ITTV990008A1

ITTV990008A1 - Procedimento ed apparecchiatura per la fabbricazione di lastre inmateriale lapideo.

Info

Publication number: ITTV990008A1
Application number: IT1999TV000008A
Authority: IT
Inventors: Marcello Toncelli
Original assignee: Marcello Toncelli
Priority date: 1999-01-22
Filing date: 1999-01-22
Publication date: 2000-07-22
Also published as: WO2000043192A1; EP1144180A1; IT1311813B1

Description

La presente invenzione riguarda la fabbricazione di lastre in materiale lapideo e più specificamente un’apparecchiatura ed un procedimento per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo costituite da un materiale lapideo naturale in forma granulare e da un legante.

L’invenzione riguarda inoltre le lastre così ottenute.

I materiali lapidei naturali, come marmo, granito ecc. vengono utilizzati sotto forma di lastre o pannelli, principalmente per pavimentazioni e per rivestimenti murali.

Questi materiali vengono estratti sotto forma di blocchi dalle cave ed i blocchi vengono sottoposti ad un ciclo operativo che prevede numerose operazioni, quali ad esempio la segagione, la levigatura, la lucidatura ed altro.

I materiali lapidei naturali presentano numerose ed indiscusse proprietà estetiche e meccaniche, ma alla loro estrazione e lavorazione sono associati numerosi problemi ed inconvenienti.

II primo e non trascurabile problema è quello degli scarti o sfridi del materiale estratto dalle cave: in genere non più del 20-30% del materiale scavato viene realmente utilizzato.

Un secondo problema è quello delle differenze talvolta rilevanti tra un blocco e l’altro, per cui non è possibile ottenere pavimentazioni o rivestimenti di grandi superfìci che non presentino evidenti differenze estetiche o quanto meno cromatiche.

Un terzo problema è quello della resistenza meccanica alle sollecitazioni che questi manufatti devono subire sia durante la lavorazione che dopo il montaggio in opera: per tale motivo le lastre ottenute dei blocchi di cava generalmente hanno spessori rilevanti (dell’ordine di 3 cm e più) per cui sono molto pesanti e di non facile manipolazione.

Un quarto problema è quello delle dimensioni contenute delle lastre ottenute dai blocchi di cava che, unitamente alla notevole lentezza di alcune operazioni fondamentali come quella della segagione (la velocità di taglio di un telaio di segagione che operi su di un blocco di granito in genere non supera il valore di 5 cm/ora), rende i costi di produzione ed installazione di questi manufatti notevolmente elevato tanto da limitarne sostanzialmente l’impiego ad edifici di non trascurabile valore commerciale.

Già in passato si è affrontato il problema principale, quello cioè dell’utilizzazione della enorme quantità di materiale lapideo di scarto di cava (vale a dire il predetto 70% non utilizzato direttamente) nella produzione di manufatti lapidei artificiali.

In tutti i processi tentati ed attuati il materiale lapideo naturale è stato macinato ad una granulometria opportuna e poi impastato con un legante formando un manufatto in forma di lastra, operando quindi l’indurimento del legante.

Il primo tentativo è consistito nella fabbricazione di manufatti cementizi ovvero mattonelle denominate “terrazzo” costituite da granulato di materiale lapideo naturale disperso in una matrice cementizia.

Questi manufatti presentano notevoli problemi ed inconvenienti tanto è vero che la loro produzione ed utilizzazione è sostanzialmente cessata.

Infatti, oltre a presentare spessori e quindi peso rilevante per formati relativamente modesti (non superiori a 40x40 cm), essi presentano bassi valori di resistenza a flessione ed all’abrasione e per giunta l’assorbimento di acqua arriva fino al 9-10% in peso con esaltazione quindi dei fenomeni di gelività.

Un ulteriore inconveniente è quello dell’aspetto che denuncia la presenza del legante cementizio, per cui la loro utilizzazione è stata sempre legata alla loro economicità.

Un altro processo di fabbricazione di manufatti in forma di mattonelle o lastre, concepito e realizzato industrialmente in anni recenti, prevede la preparazione di un impasto costituito da un granulato di materiale lapideo naturale (portato ad una granulometria opportuna) e da un legante scelto tra i leganti di natura cementizia e quelli a base di una resina sintetica induribile. L’impasto risultanté viene sottoposto ad un primo stadio di formatura, ad esempio mediante riempimento di appositi stampi, in modo da formare uno strato dello spessore desiderato.

Lo stampo viene quindi sottoposto ad un’azione di compattazione meccanica (ad esempio mediante l’azione di una pressa a piatto), mantenendo lo stampo sotto vuoto ed applicando concomitantemente un moto vibratorio di frequenza prestabilita.

Terminata questa operazione della durata di alcuni minuti, ha inizio l’operazione di indurimento le cui modalità dipendono esclusivamente dalla natura del legante.

Nel caso di un legante cementirio questa operazione prevede una prima fase di presa seguita da una seconda fase di indurimento, di tipo tradizionale nel campo dei manufatti cementizi, per cui il manufatto in lastra viene lasciato in riposo per il tempo necessario (dell’ ordine di alcuni giorni).

Nel caso invece di legante costituito da una resina sintetica, come ad esempio una resina poliestere, l’indurimento avviene in un tempo molto breve, preferibilmente in presenza di un catalizzatore con la concomitante somministrazione di calore, oppure a temperatura ambiente, addizionando al catalizzatore anche un promotore.

Con analoga tecnologia vengono anche fabbricati manufatti in blocchi destinati successivamente alla segagione in lastre al pari dei blocchi in materiale lapideo naturale estratti da cave.

Nell’ambito di questa tecnologia, conosciuta globalmente come “Bretonstone Sistema” e sviluppata nel corso degli anni dallo stesso richiedente della presente domanda, sono stati realizzati numerosi perfezionamenti, volti a migliorare aspetti specifici, come ad esempio la realizzazione di lastre di grandi dimensioni ma di spessore ridotto a valori dell’ordine di 10 mm od anche meno, la realizzazione di rinforzi atti ad accrescere grandemente la resistenza a flessione delle lastre ed altro.

Nel caso specifico dei manufatti in lastre con legante cementizio questi perfezionamenti hanno consentito di diminuire il rapporto acqua/cemento nel legante a vantaggio della riduzione di porosità e dell’ottenimento di manufatti aventi proprietà meccaniche sostanzialmente isotrope.

Finora, tuttavia, non è stato possibile ridurre la complessità e l’ingombro degli impianti di fabbricazione delle lastre e soprattutto la dimensione delle lastre ottenibili ha incontrato limiti insuperabili.

Infatti, nell’ambito del processo precedentemente descritto sinteticamente la fase di formatura prevede di realizzare su di un supporto temporaneo uno strato di spessore desiderato di impasto di partenza, da sottoporre successivamente ad una compattazione meccanica per mezzo di una pressa a piastra, applicando concomitantemente un moto vibratorio e mantenendo lo strato di materiale in fase di compattazione sotto un vuoto piuttosto spinto. E’ evidente che la realizzazione di lastre di grandi dimensioni solleva problemi di apparecchiature industriali non indifferenti.

D’altro canto la realizzatone di blocchi destinati alla segagione in lastre è soggetta, al pari dei blocchi estratti dalle cave, da un problema economicamente rilevante.

Infatti nella segagione di un blocco di granito il 25% circa del materiale lapideo va perduto come strido di segagione, per cui nel caso di blocchi realizzati artificialmente, oltre al danno derivante dal mancata utilizzazione del materiale costituente lo strido ed al costo in termini di tempi di segagione, si ha anche un notevole inquinamento ambientale.

Scopo principale della presente invenzione è quello di fornire un processo ed un impianto semplificati per la realizzazione diretta di lastre costituite da un granulato di materiale lapideo naturale, lastre che abbiano grandi dimensioni, presentino se desiderato spessori sottili e mantengano le soddisfacenti qualità estetiche e meccaniche delle lastre realizzate, con il procedimento tradizionale precedentemente sunteggiato.

Un altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un procedimento ed impianto del tipo precedentemente indicato che consentano di utilizzare sia un legante cementizio che un legante a base di una resina sintetica.

Questo ed altri scopi, che appariranno più chiaramente nel prosieguo della descrizione, vengono conseguiti con la presente invenzione con la quale si realizzano direttamente, ossia senza passare attraverso la segagione di un blocco, lastre di materiale lapideo che possono arrivare come dimensioni a lunghezze di 3 metri ed oltre per larghezze superiori ad 1 metro, con spessori che a seconda del legante impiegato possono essere di 1-3 cm. nel caso del legante cementizio, mentre lo spessore può essere inferiore ad 1 cm nel caso di resina sintetica quale fase legante; inoltre le lastre risultanti presentano resistenza a flessione nettamente superiore a quella del materiale lapideo naturale di partenza (ad esempio nel caso di granito, la resistenza a flessione di una lastra ottenuta da granito naturale varia tra 9 e 15 N, mentre una lastra secondo la presente invenzione ottenuta da granulato di granito legato con legante cementizio ha una resistenza a flessione compresa tra 14 e 18N), bassa porosità (cui consegue un basso assorbimento di acqua e quindi una maggiore resistenza alla gelività), isotropia delle proprietà meccaniche e mancanza delle fessurazioni di origine naturale tipicamente presenti nelle lastre ottenute direttamente da blocchi di materiali lapidei naturali.

Il procedimento e l apparecchiatura secondo la presente invenzione si caratterizzano per le seguenti caratteristiche:

(a) L’impasto di partenza, formato da un granulato di materiale lapideo naturale di granulometria a distribuzione controllata e dal legante, viene alimentato ad un alimentatore dosatore atto ad alimentare rimpasto con una portata controllata ad una cassaforma di formatura delle lastre singole, cassaforma che si caratterizza a sua volta per la presenza di una pluralità di camere dì formatura affiancate in modo che ciascuna, camera sia in comunicazione attraverso un’unica imboccatura superiore con la bócca di uscita o di scarico di detto alimentatore dosatore. La cassaforma è preferibilmente disassemblabile in modo da consentire un’estrazione agevole delle lastre indurite dalle singole camere di formatura.

(b) Dette camere di formatura, le quali essendo preferibilmente disposte a pacco costituiscono in effetti la cassaforma, hanno dimensioni corrispondenti a quelle di una singola lastra disposta verticalmente, con i lati maggiori (quelli di dimensione di 3 metri ed oltre) orientati orizzontalmente ed evidentemente i lati minori disposti verticalmente, ed uno spessore corrispondente a quello della lastra da formare.

(c) La cassaforma è associata a mezzi generatori di moto vibratorio, di frequenza prestabilita, in modo che le pareti delle singole camere di formatura siano animate anch’esse da un moto vibratorio, ma è distanziata dalla bocca di uscita o scarico di detto alimentatore dosatore, in modo che quest’ultimo non sia in collegamento con detti mezzi generatori di moto vibratorio e che detto impasto, nei percorso tra detta bocca di uscita e rimboccatura di ciascuna camera di formatura percorra imo spazio in caduta libera.

(d) Detto alimentatore dosatore e detta cassaforma sono sottoposti ad un vuoto di valore prestabilito.

Pertanto dal punto di vista del processo la presente invenzione prevede un processo di fabbricazione di lastre a partire da un impasto che prevede le seguenti operazioni:

(1) preparazione dell’impasto di partenza mediante miscelazione a pressione atmosferica di un granulato di materiale lapideo naturale e di un legante, detto granulato avendo una prestabilita scala granulometrica e detto legante essendo scelto tra un legante cementizio ed una resina sintetica induribile, (2) riempimento di un serbatoio alimentatore e dosatore con una quantità prestabilita di impasto, livellato uniformemente all’ interno del serbatoio; (3) chiusura ermetica della bocca di carico del serbatoio;

(4) trasferimento di detto impasto con una portata prestabilita dalla bocca di scarico di detto serbatoio alimentatore e dosatore all’imboccatura di camere di formatura affiancate formanti una cassaforma, detto trasferimento avendo luogo, mantenendo sia la bocca di scarico di detto serbatoio sia l’imboccatura di dette camere di formatura sotto un vuoto prestabilito, in modo che detto impasto tra detta bocca di uscita e detta imboccatura di dette camere percorra in caduta libera uno spazio prestabilito nel quale agisce detto vuoto prestabilito;

(5) applicazione a detta cassaforma di un moto vibratorio di frequenza prestabilita in modo che anche le pareti verticali di dette camere di formatura siano animate da detto moto vibratorio, detto moto vibratorio essendo applicato durante il riempimento di ciascuna camera di formatura in misura prestabilita e continuato fino a conseguire la compattazione desiderata dell’impasto in ciascuna camera;

(6) trasferimento di detta cassaforma in una stazione di indurimento e (7) sformatura dalla cassaforma delle lastre indurite per le operazioni di finitura.

A sua volta l’apparecchiatura secondo la presente invenzione prevede, oltre alla consueta stazione di miscelazione a pressione atmosferica dell’impasto di partenza ed alla stazione di indurimento, una stazione di formatura e compattazione che consta di una sezione superiore di alimentazione dosata di impasto di partenza e di una sezione inferiore nella quale trova sede una cassaforma rimuovibile, a detta sezione inferiore essendo associati mezzi generatori di un moto vibratorio di frequenza prestabilita, detta cassaforma essendo costituita da almeno una e preferibilmente una pluralità di camere di formatura a fondo cieco ed aventi una imboccatura di riempimento situata all’estremità superiore in allineamento verticale con detta sezione superiore, dette sezioni superiore ed inferiore essendo racchiuse in un involucro associato a mezzi generatori di vuoto al suo interno ed essendo inoltre predisposta una distanza prefissata tra la bocca di scarico di impasto di detta sezione superiore e l’imboccatura di ciascuna camera di formatura in modo che l’impasto in alimentazione percorra in caduta libera e sotto l’azione del detto vuoto uno spazio predeterminato prima di entrare in detta imboccatura della corrispondente camera di formatura, determinando quindi la disaerazione dell’impasto preparato a pressione atmosferica.

Nella forma di realizzazione preferita dell’apparecchiatura secondo la presente invenzione detta cassaforma consta di una pluralità di camere di formatura che, come già accennato definiscono lo spazio per la formatura di una lastra “in piedi”, ossia con giacitura verticale con i lati minori perpendicolari al terreno ed i lati maggiori ovviamente paralleli al medesimo. Ciascuna camera di formatura è definita da un pannello e della superficie posteriore del pannello immediatamente adiacente, ciascun pannello presentando perifericamente un telaio o spalletta perimetrale di appoggio, avente preferibilmente bordi inclinati per favorire la sformatura delle lastre finite, di spessore prestabilito che definisce la larghezza della camera di formatura e quindi lo spessore della lastra che verrà formata nella stessa. Nell’attuazione del procedimento della presente invenzione nell’apparecchiatura anch’essa oggetto dell’invenzione, l’impasto di partenza viene preparato per miscelazione in un mescolatore atmosferico convenzionale, che viene alimentato con granulato di materiale lapideo e legante.

Per quanto riguarda il primo esso viene ottenuto per macinazione di materiale lapideo naturale, come marmo, granito, porfido, ecc., con una scala granulometrica il cui limite superiore è certamente inferiore allo spessore della lastra da fabbricare.

Di preferenza la dimensione massima delle particelle formanti il granulato non è superiore ad un terzo dello spessore della lastra finale e quindi della camera di formatura.

Questa scala granulometrica viene in particolare scelta in modo che la miscela di partenza abbia la massima scorrevolezza possibile. Ad esempio la scala granulometria può essere determinata applicando una delle formule note, ad esempio la formula di Fuller oppure quella di Bohlomy.

H legante è scelto tra i leganti cementizi e quelli a base di resina sintetica induribile.

Nel primo caso l’impasto di partenza viene preparato miscelando il granulato con cemento, preferibilmente cemento Portland con un contenuto di clinker non inferiore al 96%, eventualmente addizionato di carbonato di calcio con la funzione in sé nota di additivo per impedire la separazione dell’acqua di impasto.

Nella realizzazione preferita la quantità di cemento è dell’ordine del 10-13% in volume o poco maggiore, riferita al volume dell’impasto di partenza, e l’acqua che viene aggiunta, in percentuale in volume sostanzialmente uguale a quella del cemento, determina un rapporto in peso tra acqua e cemento dell’ordine di 0,30-0,32.

Quando viene addizionato anche carbonato di calcio (nella misura dell’1% circa in volume riferito all’impasto finale), si aumenta il rapporto volumetrico tra componenti in polvere ed acqua (i quali componenti in polvere consistono del cemento e del carbonato di calcio), portandolo al di sopra di 0,50.

Nel caso invece di un legante resinoso, il granulato viene miscelato con una resina liquida in modo da umettare tutti i granuli. La resina è preferibilmente scelta tra le resine poliestere, epossidiche ed acriliche.

Alla resine poliestere ed acriliche è aggiunto un catalizzatore di indurimento e, a seconda delle modalità di indurimento, eventuali altri additivi come i promotori (nel caso in cui l’indurimento avvenga a temperatura ambiente). Quando invece nella stazione di indurimento la lastra da indurire viene riscaldata, allora il promotore non è necessario ed il calore è sufficiente ad attivare l’azione del catalizzatore.

E’ importante tenere presente che l’impasto di partenza deve avere una disaggregazione, ossia una scarsa coesione, sufficiente a consentirne la disaerazione.

L’impasto così preparato deve quindi essere alimentato alle camere di formatura presenti nella cassaforma successivamente descritta in dettaglio. A tale scopo, secondo la presente invenzione, tale alimentazione viene effettuata in modo che la miscela venga alimentata con una portata uniforme nella sezione di scarico e regolata in modo che il riempimento delle camere di formatura avvenga gradualmente e che prima di entrare nell’imboccatura di ciascuna camera di formatura rimpasto percorra un breve spazio in caduta libera dalla bocca di scarico dell’ alimentatore-dosatore, in modo da favorire la disaerazione dell’impasto prima che entri nelle camere di formatura.

A tale scopo tale caduta libera della miscela avviene in un ambiente mantenuto sotto un vuoto prefissato e piuttosto spinto.

Mano a mano che l’impasto penetra nelle camere di formatura, andando a depositarsi sul fondo cieco delle stesse, subisce l’azione del moto vibratorio applicato alla cassaforma.

Tale moto vibratorio, che si trasmette anche alle pareti verticali delle camere di formatura, ha una molteplice funzione, ossia:

(a) favorire la discesa dell’impasto nelle camere ed il loro riempimento; (b) realizzare la costipatone dell’impasto nelle camere di formatura e (c) promuovere il completamento della disaeratone dell’impasto.

Quando tutte le camere di formatura sono riempite in egual misura con rimpasto costipato e disaerato, la cassaforma viene estratta dall’ambiente sotto vuoto e trasferita alla zona di indurimento. Quando l’indurimento è completato (in un tempo dipendente dalla natura del legante) la cassaforma viene disassemblata e le lastre posizionate su supporti verticali.

Più specificamente, nel caso di legante cementizio, la fase di indurimento vera e propria (che si completa nei 5-6 giorni seguenti), è preferibilmente preceduta dalla consueta fase di presa, caratteristica dei manufatti cementizi, preferibilmente controllando sia durante la presa che durante l’indurimento la temperatura e l’umidità dell’ambiente in cui tali fasi vengono effettuate. Nel caso invece di legante resinoso, per il quale la fase di indurimento ha una durata di minuti o di poche ore, le operazioni dipendono dalla natura della resina e dalle condizioni di indurimento catalizzato (con riscaldamento oppure in presenza di un promotore).

Tra i vantaggi della presente invenzione che appariranno più chiaramente dalla descrizione dettagliata che segue, sono principalmente degni di menzione i seguenti:

(1) Utilizzazione di materiale lapideo naturale di scarto, con notevole riduzione dell’inquinamento ambientale delle cave,

(2) Eliminazione degli sfridi e dei tempi di segagione dei blocchi di materiale lapideo.

(3) Ottenimento di lastre di dimensioni molto grandi, lastre che inoltre presentano qualità meccaniche migliori di quelle di materiale lapideo naturale.

(4) Ottenimento di lastre aventi proprietà meccaniche omogenee od isotrope.

(5) Ottenimento di lastre di caratteristiche estetiche uniformi e costanti, prive di fessurazioni e difetti naturali caratteristici dei materiali lapidei naturali.

(6) Ottenimento di lastre di spessore sottile, molto inferiore a quello delle lastre di materiale lapideo naturale, a parità di prestazioni e proprietà meccaniche.

(7) Economicità dei materiali ed in particolare del legante, specialmente nel caso di legante cementizio, con conseguente riduzione importante dei costi di fabbricazione.

Si farà ora riferimento ai disegni allegati per descrivere una forma di realizzazione preferita dell’apparecchiatura dell’invenzione, restando inteso che la stessa non ha intendimento limitativo ma unicamente esemplificativo. Nei disegni:

la fig. 1 è una vista schematica in elevazione frontale, parzialmente in sezione, della stazione di formatura delle lastre;

la fìg. 2 è una vista prospettica di uno dei pannelli costituenti ciascuna camera di formatura, e

la fig. 3 è una vista in elevazione laterale, parzialmente in sezione, di una variante di realizzazione del contenitore di alimentazione e dosaggio dell’impasto alle camere di formatura.

Riferendosi alle figure ed in particolare alla figura 1, è mostrata la stazione di formatura delle lastre di un impianto per la fabbricazione di lastre con il procedimento oggetto della presente invenzione, impianto comprendente una stazione di preparazione dell’impasto di partenza, una stazione di formatura delle lastre (indicata genericamente con il riferimento 10) ed infine una zona o stazione di indurimento.

Poiché gli aspetti caratteristici ed inventivi della presente invenzione sono concentrati nella stazione di formatura 10, per le altre due stazioni, rispettivamente situate a monte ed a valle della stazione di formatura, sono sufficienti alcune indicazioni generiche, trattandosi di aspetti di per se noti. In particolare nella stazione di preparazione dell’impasto di partenza è montato un mescolatore operante a pressione atmosferica dotato di elementi agitatori di tipo tradizionale. Il mescolatore viene alimentato dall’alto con gli ingredienti da miscelare, ossia granulato di materiale lapideo naturale, precedentemente predisposto con la distribuzione granulometrica desiderata, e ingredienti del legante.

Di preferenza la preparatone dell’impasto di partenza avviene in modo discontinuo, ovvero per cariche, dopo di che si procede al trasferimento alla stazione di formatura delle lastre, preferibilmente per mezzo di un serbatoio o contenitore di alimentazione e dosaggio successivamente descritto in dettaglio.

La statone di formatura delle lastre comprende un involucro o campana 12 che definisce una camera 14 collegata a mezt non mostrati atti a generare al suo interno un vuoto di valore prestabilito (preferìbilmente dell’ordine di 10-40 mbar di pressione residua).

Sul fondo 13 dell’involucro 12 è montata una struttura vibrante (indicata complessivamente e genericamente con il riferimento 16), comprendente un piano o piattaforma vibrante 18 montata elasticamente rispetto al fondo 13. A titolo di esempio nella figura questa sospensione elastica del piano vibrante è rappresentata da due molle di compressione 20 montate tra il piano 18 ed il fondo 13 e tarate in modo da assicurare la libera vibrazione del piano 18.

Al di sotto del piano vibrante 18 sono ricavati due compartimenti 22, non comunicanti con l’interno della camera 14, nei quali sono alloggiate due macchine vibranti 24 di tipo tradizionale (ad esempio del tipo a masse rotanti sbilanciate) che nella forma di realizzazione mostrata sono disposte in modo da essere controrotanti e quindi generare una vibrazione unidirezionale (che nella fattispecie è diretta verticalmente). Tuttavia lunidirezionalità della vibrazione non costituisce una condizione indispensabile per il procedimento delia presente invenzione.

I due compartimenti 22 sono isolati dall’interno della camera 14 allo scopo di evitare che i motori delle due macchine generatrici di moto vibratorio siano inutilmente sottoposte all’azione del vuoto che non favorisce il funzionamento dei motori elettrici in generale. Preferibilmente sono collegati mediante una tubazione di circolazione dell’aria all’aria esterna per ventilare e raffreddare le macchine vibranti.

Sul piano vibrante 18 è appoggiata la cassaforma indicata genericamente e complessivamente con il riferimento 26, che nell’esempio rappresentato in figura 1 consta di tredici camere di formatura 28.

Le camere di formatura sono formate e delimitate da pannelli 30 in materiale leggero ed antiaderente, come ad esempio polipropilene, per cui la loro manipolazione non presenta difficoltà. Uno di questi pannelli è mostrato in dettaglio nella figura 2.

Ciascun pannello 30 comprende una parete piana 32, la cui faccia anteriore 32 è incorniciata su tre lati da una spalletta 34, avente bordi inclinati in modo da consentire la sformatura delle lastre indurite, la quale ha uno spessore corrispondente a quello della lastra da formare e la cui cavità interna ha le dimensioni della lastra stessa.

Come si vede chiaramente dalla figura 1, tutti i pannelli 30 sono montati con identico orientamento (ossia con le facce 32 e le spallette 34 orientate tutte nella stessa direzione) per cui ciascuna camera di formatura 30 è definita dalla faccia 32 di un pannello 30 e dalla faccia posteriore 36 del pannello immediatamente antistante, rispetto al quale la spalletta funziona anche come distanziatore.

Tutti i pannelli 30 sono montati con il lato privo di spalletta 34 disposto all’estremità superiore, in modo da definire rimboccatura della camera di formatura 28, imboccatura attraverso la quale viene introdotto l’impasto di partenza precedentemente menzionato fino a riempire la camera stessa. Pertanto la cassaforma 26 consta di un pacco di pannelli 30 che sono mantenuti serrati tra di loro attraverso un qualsiasi dispositivo meccanico smontabile e rimontabile.

Nell’esempio illustrato questo dispositivo consta di una staffa o cravatta 38 in metallo, sagomata ad U, dotata di due staffe o maniglioni 40 atti ad essere impegnati, da un carrello per l’introduzione e l’estrazione della cassaforma 26 rispetto alla camera 14.

A tale scopo sul fondo 13 della camera 14 sono previste due rotaie 42 per lo scorrimento del carrello (non mostrato) atto ad impegnare la staffa 38 per l’estrazione della cassaforma 26, una volta ultimato il riempimento delle camere di formatura e l’introduzione di una nuova cassaforma.

Ovviamente a tale scopo l’involucro 12 sarà dotato di una porta a tenuta di vuoto (non mostrata) ed avrà un’opportuna estensione in direzione perpendicolare al piano della figura 1 per consentire i movimenti di introduzione ed estrazione delle casseforme.

Al di sopra dell’estremità superiore della cassaforma 26 è posizionato su staffe di appoggio 45 un dispositivo di alimentazione dosata di impasto di partenza comprendente un contenitore 44 dotato di pareti laterali verticali 46, presentanti una svasatura 47 in corrispondenza dei bordi superiori, e di un fondo 48; il fondo 48 è dotato di mezzi ad esempio a lamelle orientabili per io scarico dosato dell’impasto 50 contenuto nel contenitore. Come si vede chiaramente in figura 1, le staffe di appoggio 45 e con esse il contenitore 44 non appoggiano sulla cassaforma, per cui il moto vibratorio cui è soggetta la cassaforma non viene in alcun modo trasmesso al contenitore ed all’impasto 50 in esso presente.

Due guarnizioni a labbro 52 impediscono che rimpasto possa debordare al di fuori della superficie superiore della cassaforma e quindi delle imboccature delle camere di formatura 28.

In corrispondenza della posizione del contenitore 44 l’involucro 12 presenta un’apertura 54 per l’introduzione e l’estrazione del contenitore che viene riempito , uniformemente con impasto 50 ben livellato ed un coperchio a tenuta 56, dotato di opportune guarnizioni periferiche, chiude l’involucro e quindi la camera 14, impedendo qualsiasi comunicazione con l’esterno. Dalla figura 1 si può agevolmente apprezzare che tra il fondo del contenitore 44 e l’imboccatura delle camere di formatura 28 è lasciato un certo spazio, nel quale l’impasto viene sottoposto ad una caduta Libera ed al tempo stesso è soggetto all’azione del vuoto cui è soggetta la camera 14.

Come già accennato in questo modo l’impasto prima di entrare nelle camere di formatura è sottoposto ad un’azione intensa di disaerazione che appare determinante ai fini dei risultati che si vogliono conseguire ed in particolare per assicurare una bassa porosità ed una compattazione spinta dell’impasto nelle camere di formatura.

A questa azione si aggiunge inoltre quella della vibrazione cui sono soggette le pareti delle camere di formatura, vibrazione che da un lato (come si vedrà) realizza il compattamento dell’impasto nelle camere di formatura e dall’altro lato in modo noto promuove il completamento della disaerazione dell’impasto.

Il procedimento della presente invenzione facendo uso dell’apparecchiatura sopra descritta avviene attraverso le fasi seguenti.

In primo luogo si prepara in aria l’impasto di granulato di materiale lapideo naturale e di legante, protraendo l’azione di miscelazione fino a quando l’impasto si presenta omogeneo e scorrevole.

Con questo impasto viene riempito un contenitore avendo cura che l’impasto sia livellato e distribuito uniformemente nel contenitore.

Quest’ultimo viene quindi caricato attraverso l’apertura 54 nell’involucro 12 in modo da appoggiarsi sulle staffe 45.

Dopo aver debitamente chiuso ermeticamente il coperchio 56 si collega la camera 14 ai mezzi generatori di vuoto (ad esempio una pompa di vuoto) fino a raggiungere il grado di vuoto desiderato.

Contemporaneamente al caricamento del contenitore 44 si procede a posizionare una nuova cassaforma 26 nella posizione di riempimento delle camere di formatura.

A questo punto si azionano le lamelle di fondo del contenitore 44, iniziando a scaricare rimpasto in modo controllato e quindi dosato nell’imboccatura delle camere di formatura 28 della cassaforma.

L’impasto, prima di raggiungere l’imboccatura delle camere di formatura percorre uno spazio in caduta libera dove agisce il vuoto praticato nella camera 14, per cui subisce un’azione di disaerazione.

E’ importante controllare la portata di scarico dell’impasto attraverso il fondo del contenitore 44, in modo che la quantità di impasto che penetra in ciascuna camera non può intasarne rimboccatura ma cade fino al fondo. Il moto vibratorio attivato nel frattempo favorisce la discesa dell’impasto fino al fondo di ciascuna camera di formatura ed il completamento della disaerazione dell’impasto stesso prima dell’arrivo di altro impasto scaricato dal contenitore 44 e realizza la perfetta costipazione dell’impasto all’interno di ogni camera.

Quando tutte le camere di formatura sono state riempite fino alla loro imboccatura si procede alla rimozione della cassaforma dalla camera 14 ed alla sua sostituzione con una nuova cassaforma.

Analogamente avviene per quanto riguarda il contenitore 44 di alimentatone dosata di impasto fresco, nel qual caso e possibile abbreviare i tempi morti predisponendo più di un contenitore, in modo da consentire il loro riempimento con impasto fresco nella stazione di miscelazione mentre le camere di formatura vengono riempite con impasto contenuto nel contenitore posizionato nella camera 14.

La cassaforma con le camere di formatura riempite di impasto costipato viene trasferita alla stazione di indurimento, dove si procede al suo smontaggio dopo che le lastre formate nelle camere di formatura hanno raggiunto almeno la minima consistenza per la loro manipolatone.

Nel caso di legante cementizio ciò significa che lo smontaggio della cassaforma avviene soltanto dopo l’ultimazione della fase di primo indurimento (dell’ordine di 24 ore).

E’ degno di nota che i pannelli 30 del pacco formante la cassaforma sono realizzati preferibilmente in materiale plastico antiaderente, come ad esempio polipropilene, per cui la separazione delle lastre dai pannelli stessi non comporta difficoltà e/o danneggiamento delle lastre grezze.

Le lastre così ottenute, come già accennato, hanno lunghezze che possono essere superiori a 3 metri per una larghezza che può giungere a più di un metro con gli evidenti vantaggi economici e costruttivi.

Nella variante di realizzazione del contenitore 44 illustrato in figura 3, in cui numeri uguali rappresentano le stesse parti del contenitore mostrato in fig. 1, la differenza riguarda il fondo 58 che consta di una pluralità dì aste parallele 60 tra le quali sono posizionati semicilindri 62, girevoli in modo comandato tra la posizione di chiusura, rappresentata in fig. 2, e la posizione di apertura nella quale i semicilindri 62 sono ruotati di 90°, consentendo quindi il passaggio, dell’impasto con una portata controllata e dosata.

Come precedentemente discusso l'impasto di partenza ha una importanza determinante per le proprietà delle lastre ottenute.

Nel caso delle lastre con legante cementizio le formulazioni comprendono di regola dal 10,50 al 12,50% in volume di cemento ed il 10,50% circa in volume di acqua, il resto essendo costituito dal granulato lapideo inerte. In questo modo il rapporto in peso tra acqua e cemento è compreso tra 0,31 e 0,29.

Dì preferenza l'impasto di partenza contiene anche un fluidificante di tipo noto per le paste cementizie, e come già accennato è possibile addizionare l'impasto di carbonato di calcio fino all’ 1% in volume, in modo da ridurre il valore del rapporto acqua/cemento.

Per quanto riguarda gli inerti in forma di granulato, vengono ora fomiti alcuni esempi illustrativi e non limitativi (riferiti ad 1 metro cubo di impasto di partenza):

A. Lastre di granito e marmo con inerti fino a 6-8 mm

cemento 10,50 % in volume (pari a circa 330 kg) acqua 10,50 % in volume (pari a circa 105 kg) inerti (79% circa in volume) (i) granito 2067 kg circa

(ϋ) marmo 2106 kg circa distribuzione granulometrica (mm): 0,1 - 0,3

0,3 - 0,7

0,7 - 1,2

1,2 - 2,5

2,5 -4,0

4,0- 6,0

6,0 -8,0

Le percentuali suddette derivano dall’applicazione della formula di Bohlomy B. Lastre di marmo e granito con inerti più fini

cemento 12,7 % in volume (pari a circa 400 kg) carbonato di calcio 0,8-1% in volume (pari a circa 25 kg) acqua 12,4 % in volume (pari a circa 124 kg) inerti (74% circa in volume) (i) granito 1924 kg circa

(ii) marmo 1998 kg circa distribuzione granulometrica (mm): 0,1 - 0,3

0,3 -0,7

0,7 - 1,2

1,2 - 2,5

2,5 - 4,0

Sono anche previste formulazioni con inerti costituiti da sabbie di quarzo o silicee con granulometria fino a 6 mm per le quali la preferenza è accordata ai leganti a base di resine sintetiche induribili.

Dalla descrizione che precede si apprezzerà che la stessa consente di fabbricare lastre di dimensioni nettamente superiori a quelle finora possibili con la tecnica nota utilizzando materiali lapidei fino ad oggi scartati e senza perdite dovute agli sfridi di segagione.

Inoltre l'eliminazione della fase di segagione consente (fi abbreviare in misura più che significativa i tempi di produzione delle lastre.

Infine, a differenza da quanto finora noto, la stessa apparecchiatura è utilizzabile per l’utilizzazione sia (fi legante cementizio che di legante di resine sintetiche.

Secondo una particolare realizzazione della presente invenzione il riempimento delle camere di formatura viene effettuato fino ad un livello di poco superiore alla loro imboccatura, per cui le lastre alla loro estremità superiore (riferita alla cassaforma) fino al termine dell’ indurimento rimangono mute tra di loro (con una disposizione a pettine) per essere poi separate singolarmente in fase di finitura

Resta infine inteso che modifiche e varianti concettualmente e meccanicamente equivalenti sono possibili nell’apparecchiatura dell’invenzione.

Claims

Rivendicazioni 1. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo che prevede le seguenti operazioni: (1) preparazione dell’impasto di partenza mediante miscelazione a pressione atmosferica di un granulato di materiale lapideo naturale e di un legante, detto granulato avendo una prestabilita scala granulometrica e detto legante essendo scelto tra un legante cementizio ed una resina sintetica induribile; (2) riempimento di un serbatoio alimentatore e dosatore con una quantità prestabilita di impasto, livellato uniformemente all’interno del serbatoio; (3) chiusura ermetica della bocca di carico del serbatoio; (4) trasferimento di detto impasto con una portata prestabilita dalla bocca di scarico di, detto serbatoio alimentatore e dosatore all’imboccatura di camere di formatura affiancate formanti una cassaforma, detto trasferimento avendo luogo, mantenendo sia la bocca di scarico di detto serbatoio sia l’imboccatura di dette camere di formatura sotto un vuoto prestabilito, in modo che detto impasto tra detta bocca di uscita e detta imboccatura di dette camere percorra in caduta libera uno spazio prestabilito nel quale agisce detto vuoto prestabilito; (5) applicazione a detta cassaforma di un moto vibratorio di frequenza prestabilita in modo che anche le pareti verticali di dette camere di formatura siano animate da detto moto vibratorio, detto moto vibratorio essendo applicato durante il riempimento di ciascuna camera di formatura in misura prestabilita e continuato fino a conseguire la compattazione desiderata dell’impasto in ciascuna camera; (6) trasferimento di detta cassaforma in una stazione di indurimento e (7) sformatura dalla cassaforma delle lastre indurite per le operazioni di finitura.
2. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il granulato di materiale lapideo naturale viene scelto con una scala granulometrica tale che la dimensione massima delle particelle è inferiore allo spessore della lastra da fabbricare.
3. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta dimensione massima delle particelle è inferiore ad un terzo dello spessore della lastra da fabbricare.
4. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detta scala granulometrica viene scelta in modo che la miscela di partenza abbia una disaggregazione tale da consentire la sua disaerazione in detta fase di caduta libera e sotto l’azione di detto vuoto.
5. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel caso di legante cementizio la quantità di cemento è dell’ordine del 10-13% in volume riferita al volume dell’impasto, e l’acqua di impasto è in quantità percentuale in volume sostanzialmente uguale a quella del cemento, per determinare un rapporto in peso tra acqua e cemento dell’ordine di 0,30-0,32.
6. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che l’impasto di partenza viene addizionato anche di carbonato di calcio in modo da aumentare il rapporto volumetrico tra componenti in polvere (cemento e carbonato di calcio ) ed acqua al di sopra di 0,50.
7. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto carbonato di calcio viene aggiunto in quantità di circa l’1% in volume riferito al volume di impasto finale.
8. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che nel caso di legante resinoso esso è scelto tra resine poliestere, resine epossidiche e resine acriliche induribili a caldo e/o per azione catalitica.
9. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che nel caso di resine poliestere ed acriliche all’impasto di partenza viene aggiunto un catalizzatore di indurimento ed eventualmente un promotore del catalizzatore, quando l’indurimento non venga effettuato a caldo.
10. Procedimento per la fabbricazione di lastre di materiale lapideo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto vuoto applicato durante il riempimento di dette camere di formatura è dell’ordine di 10-40 mbar di pressione residua.
11. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo a partire da un impasto di partenza costituito da un granulato di materiale lapideo e da un legante, del tipo comprendente una stazione di miscelazione di detto impasto di partenza a pressione atmosferica, una stazione di formatura e compattazione delle lastre ed una zona o stazione di indurimento, caratterizzata dal fatto che detta statone di formatura e compattatone consta di una setone superiore di alimentatone dosata di impasto di partenza e di una setone inferiore nella quale trova sede una cassaforma rimuovibile, a detta sezione inferiore essendo assodati mezzi generatori di un moto vibratorio di frequenza prestabilita, detta cassaforma essendo costituita da almeno una camera di formatura a fondo deco ed avente una imboccatura di riempimento situata all’estremità superiore in allineamento verticale con detta sezione superiore, dette sezioni superiore ed inferiore essendo racchiuse in un involucro assodato a mezzi generatori di vuoto al suo interno ed essendo inoltre predisposta una distanza prefissata tra la bocca di scarico di impasto di detta sezione superiore e rimboccatura di detta almeno una camera di formatura in modo che rimpasto in alimentazione percorra in caduta libera e sotto l’azione del detto vuoto uno spazio predeterminato prima di entrare in detta imboccatura della corrispondente camera di formatura, determinando quindi la disaerazione dell’impasto preparato a pressione atmosferica.
12. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 11, caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di camere di formatura costituenti detta cassaforma, ciascuna camera definendo uno spazio di formatura di una lastra con giacitura verticale ovvero “in piedi”.
13. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto dette camere di formatura sono formate e delimitate da una pluralità di pannelli, ciascuno comprendente una parete piana avente una faccia incorniciata su tre lati da una spalletta avente uno spessore corrispondente a quello della lastra da formare per cui la cavità definita da detta spalletta ha le dimensioni della lastra da fabbricare, detti pannelli essendo montati a formare detta cassaforma con identico orientamento, ossia con le facce dotate di detta spalletta orientate tutte nella stessa direzione ed a contatto con la fàccia piana del pannello immediatamente adiacente, tutti i detti pannelli essendo montati con il lato privo di detta spalletta disposto all’estremità superiore in modo da definire rimboccatura di riempimento della camera di formatura attraverso la quale viene introdotto l’impasto proveniente da detta sezione superiore, detti pannelli essendo serrati a pacco per mezzo di un dispositivo meccanico smontabile e rimontabile.
14. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto ciascun pannello è di materiale leggero ed antiaderente, in particolare polipropilene.
15. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto detta spalletta di incorniciatura dei tre lati di ciascun pannello presenta bordi inclinati per favorire la sformatura delle lastre indurite.
16. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 13, caratterizzata dal fatto che detto dispositivo meccanico di serraggio di detti pannelli consta di una cravatta in metallo sagomata ad U, dotata di due staffe impugnabili da un carrello per la movimentazione della cassaforma.
17. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che dette sezioni superiore ed inferiore sono alloggiate in un involucro o campana che definisce una camera collegata a mezzi generatori di un vuoto prestabilito, e sul fondo di detto involucro è montata una struttura vibrante comprendente un piano o piattaforma vibrante montata elasticamente rispetto al fondo della campana, a detto piano o piattaforma essendo associati mezzi generatori di un moto vibratorio di frequenza prestabilita e regolabile, detta cassaforma essendo appoggiata su detto piano o piattaforma vibrante.
18. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 17, caratterizzata dal fatto che detti mezzi generatori di moto vibratorio sono alloggiati in compartimenti ricavati al di sotto di detto piano vibrante,.
19. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 18, caratterizzata dal fatto che detti mezzi generatori di moto vibratorio sono due macchine vibranti del tipo a masse rotanti sbilanciate disposte in modo da essere controrotanti per generare una vibrazione unidirezionale diretta verticalmente.
20. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 18, caratterizzata dal fatto che detti compartimenti di alloggiamento delle macchine vibranti sono in collegamento con aria atmosferica per ventilazione e raffreddamento.
21. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 17, caratterizzata dal fatto che detta sezione superiore consta di un dispositivo di alimentazione dosata di impasto comprendente un contenitore dotato di pareti laterali verticali, presentanti superiormente una svasatura, e di un fondo dotato di mezzi per lo scarico dosato dell’impasto contenuto nel contenitore, detto contenitore essendo privo di contatto con detta cassaforma per cui non risente di moto vibratorio.
22. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 21, caratterizzata dal fatto che il fondo di detto contenitore è dotato di guarnizioni a labbro sporgenti verso il basso in modo da delimitare la zona di scarico libero di detto impasto verso le imboccature di dette camere di formatura di detta cassaforma.
23. Apparecchiatura per la fabbricazione di lastre in materiale lapideo secondo la rivendicazione 21, caratterizzata dal fatto che detto contenitore è estraibile rispetto a detta sezione per il riempimento uniforme e livellato con impasto presso detta stazione di preparazione dell’impasto di partenza.