ITUB20153036A1 - High thermal conductivity mortar and its use - Google Patents
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Description
"Malta ad alta conducibilità termica e relativo uso" "Mortar with high thermal conductivity and its use"
La presente invenzione riguarda una malta ad alta conducibilità termica e il relativo uso. The present invention relates to a mortar with high thermal conductivity and its use.
In particolare, la presente invenzione riguarda una malta Ready Mix, cioè prodotta per betonaggio in cantiere, per la realizzazione di materiale di riempimento per elettrodotti in cavo interrato. In particular, the present invention relates to a Ready Mix mortar, ie produced by concrete mixing on site, for the realization of filling material for underground cable power lines.
In misura sempre crescente, le linee di trasmissione ad alta e altissima tensione sono interrate sia per ottemperare alle relative specifiche sia per una questione di minore ingombro. Un aspetto particolarmente rilevante dell'interramento delle linee di trasmissione ad alta e altissima tensione è quello di riuscire a mantenere sotto controllo la temperatura della linea di trasmissione, temperatura che dipende sia dall'amperaggio trasmesso, sia dalla conducibilità termica del materiale in cui la linea è alloggiata. Attualmente si impiegano quali materiali di riempimento/alloggiamento calcestruzzi magri o sabbie, che favoriscono la dissipazione di calore dei cavi interrati in esercizio. La conducibilità termica di tali materiali deve essere garantita anche a temperature delle linee di trasmissione elevate, per esempio uguali a circa 70°C. Increasingly, high and very high voltage transmission lines are buried both to comply with the relevant specifications and as a matter of smaller footprint. A particularly important aspect of burying high and very high voltage transmission lines is that of being able to keep the temperature of the transmission line under control, a temperature that depends both on the transmitted amperage and on the thermal conductivity of the material in which the line is housed. Currently, lean concretes or sands are used as filling / housing materials, which favor the heat dissipation of underground cables in operation. The thermal conductivity of these materials must be guaranteed even at high transmission line temperatures, for example equal to about 70 ° C.
Analogamente è di particolare importanza che tale materiale di riempimento/alloggiamento presenti una bassa lavorabilità, intesa come buona capacità di essere modellato, e sia facilmente rimuovibile, una volta posato e indurito, per consentire l'intervento sui cavi o linee di trasmissione per opere di manutenzione straordinaria. Similarly, it is of particular importance that this filling / housing material has a low workability, understood as a good ability to be modeled, and is easily removable, once laid and hardened, to allow intervention on cables or transmission lines for works of Extraordinary maintenance.
Un esempio di malta caratterizzata da una elevata conducibilità termica è riportato in EP 2476658. Tale documento descrive, infatti, una malta comprendente quantità molto elevate di aggregato (82-84%), nello specifico di quarzo, insieme con cemento e una percentuale di grafite che varia dall'1 al 4% in peso. Tale malta è utilizzata per la realizzazione di un massetto che presenti allo stesso tempo buone caratteristiche meccaniche e buone caratteristiche di conducibilità termica. An example of a mortar characterized by a high thermal conductivity is reported in EP 2476658. This document describes, in fact, a mortar comprising very high quantities of aggregate (82-84%), specifically quartz, together with cement and a percentage of graphite which varies from 1 to 4% by weight. This mortar is used to make a screed that has good mechanical characteristics and good thermal conductivity characteristics at the same time.
La presente invenzione si propone di individuare una malta ad alta conducibilità termica che non presenti gli svantaggi delle malte secondo lo stato dell'arte, malte che non sono in grado di garantire allo stesso tempo caratteristiche meccaniche e di conducibilità termica che le rendano utilizzabili quale riempimento per elettrodotti in cavo interrato. The present invention aims to identify a mortar with high thermal conductivity that does not present the disadvantages of mortars according to the state of the art, mortars that are not able to guarantee at the same time mechanical and thermal conductivity characteristics that make them usable as a filler. for underground cable power lines.
La Richiedente ha infatti sorprendentemente trovato una malta migliorata, che può essere utilizzata in modo particolarmente efficace quale materiale di riempimento per elettrodotti in cavo interrato, essendo provvista allo stesso tempo di una alta conducibilità termica, di una bassa lavorabilità e di una bassa resistenza meccanica a compressione, risolvendo così il problema tecnico affrontato dalla presente invenzione. The Applicant has in fact surprisingly found an improved mortar, which can be used in a particularly effective way as a filling material for underground cable power lines, being provided at the same time with high thermal conductivity, low workability and low mechanical resistance to compression, thus solving the technical problem faced by the present invention.
Oggetto della presente invenzione è quindi una malta ad alta conducibilità termica, che consiste in una miscela di cemento, acqua, aggregati a grana fine e grafite, dove la quantità di grafite varia dal 20 al 40% in peso, preferibilmente dal 20 al 30% in peso, rispetto al peso totale di cemento e grafite e avente un rapporto acqua/cemento che varia da 0,5 a 1,2, preferibilmente da 0,75 a 0,9. The object of the present invention is therefore a mortar with high thermal conductivity, which consists of a mixture of cement, water, fine-grained aggregates and graphite, where the amount of graphite varies from 20 to 40% by weight, preferably from 20 to 30% by weight, with respect to the total weight of cement and graphite and having a water / cement ratio ranging from 0.5 to 1.2, preferably from 0.75 to 0.9.
Ulteriore oggetto della presente invenzione è l'uso di una malta ad alta conducibilità termica, che consiste in una miscela di cemento, acqua, aggregati a grana fine e grafite, dove la quantità di grafite varia dal 20 al 40% in peso, preferibilmente dal 20 al 30% in peso, rispetto al peso totale di cemento e grafite e avente un rapporto acqua/cemento da 0,5 a 1,2, preferibilmente da 0,75 a 0,9, quale materiale di riempimento per elettrodotti in cavo interrato. A further object of the present invention is the use of a mortar with high thermal conductivity, which consists of a mixture of cement, water, fine-grained aggregates and graphite, where the amount of graphite varies from 20 to 40% by weight, preferably from 20 to 30% by weight, with respect to the total weight of cement and graphite and having a water / cement ratio from 0.5 to 1.2, preferably from 0.75 to 0.9, as filling material for underground cable power lines .
Si tratta quindi di una malta ad alta conducibilità termica impiegata in consistenza terra umida (tipo sabbia bagnata) per ricoprire/alloggiare i cavi interrati elettrici, soprattutto ad alta tensione. Grazie all'alta conducibilità termica della malta, infatti, si riesce a mantenere sotto controllo la temperatura dei cavi, evitandone la perdita di efficienza dovuta al surriscaldamento. It is therefore a high thermal conductivity mortar used in a moist earth consistency (such as wet sand) to cover / house electrical underground cables, especially at high voltage. Thanks to the high thermal conductivity of the mortar, in fact, it is possible to keep the temperature of the cables under control, avoiding the loss of efficiency due to overheating.
La miscela legante costituita dal cemento, aggregati a grana fine e grafite è miscelata con l'acqua per il tempo necessario a ottenere una malta avente la consistenza di terra umida (detta anche consistenza semi-secca) . The binder mixture consisting of cement, fine-grained aggregates and graphite is mixed with water for the time necessary to obtain a mortar having the consistency of moist earth (also called semi-dry consistency).
La malta ad alta conducibilità termica impiegata in consistenza terra umida è caratterizzata da una bassa lavorabilità che permette di modellare facilmente la malta sia in contesti che prevedono superfici inclinate sia in contesti che prevedono superfici orizzontali in cui non è richiesto di ottenere una superficie finale planare . The high thermal conductivity mortar used in moist earth consistency is characterized by a low workability that allows the mortar to be easily modeled both in contexts involving inclined surfaces and in contexts involving horizontal surfaces in which a flat final surface is not required.
Con il termine "cemento" si intende, secondo la presente invenzione, un materiale in polvere che, mescolato con acqua, forma una pasta che si indurisce per idratazione, e che, dopo 1'indurimento, mantiene la sua resistenza e stabilità anche sott'acqua. In particolare i cementi secondo la presente invenzione includono il cosiddetto cemento Portland, il cemento alle loppe, alle pozzolane, alle ceneri volanti, agli scisti calcinati, al calcare e i cementi cosiddetti compositi. Per esempio possono essere utilizzati i cementi di tipo I, II, III, IV o V secondo la norma EN197-1. Un cemento particolarmente preferito è il cemento CEM I e III. La classe di cemento particolarmente preferita è la classe 52,5 per il cemento CEM I e 42.5 per il cemento CEM III. According to the present invention, the term "cement" means a powder material which, when mixed with water, forms a paste which hardens by hydration, and which, after hardening, maintains its strength and stability even under water. In particular, the cements according to the present invention include the so-called Portland cement, the slag cement, the pozzolane cement, the fly ash, the calcined shale, the limestone and the so-called composite cements. For example, type I, II, III, IV or V cements can be used according to the EN197-1 standard. A particularly preferred cement is CEM I and III cement. The particularly preferred cement class is class 52.5 for CEM I cement and 42.5 for CEM III cement.
Con il termine ''aggregato a grana fine", secondo la presente invenzione, s'intendono aggregati inerti fini quali polveri e sabbie, definiti nella normativa UNI EN 12620, e aventi diametro massimo, Dmax, inferiore a 4 mm. The term "fine-grained aggregate", according to the present invention, refers to fine aggregates such as powders and sands, defined in the UNI EN 12620 standard, and having a maximum diameter, Dmax, of less than 4 mm.
Gli aggregati possono essere opportunamente scelti tra aggregati calcarei, o silico-calcarei, di qualsiasi forma, o frantumati, oppure sferici, per esempio polveri di marmo, ceramizzati. Particolarmente preferiti sono gli aggregati silico calcarei e le sabbie calcaree. The aggregates can be suitably selected from calcareous or silico-calcareous aggregates of any shape, or crushed, or spherical, for example marble powders, ceramic coated. Particularly preferred are calcareous silica aggregates and calcareous sands.
Con il termine "grafite" si intende, secondo la presente invenzione, una grafite naturale con un contenuto di carbonio variabile tra l'89% e il 98%, preferibilmente compreso tra il 94% e il 98%. According to the present invention, the term "graphite" means a natural graphite with a carbon content varying between 89% and 98%, preferably between 94% and 98%.
A titolo puramente esemplificativo, possono essere utilizzate una grafite naturale del tipo TIMREX 50x100 Mesh con un contenuto di carbonio del 94-98% e una granulometria inferiore a 180 micron oppure una grafite naturale del tipo TIMREX M100 Mesh con un contenuto di carbonio del 94-98% e una granulometria inferiore a 150 micron. E' preferita una grafite naturale del tipo TIMREX M100 Mesh. By way of example only, a natural graphite of the TIMREX 50x100 Mesh type with a carbon content of 94-98% and a grain size of less than 180 microns or a natural graphite of the TIMREX M100 Mesh type with a carbon content of 94- can be used. 98% and a particle size of less than 150 microns. A natural graphite of the TIMREX M100 Mesh type is preferred.
La malta ad alta conducibilità secondo la presente invenzione comprende una quantità di cemento che varia da 260 a 400 kg/m<3>, più preferibilmente da 300 a 370 kg/m<3>, ancora più preferibilmente da 315 a 361 kg/m<3>. La malta ad alta conducibilità secondo la presente invenzione comprende una quantità di acqua che varia da 200 a 300 kg/m<3>, preferibilmente da 210 a 220 kg/m<3>. Il rapporto acqua/cemento deve variare da 0,5 a 1,2, preferibilmente da 0,75 a 0,9. The high conductivity mortar according to the present invention comprises an amount of cement ranging from 260 to 400 kg / m <3>, more preferably from 300 to 370 kg / m <3>, even more preferably from 315 to 361 kg / m <3>. The high conductivity mortar according to the present invention comprises an amount of water ranging from 200 to 300 kg / m <3>, preferably from 210 to 220 kg / m <3>. The water / cement ratio must vary from 0.5 to 1.2, preferably from 0.75 to 0.9.
La malta ad alta conducibilità secondo la presente invenzione comprende una quantità di aggregato che varia da 1200 e 1600 kg/m<3>, preferibilmente da 1250 a 1350 kg/m<3>e con un Dmax compreso tra 0 e 4 mm. The high conductivity mortar according to the present invention comprises an aggregate quantity ranging from 1200 to 1600 kg / m <3>, preferably from 1250 to 1350 kg / m <3> and with a Dmax between 0 and 4 mm.
Occorre inoltre evidenziare che la malta ad alta conducibilità termica, secondo la presente invenzione non contiene né bentonite, né quarzo, né additivi superiluidificanti o altri additivi. It should also be pointed out that the high thermal conductivity mortar according to the present invention does not contain either bentonite, quartz, super-brightening additives or other additives.
Se da un lato è noto che la presenza di composti carboniosi, quali la grafite, in combinazione con il cemento, permette di incrementare i valori di conducibilità termica, dall'altro lato tali composti carboniosi possiedono forti caratteristiche di assorbimento d'acqua e, di conseguenza, rendono difficoltosa la preparazione di malte con la necessaria lavorabilità. If on the one hand it is known that the presence of carbonaceous compounds, such as graphite, in combination with cement, allows to increase the thermal conductivity values, on the other hand these carbonaceous compounds possess strong characteristics of water absorption and, of consequently, they make it difficult to prepare mortars with the necessary workability.
Inoltre, l'utilizzo di una malta con consistenza di terra umida, consistenza necessaria per ottenere allo stesso tempo le caratteristiche di resistenza meccanica e di modellabilità/lavorabilità richieste, può generare problematiche durante la messa in opera del prodotto. In questo tipo di applicazione, infatti, il trasporto di calore avviene quasi esclusivamente per conduzione; di conseguenza anche la compattazione della malta è fondamentale per 1'ottenimento di una malta ad alta conducibilità termica: la presenza di aria all'interno della malta influenza negativamente il trasporto di calore, creando zone in cui il flusso termico viene bloccato. Furthermore, the use of a mortar with a consistency of moist earth, a consistency necessary to obtain at the same time the characteristics of mechanical resistance and the required moldability / workability, can generate problems during the application of the product. In fact, in this type of application, heat is transported almost exclusively by conduction; consequently also the compaction of the mortar is fundamental for obtaining a mortar with high thermal conductivity: the presence of air inside the mortar negatively affects the transport of heat, creating areas in which the thermal flow is blocked.
E' quindi preferita una compattazione della malta per pressatura e non per vibrazione, in quanto la malta pressata presenta una migliore conducibilità termica rispetto al corrispondente prodotto vibrato. Compaction of the mortar by pressing and not by vibration is therefore preferred, since the pressed mortar has a better thermal conductivity than the corresponding vibrated product.
La soluzione secondo la presente invenzione ha sorprendentemente individuato una malta ad alta conducibilità che presenta contemporaneamente una conducibilità termica superiore a 1,8 W/mK, preferibilmente superiore a 2,2 W/mK, e, allo stato secco, una resistenza meccanica a compressione inferiore a 14 MPa, preferibilmente compresa tra 2 e 14 MPa e, sempre allo stato secco, una massa volumica o densità compresa tra 1750 e 2000 kg/m<3>. The solution according to the present invention has surprisingly identified a high conductivity mortar which simultaneously has a thermal conductivity higher than 1.8 W / mK, preferably higher than 2.2 W / mK, and, in the dry state, a mechanical resistance to compression lower than 14 MPa, preferably between 2 and 14 MPa and, always in the dry state, a specific mass or density between 1750 and 2000 kg / m <3>.
La conducibilità termica è misurata secondo il metodo interno (ISOMET). Si tratta di un metodo di prova che opera con uno strumento Isomet della APPLIED PRECISION, dotato di sonda ad ago che, tramite l'applicazione di un flusso termico, consente di misurare le caratteristiche termiche dei materiali allo stato solido. Questa metodologia viene utilizzata specificatamente per l'uso dei prodotti della presente invenzione in quanto se la misura fosse fatta dopo l'indurimento la sonda ad ago non potrebbe penetrare e la sonda di superficie darebbe valori non corretti a causa della non perfetta planarità della superficie del provino . Thermal conductivity is measured according to the internal method (ISOMET). This is a test method that works with an APPLIED PRECISION Isomet instrument, equipped with a needle probe which, through the application of a thermal flux, allows to measure the thermal characteristics of solid state materials. This methodology is used specifically for the use of the products of the present invention since if the measurement were made after hardening the needle probe could not penetrate and the surface probe would give incorrect values due to the imperfect flatness of the surface of the audition .
La massa volumica o densità è stata misurata secondo il metodo UNI EN 12390-7. The density or density was measured according to the UNI EN 12390-7 method.
La resistenza meccanica a compressione è stata misurata secondo il metodo UNI EN 12390-3. The mechanical resistance to compression was measured according to the UNI EN 12390-3 method.
Per una completa omogeneizzazione, il cemento, l'acqua, l'aggregato a grana fine e la grafite sono miscelati in una betoniera da cantiere o altra attrezzatura simile, nelle opportune proporzioni, fino all'ottenimento di un impasto omogeneo privo di grumi e di consistenza tipo "terra umida". For complete homogenization, the cement, water, fine-grained aggregate and graphite are mixed in a construction site concrete mixer or other similar equipment, in the appropriate proportions, until a homogeneous mixture free of lumps and consistency like "damp earth".
Il tempo di miscelazione deve essere regolato in funzione della quantità di acqua aggiunta nella malta premiscelata, pronta per l'uso, ed è generalmente compreso tra 1 e 10 minuti. The mixing time must be adjusted according to the amount of water added to the ready-to-use premixed mortar and is generally between 1 and 10 minutes.
L'impasto così ottenuto è quindi distribuito tramite canaletta sul cavo da interrare e opportunamente pressato . The mixture thus obtained is then distributed through a channel on the cable to be buried and suitably pressed.
L'applicazione di pressione sulla malta ad alta conducibilità secondo la presente invenzione o fase di compattazione può essere eseguita manualmente o meccanicamente, ad esempio mediante una pala, un rullo, una finitrice, ecc. The application of pressure on the high conductivity mortar according to the present invention or compaction step can be carried out manually or mechanically, for example by means of a shovel, a roller, a paver, etc.
I tempi di indurimento sono variabili e dipendono dalle condizioni ambientali. The hardening times are variable and depend on the environmental conditions.
La malta ad alta conducibilità secondo la presente invenzione presenta il vantaggio di essere caratterizzata allo stesso tempo da una ottima conducibilità termica che ne permette un utilizzo ottimale come riempimento/alloggiamento di elettrodotti in cavi interrati, una ridotta, ma sufficiente resistenza meccanica che rende la malta, una volta indurita, facilmente rimuovibile, per consentire l'intervento sui cavi o linee di trasmissione per opere di manutenzione straordinaria. The high conductivity mortar according to the present invention has the advantage of being characterized at the same time by an excellent thermal conductivity which allows an optimal use as filling / housing of power lines in underground cables, a reduced but sufficient mechanical resistance which makes the mortar , once hardened, easily removable, to allow intervention on cables or transmission lines for extraordinary maintenance works.
Ulteriore vantaggio della malta secondo la presente invenzione è legato al fatto di presentare una bassa lavorabilità, intesa come buona capacità di essere modellata. Inoltre la massa volumica della malta è tale da consentire la minimizzazione del processo di costipazione/pressatura nell'applicazione della malta stessa. A further advantage of the mortar according to the present invention is linked to the fact that it has a low workability, understood as a good ability to be molded. Furthermore, the density of the mortar is such as to allow the minimization of the compaction / pressing process in the application of the mortar itself.
Altre caratteristiche e vantaggi dell'invenzione saranno evidenti dai seguenti esempi riportati a scopo illustrativo e non limitativo. Other features and advantages of the invention will be evident from the following examples given for illustrative and non-limiting purposes.
Esempio 1 Example 1
E' stata preparata una malta ad alta conducibilità (G-D-20) con la composizione riportata nella seguente tabella 1. A high conductivity mortar (G-D-20) was prepared with the composition shown in the following table 1.
Tabella 1 Table 1
G-D-20 G-D-20
cemento 361 concrete 361
Aggregati a grana fine 1325 Fine-grained aggregates 1325
grafite 89 graphite 89
Acqua 211 Water 211
Le quantità riportate in tabella sono espresse in kg/m<3>. The quantities shown in the table are expressed in kg / m <3>.
Il cemento è un cemento Portland tipo I 52.5R in accordo con gli standard UNI EN 197-1, proveniente dalla cementeria Italcementi di Calusco d'Adda, gli aggregati a grana fine sono sabbia calcarea con un Dmax compreso tra 0 e 4 mm, identificata come sabbia Vinci, la cui distribuzione granulometrica è riportata in figura 1. Tale aggregato ha una densità uguale a 2,62 kg/dm<3>. The cement is a Portland cement type I 52.5R in accordance with the UNI EN 197-1 standards, coming from the Italcementi cement plant in Calusco d'Adda, the fine-grained aggregates are calcareous sand with a Dmax between 0 and 4 mm, identified such as Vinci sand, whose particle size distribution is shown in figure 1. This aggregate has a density equal to 2.62 kg / dm <3>.
La grafite è una grafite naturale del tipo TIMREX M100 Mesh con un contenuto di carbonio del 94-98% e una granulometria inferiore a 150 micron ed è presente in una quantità uguale al 20% rispetto al peso totale di cemento e grafite. Graphite is a natural graphite of the TIMREX M100 Mesh type with a carbon content of 94-98% and a grain size of less than 150 microns and is present in an amount equal to 20% with respect to the total weight of cement and graphite.
Il rapporto acqua/cemento è uguale a 0,58. The water / cement ratio is equal to 0.58.
La malta del presente esempio, con consistenza di terra umida, una volta applicata quale riempimento per elettrodotti in cavo interrato, pressata e indurita, è stata testata e sono stati rilevati i valori di massa volumica, conducibilità termica e resistenza meccanica a compressione, riportati nella seguente tabella 4. The mortar in the present example, with a consistency of moist earth, once applied as a filler for underground cable power lines, pressed and hardened, was tested and the values of density, thermal conductivity and mechanical resistance to compression, reported in the following table 4.
Esempio 2 Example 2
E' stata preparata una malta ad alta conducibilità (G-D-30) con la composizione riportata nella seguente tabella 2. A high conductivity mortar (G-D-30) was prepared with the composition shown in the following table 2.
Tabella 2 Table 2
G-D-30 G-D-30
cemento 315 concrete 315
Aggregati a grana fine 1330 Fine-grained aggregates 1330
grafite 133 graphite 133
Acqua 220 Water 220
Le quantità riportate in tabella sono espresse in kg/m<3>. The quantities shown in the table are expressed in kg / m <3>.
Il cemento è un cemento Portland tipo I 52.5R in accordo con gli standard UNI EN 197-1, proveniente dalla cementeria Italcementi di Calusco d'Adda, gli aggregati a grana fine sono una sabbia calcarea con un Dmax compreso tra 0 e 4 mm, identificata come sabbia Vinci, la cui distribuzione granulometrica è riportata in figura 1. Tale aggregato ha una densità uguale a 2,62 kg/dm<3>. The cement is a Portland cement type I 52.5R in accordance with the UNI EN 197-1 standards, coming from the Italcementi cement plant in Calusco d'Adda, the fine-grained aggregates are a calcareous sand with a Dmax between 0 and 4 mm, identified as Vinci sand, whose particle size distribution is shown in figure 1. This aggregate has a density equal to 2.62 kg / dm <3>.
La grafite è una grafite naturale del tipo TIMREX M100 Mesh con un contenuto di carbonio del 94-98% e una granulometria inferiore a 150 micron ed è presente in una quantità uguale al 30% rispetto al peso totale di cemento e grafite. Graphite is a natural graphite of the TIMREX M100 Mesh type with a carbon content of 94-98% and a grain size of less than 150 microns and is present in an amount equal to 30% with respect to the total weight of cement and graphite.
Il rapporto acqua/cemento è uguale a 0,69. The water / cement ratio is equal to 0.69.
La malta del presente esempio, con consistenza di terra umida, una volta applicata quale riempimento per elettrodotti in cavo interrato, pressata e indurita, è stata testata e sono stati rilevati i valori di massa volumica, conducibilità termica e resistenza meccanica a compressione, riportati nella seguente tabella 4. The mortar in the present example, with a consistency of moist earth, once applied as a filler for underground cable power lines, pressed and hardened, was tested and the values of density, thermal conductivity and mechanical resistance to compression, reported in the following table 4.
Esempio 3 Example 3
E' stata preparata una malta ad alta conducibilità (G-D) con la composizione riportata nella seguente tabella 3, A high conductivity (G-D) mortar was prepared with the composition shown in the following table 3,
Tabella 3 Table 3
G-D G-D
cemento 265 cement 265
Aggregati a grana fine 1326 Fine-grained aggregates 1326
grafite 177 graphite 177
Acqua 231 Water 231
Le quantità riportate in tabella sono espresse in kg/m<3>. The quantities shown in the table are expressed in kg / m <3>.
Il cemento è un cemento Portland tipo I 52.5R in accordo con gli standard UNI EN 197-1, proveniente dalla cementeria Italcementi di Calusco d'Adda, gli aggregati a grana fine sono una sabbia calcarea con un Dmax compreso tra 0 e 4 mm, identificata come sabbia Vinci, la cui distribuzione granulometrica è riportata in figura 1. Tale aggregato ha una densità uguale a 2,62 kg/dm<3>. The cement is a Portland cement type I 52.5R in accordance with the UNI EN 197-1 standards, coming from the Italcementi cement plant in Calusco d'Adda, the fine-grained aggregates are a calcareous sand with a Dmax between 0 and 4 mm, identified as Vinci sand, whose particle size distribution is shown in figure 1. This aggregate has a density equal to 2.62 kg / dm <3>.
La grafite è una grafite naturale del tipo TIMREX M100 Mesh con un contenuto di carbonio del 94-98% e una granulometria inferiore a 150 micron ed è presente in una quantità uguale al 40% rispetto al peso totale di cemento e grafite. Graphite is a natural graphite of the TIMREX M100 Mesh type with a carbon content of 94-98% and a grain size of less than 150 microns and is present in an amount equal to 40% with respect to the total weight of cement and graphite.
Il rapporto acqua/cemento è uguale a 0,87. The water / cement ratio is equal to 0.87.
La malta del presente esempio, con consistenza di terra umida, una volta applicata quale riempimento per elettrodotti in cavo interrato, pressata e indurita, è stata testata e sono stati rilevati i valori di massa volumica, conducibilità termica e resistenza meccanica a compressione, riportati nella seguente tabella 4. The mortar in the present example, with a consistency of moist earth, once applied as a filler for underground cable power lines, pressed and hardened, was tested and the values of density, thermal conductivity and mechanical resistance to compression, reported in the following table 4.
Tabella 4 Table 4
Massa Volumica secco Quantità Conducibilità termica Density dry Quantity Thermal conductivity
[Kg/m31 di grafite [%1 7 gg [W/mKl Re 28 gg [Mpal [Kg / m31 of graphite [% 1 7 days [W / mKl Re 28 days [Mpal
G4t 2103 0 1,4 34 G4t 2103 0 1.4 34
G-D 1793 40 2,2 7 G-D 1793 40 2.2 7
G-D-20 1827 20 1,8 11 G-D-20 1827 20 1.8 11
G-D-30 1951 30 2,3 14 G-D-30 1951 30 2.3 14
La malta di confronto G-0 è stata realizzata miscelando 450 kg/m<3>di cemento, 1350 kg/m<3>di aggregati a grana fine e 200 kg/m<3>di acqua, in assenza di grafite. Il cemento e gli aggregati a grana fine sono gli stessi composti impiegati per le malte secondo la presente invenzione. Tutti i prodotti sono stati valutati a pari consistenza (terra umida), quindi le quantità di cemento sono state variate in funzione della quantità di grafite (che assorbe diversa acqua). The comparison mortar G-0 was made by mixing 450 kg / m <3> of cement, 1350 kg / m <3> of fine-grained aggregates and 200 kg / m <3> of water, in the absence of graphite. The cement and the fine-grained aggregates are the same compounds used for the mortars according to the present invention. All the products were evaluated with the same consistency (damp earth), therefore the quantities of cement were varied according to the quantity of graphite (which absorbs different water).
Nella figura 2 è anche mostrato come, a parità di contenuto di grafite, una compattazione della malta per pressatura porta a una migliore conducibilità termica rispetto al corrispondente prodotto ottenuto per vibrazione. Figure 2 also shows how, with the same graphite content, a compaction of the mortar by pressing leads to a better thermal conductivity than the corresponding product obtained by vibration.
Dal precedente confronto è evidente come le malte secondo la presente invenzione presentino una ottimale combinazione di proprietà fisiche che consentono di ottenere una malta che, allo stesso tempo, è caratterizzata da From the previous comparison it is evident that the mortars according to the present invention have an optimal combination of physical properties which allow to obtain a mortar which, at the same time, is characterized by
una ottima conducibilità termica che ne permette un utilizzo ottimale come riempimento/alloggiamento di elettrodotti in cavi interrati; an excellent thermal conductivity that allows an optimal use as filling / housing of power lines in underground cables;
una ridotta, ma sufficiente resistenza meccanica che rende la malta, una volta indurita, facilmente rimuovibile, per consentire l'intervento sui cavi o linee di trasmissione per opere di manutenzione straordinaria; a reduced, but sufficient mechanical resistance that makes the mortar, once hardened, easily removable, to allow intervention on cables or transmission lines for extraordinary maintenance works;
una bassa lavorabilità, intesa come buona capacità di essere modellata. a low workability, understood as a good ability to be modeled.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITUB2015A003036A ITUB20153036A1 (en) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | High thermal conductivity mortar and its use |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ITUB2015A003036A ITUB20153036A1 (en) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | High thermal conductivity mortar and its use |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=54477178
Family Applications (1)
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ITUB2015A003036A ITUB20153036A1 (en) | 2015-08-10 | 2015-08-10 | High thermal conductivity mortar and its use |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
IT (1) | ITUB20153036A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19964341B4 (en) * | 1999-12-07 | 2005-01-20 | Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. | Filling material for ground heat transmitter comprises up to 50 per cent by weight of powder, granulate-form graphite or distended graphite with granule sizes between 0.001 mm and 1 mm |
DE102006016941A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-19 | Ching Tsung Tsai | Method for forming a conductive concrete block containing graphite |
EP2476658A1 (en) * | 2011-01-17 | 2012-07-18 | Cugini S.p.A. | Binding mixture for making highly thermally conductive screeds |
EP2712853A1 (en) * | 2012-10-01 | 2014-04-02 | Dantonit A/S | A powder composition and slurry for preparing heat conducting materials |
-
2015
- 2015-08-10 IT ITUB2015A003036A patent/ITUB20153036A1/en unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19964341B4 (en) * | 1999-12-07 | 2005-01-20 | Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V. | Filling material for ground heat transmitter comprises up to 50 per cent by weight of powder, granulate-form graphite or distended graphite with granule sizes between 0.001 mm and 1 mm |
DE102006016941A1 (en) * | 2005-04-18 | 2006-10-19 | Ching Tsung Tsai | Method for forming a conductive concrete block containing graphite |
EP2476658A1 (en) * | 2011-01-17 | 2012-07-18 | Cugini S.p.A. | Binding mixture for making highly thermally conductive screeds |
EP2712853A1 (en) * | 2012-10-01 | 2014-04-02 | Dantonit A/S | A powder composition and slurry for preparing heat conducting materials |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
WU T ET AL: "A study on electrical and thermal properties of conductive concrete", COMPUTERS & CONCRETE : AN INTERNATIONAL JOURNAL, TECHNO-PRESS, TAEJON, KOREA, vol. 12, no. 3, 1 January 2013 (2013-01-01), pages 337 - 349, XP008170651, ISSN: 1598-8198, DOI: 10.12989/CAC.2013.12.3.337 * |
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