una composizione di malta cementizia adatta alla produzione di articoli quali in particolare stampi per la sagomatura di lastre, che sia di basso costo e di facile impiego e consenta nello stesso tempo di ottenere stampi di adeguata resistenza meccanica .
Tale scopo viene raggiunto grazie ad una composizione di malta cementizia comprendente, nelle quantità definite dalle seguenti percentuali in peso :
cemento 20-50%
agente espansivo 1-10%
agente disperdente 0,5-2%
agente disaerante 0,5-1,5%
sabbia 30-60%
carica calcarea 1-10%.
Per la realizzazione di uno articolo sagomato, quale ad esempio uno stampo, a partire da una composizione di malta cementizia secondo l’invenzione si prepara una miscela di quest'ultima con acqua, si agita poi la miscela per un tempo adeguato, la si cola quindi in una forma che riproduce quella dello stampo che sì desidera produrre, e si attende infine il suo indurimento.
Sperimentalmente si è trovato che, utilizzando la composizione di malta secondo l'invenzione, si ottiene una resistenza a compressione secondo la norma europea CEN EN 196/1 di almeno 50 N/mm<2>, che è sufficiente per operazioni di stampaggio in condizioni non estreme. Tale resistenza può essere raggiunta in breve tempo (entro 1-3 giorni dalla colata) anche a temperatura ambiente.
La composizione secondo l'Invenzione presenta in particolare il vantaggio di assumere, una volta mescolata con acqua, una elevata fluidità che viene mantenuta per un tempo sufficientemente lungo per consentire il suo impiego.
La miscela di acqua e di malta cementizia dell'invenzione può così essere colata in forme complesse riempendole adeguatamente, senza bisogno di essere sottoposta a particolari sollecitazioni meccaniche, quali scuotimenti, vibrazioni e simili, se non per espellere eventuali bolle d'aria rimaste intrappolate contro le pareti.
Qualora la malta cementizia secondo l'invenzione venga utilizzata per la produzione di stampi comprendenti un'armatura metallica di rinforzo, essa presenta gli ulteriori vantaggi di avere un'elevata adesione al metallo e di non tendere a ritirarsi, garantendo un'ottima coesione con l’armatura una volta indurita.
Nella composizione di malta secondo l’invenzione si può utilizzare un qualunque tipo di cemento sia a base di clinker Portland che di alluminoso. Preferibilmente si utilizza un cemento di classe di resistenza elevata, ad esempio del tipo 42,5 N/mm<2 >o 52,5 N/mm<2 >come definiti dalla norma europea CEN ENV 197/1.
L'agente espansivo ha il compito di eliminare il ritiro idraulico, che se non compensato può prò-vocare fessurazioni e cambiamenti delle dimensioni dello stampo.
Preferibilmente si utilizza a questo scopo un prodotto a base di solfoalluminato di calcio o di ossido di calcio.
L’agente disperdente ha il compito di ridurre il quantitativo di acqua da aggiungere alla composizione di malta cementizia, che, se troppo elevato, comprometterebbe le proprietà meccaniche degli articoli prodotti a partire da tale miscela.
Preferibilmente si utilizza a questo scopo un prodotto a base dì un sale di calcio o dì sodio di naftalensolfonato condensato con formaldeide, o a base di melammina, o a base di polimeri o copolimeri acrilici.
L'agente disaerante ha il compito di ridurre drasticamente e al limite eliminare la formazione dì bolle d'aria durante la miscelazione della malta con l'acqua e la successiva gettata della miscela.
Sempre preferibilmente si utilizza nella composizione dell'invenzione una sabbia di tipo siliceo alluvionale, avente granuli di diametro massimo fino a 4 mm e, ancor più preferibilmente, fino ad 1 mm.
Tale sabbia ha il vantaggio di essere compatta e di essere formata da granuli di forma tondeggiante, cosi da ridurre il quantitativo di acqua con cui deve essere miscelata e da avere elevata resistenza all’urto ed all'usura. La granulometria sopra indicata migliora invece le caratteristiche di fluidità e coesìvìtà della malta fresca.
La carica calcarea ha il compito di migliorare le proprietà reologìche della composizione della malta fresca e di dare una superfìcie compatta alla malta indurita ed eventualmente accelerare lo sviluppo della resistenza meccanica. Essa è preferibilmente costituita da carbonato di calcio in polvere sotto forma di granuli aventi un diametro massimo pari a 90 micron e per almeno il 50% un diametro inferiore a 20 micron.
In alternativa all'impiego nella composizione dell'invenzione di cemento e di una carica calcarea come ingredienti separati, si può utilizzare un cemento Portland al calcare (ad esempio del tipo di quelli definiti dalla norma europea CEN ENV 197/1), che contenga già questi due ingredienti in un rapporto compreso nell’intervallo definito dalla composizione della presente invenzione.
Costituisce un ulteriore oggetto della presente invenzione un articolo, in particolare uno stampo per la sagomatura di lastre, ottenuto a seguito della preparazione di una miscela a partire da acqua e da una composizione di malta cementizia come sopra indicata, della colata di detta miscela in una forma corrispondente a quella dell'articolo desiderato e dell'indurimento di detta miscela.
Preferibilmente la suddetta miscela è ottenuta mescolando 100 parti in peso di composizione di malta cementizia con 15-22, ancor più preferibilmente 18-20, parti in peso di acqua.
Si ottengono così articoli suscettibili di assumere una resistenza di almeno 50N/mm<z >secondo la norma europea CEN EN 196/1 al più tardi entro tre giorni dalla colata e preferibilmente entro uno o due giorni dalla colata.
Gli articoli prodotti a partire dalla malta cementizia dell'invenzione risultano inoltre, grazie alla particolare composizione di quest'ultima, esenti da difetti superficiali e sono quindi particolarmente indicati per l'impiego come stampo.
Tali articoli possono essere prodotti per colata della miscela di malta ed acqua dentro casseforme provvisorie di legno, plastica o metallo, oppure dentro casseforme metalliche permanenti. Queste ultime facilitano le movimentazioni successive degli articoli, quali ad esempio l'ancoraggio al telaio della pressa, qualora si tratti di stampi.
Gli articoli realizzati secondo l'invenzione possono essere formati da una o più parti, eventualmente rinforzate da una armatura metallica continua e/o un'armatura diffusa di fibre metalliche, vegetali o polimeriche annegate nella malta indurita.
Inoltre le superiici, destinate ad andare in contatto con le lastre da sagomare, degli stampi prodotti secondo l'invenzione possono essere ricoperte da uno strato di rivestimento di spessore pari ad almeno 0/1 mm e preferibilmente inferiore a 30 cm.
Questo strato di rivestimento può ad esempio essere di metallo, materiale polimerico rinforzato o materiale cementizio differente da quello delle composizioni sopra descritte.
Ulteriori vantaggi e caratteristiche della presente invenzione risulteranno evidenti dai seguenti esempi di realizzazione e dalle allegate tavole di disegno, forniti a titolo non limitativo, in cui:
la figura 1 è una vista schematica prospettica di uno stampo prodotto a partire da una composizione di malta cementizia secondo l'invenzione, e
la figura 2 è una vista schematica prospettica di un ulteriore stampo prodotto a partire da una composizione di malta cementizia secondo l'invenzione.
Esempio 1
E' stata preparata una malta premiscelata secca pronta all'uso, con la seguente composizione percentuale in peso;
cemento Portland CEM I 52,5R: 50,0% DILACON*: 5,0% carica calcarea; 10,0% naftalensolf onato FLUBE* CR 140: 2,0% additivo dlsaerante PND: 1,0% sabbia silicea di diametro
massimo 0,5 mm: 32,0% Il DILACON (marchio registrato) è un agente espansivo a base di solfoalluminato di calcio e prodotto da ENICHEM.
Il FLUBE (marchio registrato) CR 140 è un agente disperdente prodotto dalla ditta BOZZETTO.
Il PND è un agente disaerante venduto dalla ditta ADDIMENT.
Il cemento Portland CEM I 52,5R è prodotto UNICEM.
La malta così composta è stata miscelata per 4 minuti in un miscelatore a regime forzato con il 20% in peso di acqua. Si è ottenuto un impasto omogeneo, assolutamente privo di segregazione, molto fluido e dall'aspetto poco viscoso, che dopo 30 minuti conservava le stesse proprietà quasi completamente inalterate. Sono state effettuate le seguenti misure utilizzando metodi di prova standard:
spandimento (UNI 7044): >200% densità (CEN prEN 1015-6): 2203 kg/m<3 >contenuto di aria
(CEN prEN 1015-7): 0,7% Res. compressione a 1 giorno: 41,7 N/mm<2 >Res. compressione a 3 giorni: 73,0 N/mm<2 >Le resistenze a compressione sono state misurate su provini 40x40x160 mm confezionati e stagionati secondo quanto prescritto dalla norma CEN EN 196/1.
Con la malta così costituita è stato realizzato uno stampo illustrato in figura 1.Tale stampo è formato da tre parti, rispettivamente una matrice 10a, un premilamiera 12a ed un punzone 14a, ed è suscettibile di imprimere una forma a croce su di una lastra, in particolare un foglio di lamiera.
Le parti 10a, 12a e 14a hanno un'armatura metallica continua non illustrata nella figura 1 e realizzata con metodi di per sé noti che prevedono l'impiego di gabbie e tondini fra loro saldati.
Lo stampo è stato utilizzato numerose volte, realizzando un numero consistente di impronte alcune delle quali della profondità di circa 20 mm. Il comportamento meccanico di tutte e tre le parti 10a, 12a, 14a è risultato molto soddisfacente. Anche la lamiera si è stirata in modo regolare. Le superfici dello stampo che vanno a contatto con la lamiera sono state lubrificate con grafite in polvere. Sono stati impiegati vari tipi di lamiera, inclusa una di acciaio inossidabile dello spessore di 1 mm.
Esempio 2
Con la stessa malta premìscelata descritta nell'esempio 1 è stato realizzato uno stampo illustrato in figura 2. Tale stampo è formato da tre parti rispettivamente una matrice 10b, un premilamiera 12b ed un punzone 14b ed è in grado di imbutire un foglio di lamiera secondo una forma che riproduce fedelmente la parabola di un faro di automobile. L'esecuzione del getto è avvenuta secondo le modalità operative descritto nell'esempio 1.
Le parti 10b, 12b e 14b hanno un'armatura metallica contìnua non illustrata nella figura 2 e realizzata con metodi di per sé noti che prevedono l'impiego di gabbie e tondini fra loro saldati.
Alla sformatura delle tre partì 10b, 12b, 14b, si è potuto constatare il buon comportamento della malta ai fini della realizzazione di superfici lisce prive di difetti macroscopici, così come già evidenziato dallo stampo descritto nell'esempio 1.
Sono state effettuate numerose prove di stampaggio, a seguito delle quali sono stati prodotti alcuni esemplari di parabole in modo soddisfacente, sia dal punto di vista dello stiramento della lamiera che del comportamento meccanico dello stampo. Esempio 3
Viene preparata una malta premiscelata secca pronta all'uso secondo la seguente composizione percentuale in peso:
cemento Portland CEM I 52,5: 35,0% DILACON<R>: 4,2% carica calcarea: 4,9% naftalensol fonato FLUBE* CR 140: 1,4% additivo disaerante PND: 1,0% sabbia silicea di diametro
massimo 1 mm: 53,5% La malta così composta è stata miscelata secondo le modalità descritte nell'esempio 1 con il 16,5% di acqua, ottenendo una malta fresca delle caratteristiche reologiche giudicate idonee alla costruzione di stampi in base ai criteri di valutazione definiti negli esempi precedenti.
Sono state effettuate le seguenti misure, utilizzando i metodi di prova citati nell'esempio 1:
spandimento : >200% densità: 2210 kg/m<3 >contenuto di aria: 0,5% Res. compressione a 1 giorno: 41.3 N/mm<2 >Res. compressione a 2 giorni: 55.4 N/mm<2 >Res. compressione a 3 giorni: 61,8 N/mm<2 >Res. compressione a 7 giorni: 65,2 N/mm<2 >Res. compressione a 28 giorni: 80,5 N/mm<z >La malta è stata utilizzata per preparare le tre parti 10b, 12b, 14b di cui si compone lo stampo di figura 2, secondo le modalità descritte nell'esempio 2. Lo stampo è stato impiegato con soddisfazione in ripetute prove di stampaggio di lamiera e non ha dato luogo a fenomeni di fessurazione da ritiro idraulico.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Composizione di malta cementizia per la realizzazione di articoli, quali in particolare stampi per la sagomatura di lastre, comprendente, nelle quantità definite dalle seguenti percentuali in peso: cemento 20-50% agente espansivo 1-10% agente disperdente 0,5-2% agente disaerante 0,5-1,5% sabbia 30-60% carica calcarea 1-10%.
- 2. Composizione secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto cemento è di una classe di resistenza elevata, tipo il 42,5 N/mm<2 >o il 52,5 N/mm<2 >come definiti dalla norma europea CEN ENV 197/1.
- 3. Composizione secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto agente espansivo è un prodotto a base di solfoalluminato di calcio o di ossido di calcio.
- 4. Composizione secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detto agente disperdente è un prodotto a base di un sale di calcio o di sodio di naftalensolfonato condensato con formaldeide, o a base di melammina, o a base di polimeri o copolimeri acrilici.
- 5. Composizione secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto detta sabbia è di tipo siliceo alluvionale ed ha granuli di diametro massimo fino a 4 mm e preferibilmente fino ad 1 mm.
- 6. Composizione secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che detta carica calcarea è costituita da carbonato di calcio in polvere sotto forma di granuli aventi un diametro massimo pari a 90 micron e per almeno il 50% un diametro inferiore a 20 micron.
- 7. Articolo, in particolare stampo per la sagomatura di lastre, ottenuto a seguito della preparazione di una miscela a partire da acqua e da queste composizioni di malta cementizia secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, della colata di detta miscela in una forma corrispondente a quella dell'articolo desiderato e dell'indurimento di detta miscela.
- 8. Articolo secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta miscela è ottenuta mescolando 100 parti in peso di composizione di malta cementizia con 15-22, preferibilmente 18-20, parti in peso di acqua, la miscela indurita costituente detto articolo avendo una resistenza di almeno 50 N/mm<2 >secondo la norma europea CEN EN 196/1 al più tardi entro tre giorni dalla colata e preferibilmente entro uno o due giorni dalla colata.
- 9. Articolo secondo una qualunque delle rivendicazioni 7 o 8, caratterizzato dal fatto che detta colata della miscela è effettuata entro una cassaforma metallica, suscettibile di facilitare la successiva movimentazione dell'articolo.
- 10. Articolo secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni da 7 a 9, caratterizzato dal fatto che è formato da una o più parti, rinforzate da una armatura metallica continua e/o un'armatura diffusa di fibre metalliche, vegetali o polimeriche annegate nella malta indurita.
- 11. Articolo,in particolare stampo, secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni da 7 a 10, caratterizzato dal fatto che le sue superfici destinate ad andare in contatto con le lastre da sagomare sono ricoperte da uno strato di rivestimento di spessore pari ad almeno 0,1 mm e preferibilmente inferiore a 30 cm.
- 12. Articolo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto strato di rivestimento è di metallo, materiale polimerico rinforzato o materiale cementizio differente da quello ottenuto a partire dalle composizioni delle rivendicazioni da 1 a 6.
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