ITVI20100147A1

ITVI20100147A1 - COMPOSITE STRUCTURE AND METHOD OF REALIZING THIS STRUCTURE.

Info

Publication number: ITVI20100147A1
Application number: IT000147A
Authority: IT
Inventors: Francesco Chichi; Franco Rancan
Original assignee: Francesco Chichi; Franco Rancan
Priority date: 2010-05-21
Filing date: 2010-05-21
Publication date: 2011-11-22

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

del brevetto per invenzione industriale avente titolo “STRUTTURA COMPOSITA E METODO ATTO A REALIZZARE TALE STRUTTURA” of the patent for industrial invention entitled "COMPOSITE STRUCTURE AND METHOD TO MAKE THIS STRUCTURE"

CAMPO TECNICO DELL’INVENZIONE TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

La presente invenzione si colloca nel campo tecnico della realizzazione di manufatti a struttura composita, cioè multistrato, utilizzati in particolare nelle costruzioni edilizie. In particolare, la presente invenzione si riferisce ad una struttura composita costituita da un materiale lapideo o laterizio a cui è associato uno strato di rinforzo e ad un metodo atto a realizzare tale struttura composita. The present invention is located in the technical field of the production of manufactured articles with a composite structure, ie multilayer, used in particular in building constructions. In particular, the present invention refers to a composite structure consisting of a stone or brick material to which a reinforcing layer is associated and to a method suitable for realizing this composite structure.

DESCRIZIONE DELLO STATO DELLA TECNICA DESCRIPTION OF THE STATE OF THE ART

E’ ampiamente diffuso nel settore edilizio l’impiego di materiale lapideo o laterizio, in forma di lastre o listelli non necessariamente piani, utilizzato sia come elemento di ornamento che come elemento strutturale. The use of stone or brick material, in the form of slabs or strips that are not necessarily flat, is widely used in the construction sector, both as an ornamental element and as a structural element.

Nell’ambito della presente descrizione con il termine materiale lapideo o laterizio, si intendono a titolo indicativo e non esaustivo, marmi, graniti, pietre ed ogni altro materiale aggregato naturale o artificiale avente come costituente anche minerali cristallini e/o amorfi, particelle e solidi di vario tipo, utilizzato nell’ambito delle costruzioni edilizie sotto forma diretta o di conglomerato naturale o di conglomerato artificiale, nonché i prodotti ceramici, marmi, stucchi e intonaci quando impiegati in architettura. In the context of this description, the term stone or brick material means, by way of non-exhaustive indication, marbles, granites, stones and any other natural or artificial aggregate material having as a constituent also crystalline and / or amorphous minerals, particles and solids of various types, used in the field of building constructions in direct form or natural conglomerate or artificial conglomerate, as well as ceramic products, marbles, stuccos and plasters when used in architecture.

Il materiale lapideo o laterizio, in forma di lastra o listello, nelle applicazione note come elemento di ornamento viene associato ad una struttura base, costituita ad esempio da una parete interna o esterna di un edificio, da una soletta di un pavimento o qualsiasi altra struttura che necessita di rivestimento, mediante la sua applicazione con elementi leganti quali colle o cemento o mediante altri dispositivi di bloccaggio meccanico. In altre applicazioni note il materiale lapideo o laterizio funge da elemento strutturale, come ad esempio nell’utilizzo come gradini di una scala. In the applications known as an ornamental element, the stone or brick material, in the form of a slab or strip, is associated with a basic structure, consisting for example of an internal or external wall of a building, a slab of a floor or any other structure which requires coating, through its application with binder elements such as glues or cement or through other mechanical locking devices. In other known applications, the stone or brick material acts as a structural element, such as when used as steps on a staircase.

E’ noto che il materiale lapideo o laterizio è un materiale spesso fragile caratterizzato da un limitato valore di allungamento a rottura e da un basso modulo di elasticità lineare, o modulo di Young. Tale fragilità determina delle limitazioni nell’impiego di tale materiale e comunque, qualora utilizzato, rende il materiale facilmente danneggiabile con la necessità di porre particolare attenzione sia durante il suo trasporto che nella fase di posa in opera. In particolare, qualora il materiale venga sottoposto a sollecitazioni flessionali e/o torsionali anche di basse entità, la deformazione indotta sullo stesso può dare origine facilmente ad una cricca ed una sua propagazione con il successivo innesco della rottura del materiale. It is known that stone or brick material is often a fragile material characterized by a limited elongation at break value and a low linear modulus of elasticity, or Young's modulus. This fragility determines limitations in the use of this material and in any case, if used, makes the material easily damaged with the need to pay particular attention both during its transport and in the installation phase. In particular, if the material is subjected to bending and / or torsional stresses even of low amounts, the deformation induced on it can easily give rise to a crack and its propagation with the subsequent triggering of the breaking of the material.

Soluzioni atte a rinforzare tali materiali lapidei o laterizi sono note e consistono nell’applicazione sulla superficie del materiale lapideo o laterizio sottoposta maggiormente a stress di un elemento esterno di rinforzo, costituito ad esempio da un pannello alveolare, spesso indicato sotto la denominazione commerciale Honeycomb. Solutions designed to reinforce such stone or brick materials are known and consist in the application on the surface of the stone or brick material subjected to more stress of an external reinforcement element, consisting for example of a honeycomb panel, often indicated under the trade name Honeycomb.

Tale tipo di elemento di rinforzo consente di incrementare il momento di inerzia statico della struttura composita risultante, costituita dallo strato di base di materiale lapideo o laterizio e lo strato di rinforzo, e conseguentemente incrementare la sua rigidezza ed il suo modulo di resistenza. La struttura a nido d’ape dello strato di rinforzo presenta a tale scopo un elevato rapporto rigidezza-peso, ove la rigidezza viene ottenuta essenzialmente mediante un incremento del momento statico d’inerzia. This type of reinforcing element allows to increase the static moment of inertia of the resulting composite structure, consisting of the base layer of stone or brick material and the reinforcement layer, and consequently increase its stiffness and its modulus of resistance. For this purpose, the honeycomb structure of the reinforcement layer has a high stiffness-to-weight ratio, where stiffness is essentially obtained by increasing the static moment of inertia.

Seppure da una parte l’elemento di rinforzo consenta di aumentare la rigidezza della struttura composita, consentendo quindi di sopportare carichi maggiori rispetto al materiale base non rinforzato, dall’altra parte il valore di allungamento a rottura della struttura composita ottenuta coincide sostanzialmente con quello del materiale di base lapideo o laterizio di partenza cui l’elemento di rinforzo è applicato. In altri termini, l’innesco della rottura causato dalla formazione di una cricca e la sua propagazione lungo il materiale di base lapideo o laterizio della struttura composita avviene per valori di deformazione uguali ai valori di deformazione che causano la rottura nel materiale di base senza elemento di rinforzo. In altri termini ancora, il materiale di base lapideo o laterizio e la struttura composita si rompono per lo stesso valore di deformazione, seppur con carichi diversi e maggiori per la struttura composita. Although on the one hand the reinforcing element allows to increase the stiffness of the composite structure, thus allowing it to withstand higher loads than the non-reinforced base material, on the other hand the elongation at break value of the composite structure obtained substantially coincides with that of the stone or brick base material to which the reinforcement element is applied. In other words, the initiation of the break caused by the formation of a crack and its propagation along the stone or brick base material of the composite structure occurs for deformation values equal to the deformation values that cause the fracture in the base material without element. reinforcement. In other words, the stone or brick base material and the composite structure break due to the same deformation value, albeit with different and greater loads for the composite structure.

Ciò e verificato sperimentalmente mediante prove di laboratorio ove ad un campione di materiale viene applicato un momento flettente fino alla rottura dello stesso con la valutazione delle deformazione che lo stesso subisce. This is experimentally verified through laboratory tests where a bending moment is applied to a sample of material until it breaks with the evaluation of the deformation it undergoes.

Un altro inconveniente della struttura composita sopra descritta è costituito dal fatto che lo strato di rinforzo è costituito da una elemento pre-formato e la sua applicazione necessita che la superficie dello strato lapideo o laterizio su cui è applicato presenti una elevata planarità. Si rende pertanto necessaria una lavorazione di spianatura preventiva della superficie del materiale lapideo o laterizio stesso. Another drawback of the composite structure described above is constituted by the fact that the reinforcement layer consists of a pre-formed element and its application requires that the surface of the stone or brick layer on which it is applied has a high level of flatness. It is therefore necessary to carry out a preventive flattening of the surface of the stone or brick material itself.

Lo scopo della presente invenzione è pertanto quello di superare tali inconvenienti. The object of the present invention is therefore to overcome these drawbacks.

In particolare, uno scopo della presente invenzione è di realizzare una struttura composita con valore di allungamento a rottura maggiore rispetto alle strutture composite dell’arte nota. In particular, an object of the present invention is to provide a composite structure with a higher elongation value than the composite structures of the known art.

Un altro scopo della presente invenzione è di realizzare una struttura composita in grado di sopportare, a parità di peso, carichi superiori rispetto alle strutture composite dell’arte nota senza rompersi. Another object of the present invention is to realize a composite structure capable of withstanding, at the same weight, higher loads than the composite structures of the prior art without breaking.

E’ un altro scopo della presente invenzione realizzare una struttura composita con tempi e costi di realizzazione inferiori rispetto alle strutture composite dell’arte nota, Another purpose of the present invention is to create a composite structure with lower manufacturing times and costs than the composite structures of the known art,

SOMMARIO DELLA PRESENTE INVENZIONE SUMMARY OF THE PRESENT INVENTION

La presente invenzione si basa sulla considerazione generale di poter migliorare le caratteristiche meccaniche di un materiale di base fragile realizzando una struttura composita che prevede uno strato di rinforzo di detto materiale di base. Secondo una prima forma di realizzazione, la presente invenzione ha per oggetto una struttura composita secondo la rivendicazione 1, vale a dire una struttura composita comprendente: The present invention is based on the general consideration of being able to improve the mechanical characteristics of a brittle base material by providing a composite structure which provides a reinforcing layer of said base material. According to a first embodiment, the present invention relates to a composite structure according to claim 1, that is to say a composite structure comprising:

- un primo strato comprendente un materiale di base avente un predeterminato modulo di Young ed un predeterminato allungamento a rottura; - a first layer comprising a base material having a predetermined Young's modulus and a predetermined elongation at break;

- un secondo strato di rinforzo associato a detto primo strato; detto secondo strato di rinforzo avente un modulo di Young maggiore rispetto al modulo di Young di detto primo strato ed un allungamento a rottura maggiore rispetto aH’allungamento a rottura di detto primo strato. - a second reinforcement layer associated with said first layer; said second reinforcement layer having a Young's modulus greater than the Young's modulus of said first layer and an elongation at break greater than the elongation at break of said first layer.

Vantaggiosamente la struttura composita presenta un allungamento a rottura maggiore rispetto alle strutture composite dell’arte nota. Advantageously, the composite structure has a greater elongation at break than the composite structures of the known art.

Preferibilmente il materiale di base del primo strato comprende un materiale lapideo o laterizio. Preferably, the base material of the first layer comprises a stone or brick material.

Preferibilmente, il secondo strato di rinforzo comprende fibre strutturali integrate in una matrice di materiale polimerico. Ancora preferibilmente, le fibre strutturali sono fibre disposte lungo almeno due direzioni non parallele per formare un tessuto. Preferably, the second reinforcing layer comprises structural fibers integrated in a matrix of polymeric material. Still preferably, the structural fibers are fibers arranged along at least two non-parallel directions to form a fabric.

Ancora più preferibilmente, le fibre strutturali sono fibre strutturali scelte dal gruppo costituito da fibre di carbonio, fibre di vetro, fibre aramidiche, fibre ceramiche, fibre da materiali organici di sintesi e loro combinazioni, le fibre di carbonio essendo preferite. Even more preferably, the structural fibers are structural fibers selected from the group consisting of carbon fibers, glass fibers, aramid fibers, ceramic fibers, fibers from synthetic organic materials and their combinations, carbon fibers being preferred.

Vantaggiosamente, le fibre strutturali contribuiscono ad opporsi efficacemente alla propagazione di eventuali cricche del materiale lapideo o laterizio. Advantageously, the structural fibers help to effectively oppose the propagation of any cracks in the stone or brick material.

Preferibilmente le fibre strutturali sono fibre disposte lungo due direzioni in maniera intrecciata per formare un unico strato di tessuto. Preferably, the structural fibers are fibers arranged along two directions in an intertwined manner to form a single layer of fabric.

Alternativamente, le fibre strutturali sono disposte su un unico strato lungo una unica direzione prevalente per realizzare un tessuto monoassiale. Alternatively, the structural fibers are arranged on a single layer along a single prevailing direction to create a monoaxial fabric.

Ancora alternativamente, le fibre strutturali sono disposte su più strati, ciascun strato essendo costituito da un tessuto monoassiale in cui la direzione prevalente delle fibre di uno strato è sghemba rispetto alla direzione prevalente delle fibre di un altro strato. Still alternatively, the structural fibers are arranged on several layers, each layer being constituted by a monoaxial fabric in which the prevailing direction of the fibers of one layer is skewed with respect to the prevailing direction of the fibers of another layer.

Alternativamente, il secondo strato di rinforzo comprende nanotubi integrati in una matrice polimerica. Alternatively, the second reinforcing layer comprises nanotubes integrated in a polymeric matrix.

Vantaggiosamente i nanotubi realizzano un rinforzo isotropo con capacità di inibizione della cricca in tutte le direzioni, Preferibilmente il materiale polimerico comprende una resina termoindurente o termoplastica. Advantageously, the nanotubes provide an isotropic reinforcement with the ability to inhibit the crack in all directions. Preferably the polymeric material comprises a thermosetting or thermoplastic resin.

Vantaggiosamente la realizzazione dello strato di rinforzo avviene in tempi ridotti e controllabili. Advantageously, the realization of the reinforcement layer takes place in reduced and controllable times.

Preferibilmente la struttura composita comprendere una sostanza adesiva di unione del secondo strato di rinforzo al primo strato. Preferably, the composite structure comprises an adhesive substance for joining the second reinforcing layer to the first layer.

Ancora più preferibilmente, la sostanza adesiva è costituita dal materiale polimerico stesso del secondo strato di rinforzo. Vantaggiosamente, l’effetto collante della sostanza adesiva contribuisce ad opporsi alla propagazione di eventuali cricche del materiale lapideo o laterizio assorbendone la sollecitazione di punta. Even more preferably, the adhesive substance is constituted by the polymeric material itself of the second reinforcing layer. Advantageously, the adhesive effect of the adhesive substance helps to oppose the propagation of any cracks in the stone or brick material by absorbing the peak stress.

Secondo un’altra forma di realizzazione, la presente invenzione ha per oggetto un metodo di realizzazione di una struttura composita secondo la rivendicazione 14, vale a dire un metodo per la realizzazione di una struttura composita comprendente le fasi di: According to another embodiment, the present invention relates to a method of manufacturing a composite structure according to claim 14, i.e. a method for manufacturing a composite structure comprising the steps of:

- predisporre un primo strato comprendente un materiale di base avente un predeterminato modulo di Young ed un predeterminato allungamento a rottura; - providing a first layer comprising a base material having a predetermined Young's modulus and a predetermined elongation at break;

- associare a detto primo strato un secondo strato di rinforzo avente un modulo di Young maggiore rispetto al modulo di Young di detto primo strato ed un allungamento a rottura maggiore rispetto aH’allungamento a rottura di detto primo strato. - associate to said first layer a second reinforcement layer having a Young's modulus greater than the Young's modulus of said first layer and an elongation at break greater than the elongation at break of said first layer.

Preferibilmente la fase di associare comprende la fase di formare ed incollare il secondo strato direttamente sul primo strato. Preferably, the step of associating comprises the step of forming and gluing the second layer directly onto the first layer.

Vantaggiosamente, la superficie del materiale lapideo o laterizio su cui viene formato ed incollato lo strato di rinforzo non necessità di particolari caratteristiche di planarità. Advantageously, the surface of the stone or brick material on which the reinforcement layer is formed and glued does not require particular flatness characteristics.

Ulteriori forme di realizzazione della presente invenzione sono specificate con riferimento alle rivendicazioni dipendenti. Further embodiments of the present invention are specified with reference to the dependent claims.

BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGURE BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

Ulteriori vantaggi, obiettivi e caratteristiche nonché forme di realizzazione della presente invenzione sono definiti nelle rivendicazioni e saranno chiariti nel seguito per mezzo della descrizione seguente, nella quale è fatto riferimento alle tavole di disegno allegate; nei disegni, caratteristiche e/o parti componenti corrispondenti o equivalenti della presente invenzione sono identificate dagli stessi numeri di riferimento. In particolare, nelle figure: Further advantages, objectives and characteristics as well as embodiments of the present invention are defined in the claims and will be clarified below by means of the following description, in which reference is made to the attached drawing tables; in the drawings, characteristics and / or corresponding or equivalent component parts of the present invention are identified by the same reference numbers. In particular, in the figures:

- la fig. 1 rappresenta una vista assonometrica di una struttura composita secondo una prima forma realizzativa dell’invenzione; - fig. 1 represents an axonometric view of a composite structure according to a first embodiment of the invention;

- la fig. 2 mostra la vista secondo il piano di sezione I°-I° di fig. 1 ; - fig. 2 shows the view according to the section plane I ° -I ° of fig. 1;

- la fig. 3 rappresenta una vista esplosa degli strati utilizzati per la realizzazione della struttura composita di fig. 1 ; - fig. 3 represents an exploded view of the layers used for the realization of the composite structure of fig. 1;

- la fig. 4 mostra due strati della struttura composita di fig. 1 ; - la fig. 5 mostra una vista assonometrica di una struttura composita secondo una seconda forma realizzativa dell’invenzione; - fig. 4 shows two layers of the composite structure of fig. 1; - fig. 5 shows an axonometric view of a composite structure according to a second embodiment of the invention;

- la fig. 6 mostra la vista secondo il piano di sezione V°-V° di fig. 5; - fig. 6 shows the view according to the section plane V ° -V ° of fig. 5;

- la fig. 7 rappresenta una vista esplosa degli strati utilizzati per la realizzazione della struttura composita di fig. 5; - fig. 7 represents an exploded view of the layers used for the realization of the composite structure of fig. 5;

- la fig. 8 rappresenta una vista assonometrica di una struttura composita secondo una terza forma realizzativa dell’invenzione; - fig. 8 represents an axonometric view of a composite structure according to a third embodiment of the invention;

- la fig. 9 mostra una vista assonometrica esplosa di una struttura composita secondo una quarta forma realizzativa dell’invenzione; - fig. 9 shows an exploded axonometric view of a composite structure according to a fourth embodiment of the invention;

- la fig. 10 mostra una vista assonometrica di una struttura composita secondo una quinta forma realizzativa dell’invenzione; - fig. 10 shows an axonometric view of a composite structure according to a fifth embodiment of the invention;

- la fig. 1 1 mostra due strati della struttura composita di fig. 10; - fig. 1 1 shows two layers of the composite structure of fig. 10;

- la fig. 12 rappresenta una vista assonometrica di una struttura composita secondo una sesta forma realizzativa dell’invenzione; - fig. 12 represents an axonometric view of a composite structure according to a sixth embodiment of the invention;

- la fig. 13 mostra la vista secondo il piano di sezione ΧΙΡ-ΧΙΓ di fig. 12. - fig. 13 shows the view according to the section plane ΧΙΡ-ΧΙΓ of fig. 12.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLA PRESENTE DETAILED DESCRIPTION OF THIS PRESENT

INVENZIONE. INVENTION.

Nonostante la presente invenzione venga descritta nel seguito con riferimento alle sue forme di realizzazione rappresentate nelle tavole di disegno, la presente invenzione non è limitata alle forme di realizzazione descritte nel seguito e rappresentate nelle tavole. Al contrario, le forme di realizzazione descritte e rappresentate chiariscono alcuni aspetti della presente invenzione, lo scopo della quale è definito dalle rivendicazioni. Although the present invention is described below with reference to its embodiments represented in the drawing tables, the present invention is not limited to the embodiments described below and represented in the drawings. On the contrary, the embodiments described and represented clarify some aspects of the present invention, the purpose of which is defined by the claims.

La presente invenzione si è rivelata particolarmente vantaggiosa quando applicata a marmo, in particolare in forma di lastra. Va comunque puntualizzato che la presente invenzione non è limitata a lastre di marmo. Al contrario, la presente invenzione trova conveniente applicazione in tutti casi che prevedono l’utilizzo di materiali lapidei o laterizi in forma di lastra, listello o qualsiasi altra forma idonea agli impieghi previsti, non necessariamente . The present invention has proved to be particularly advantageous when applied to marble, in particular in the form of a slab. However, it should be pointed out that the present invention is not limited to marble slabs. On the contrary, the present invention finds convenient application in all cases involving the use of stone or brick materials in the form of slabs, strips or any other form suitable for the intended uses, not necessarily.

In particolare con il termine materiale lapideo o laterizio, si intende a titolo indicativo e non esaustivo, marmi, graniti, pietre ed ogni altro materiale aggregato naturale o artificiale avente come costituente anche minerali cristallini e/o amorfi, particelle e solidi di vario tipo, utilizzato neH’ambito delle costruzioni edilizie sotto forma diretta o di conglomerato naturale o di conglomerato artificiale, nonché i prodotti ceramici, marmi, stucchi e intonaci quando impiegati in architettura. In particular, with the term stone or brick material, we mean, by way of non-exhaustive indication, marbles, granites, stones and any other natural or artificial aggregate material having as a constituent also crystalline and / or amorphous minerals, particles and solids of various types, used in the field of building constructions in direct form or natural conglomerate or artificial conglomerate, as well as ceramic products, marble, stucco and plaster when used in architecture.

Tali materiali lapidei o laterizi sono, come noto, materiali fragili e sono caratterizzati dall’avere un modulo di elasticità, o di Young, compreso tra 10.000 Mpa e 70.000 Mpa e normalmente tra 40.000 Mpa e 60.000 Mpa, ed un allungamento a rottura compreso tra 0, 1% e 1,5% e normalmente tra 0,5% ed 1%. Ad esempio, un marmo arabescato presenta un modulo di Young pari a 45.000 Mpa ed un allungamento a rottura pari a 0,5%. Such stone or brick materials are, as is known, fragile materials and are characterized by having an elasticity modulus, or Young's modulus, between 10,000 Mpa and 70,000 Mpa and normally between 40,000 Mpa and 60,000 Mpa, and an elongation at break between 0.1% and 1.5% and normally between 0.5% and 1%. For example, an arabesque marble has a Young's modulus of 45,000 Mpa and an elongation at break of 0.5%.

Con riferimento alle figure da 1 a 4 è descritta una struttura composita 1 secondo una prima forma realizzativa dell’invenzione. With reference to figures 1 to 4, a composite structure 1 according to a first embodiment of the invention is described.

La struttura composita 1 comprende un primo strato di base 2 costituito da un una lastra di marmo arabescato ed un secondo strato 3 costituito da materiale composito in fibra di carbonio in una matrice di materiale polimerico. The composite structure 1 comprises a first base layer 2 consisting of a guilloche marble slab and a second layer 3 consisting of a carbon fiber composite material in a matrix of polymeric material.

In varianti realizzative, al posto della fibra di carbonio potrebbero essere utilizzati altri tipi di fibra strutturale, come fibre di vetro, fibre aramidiche, fibre ceramiche, fibre da materiali organici di sintesi oppure una loro opportuna combinazione. In alternative embodiments, other types of structural fiber could be used instead of carbon fiber, such as glass fibers, aramid fibers, ceramic fibers, fibers from synthetic organic materials or an appropriate combination thereof.

Nella forma realizzativa qui descritta, lo spessore dello strato di marmo 2 può essere ad esempio pari a circa 9,5mm mentre lo spessore dello strato 3 in materiale composito in fibra di carbonio può essere pari a circa 0,4mm . In the embodiment described here, the thickness of the marble layer 2 can be for example equal to about 9.5mm while the thickness of the layer 3 made of carbon fiber composite material can be equal to about 0.4mm.

Lo strato di base 2 in marmo comprende una superficie esterna 2a, che rappresenta la superficie che sarà poi in vista quando la struttura composita 1 verrà utilizzata neH’impiego previsto, ed una superficie interna 2b su cui aderisce lo strato composito in fibra di carbonio 3. The marble base layer 2 comprises an external surface 2a, which represents the surface which will then be visible when the composite structure 1 is used in its intended use, and an internal surface 2b on which the carbon fiber composite layer 3 adheres. .

La superficie esterna 2a è normalmente ed opportunamente lavorata, ad esempio mediante processi di levigatura e lucidatura per conferire la desiderata planarità ed aspetto estetico alla struttura composita 1. La superficie interna 2b, al contrario, non necessita di particolari lavorazioni poiché l’applicazione dello strato di materiale composito in fibra di carbonio 3 non richiede particolari planarità, secondo quanto meglio descritto anche in seguito con riferimento al metodo di realizzazione della struttura composita 1. The external surface 2a is normally and suitably worked, for example by means of grinding and polishing processes to give the desired flatness and aesthetic appearance to the composite structure 1. The internal surface 2b, on the other hand, does not require particular processing since the application of the layer of composite material in carbon fiber 3 does not require particular planarity, as described in greater detail hereinafter with reference to the method of manufacturing the composite structure 1.

Ciò consente di ridurre i tempi ed i costi di preparazione dello strato di marmo 2 e quindi della realizzazione della struttura composita 1 stessa rispetto alle strutture appartenenti all’arte nota. This allows to reduce the times and costs of preparation of the marble layer 2 and therefore of the realization of the composite structure 1 itself with respect to the structures belonging to the known art.

Lo strato in materiale composito in fibra di carbonio 3, comprende un tessuto costituito da fibre di carbonio preferibilmente, ma non necessariamente, intrecciate secondo due direzioni X e Y, vale a dire trama e ordito, tali due direzioni X e Y essendo sostanzialmente perpendicolare tra loro. The carbon fiber composite material layer 3 comprises a fabric consisting of carbon fibers preferably, but not necessarily, intertwined according to two X and Y directions, i.e. weft and warp, these two X and Y directions being substantially perpendicular between They.

Le fibre di carbonio sono integrate in una matrice di materiale polimerico costituita preferibilmente da una resina termoindurente. The carbon fibers are integrated in a matrix of polymeric material preferably consisting of a thermosetting resin.

In una forma preferita di produzione della struttura 1, facendo riferimento alla figura 3, si prevede di predisporre la lastra di marmo 2 con la sua superficie interna 2b rivolta verso l’alto. Viene quindi applicato uno strato 3a di resina termoindurente sulla superficie interna 2b e viene quindi predisposto uno strato di tessuto di fibre di carbonio secche 3b, in uno stato pertanto flessibile e maneggiabile. Tale tessuto di fibre di carbonio 3b viene quindi annegato nello strato di resina termoindurente 3a e pertanto completamente impregnato di tale resina 3a. Lo strato composito 3, costituito dalla resina termoindurente 3a e dal tessuto di fibre di carbonio 3b, è facilmente modellabile e si adatta alla superficie interna 2b della lastra di marmo 2, indipendentemente dal livello di planarità della superficie interna 2b stessa. In a preferred form of production of the structure 1, referring to Figure 3, it is envisaged to arrange the marble slab 2 with its internal surface 2b facing upwards. A layer 3a of thermosetting resin is then applied to the internal surface 2b and a layer of dry carbon fiber fabric 3b is then prepared, in a state therefore flexible and manageable. This carbon fiber fabric 3b is then embedded in the thermosetting resin layer 3a and therefore completely impregnated with this resin 3a. The composite layer 3, consisting of the thermosetting resin 3a and the carbon fiber fabric 3b, can be easily modeled and adapts to the internal surface 2b of the marble slab 2, regardless of the level of flatness of the internal surface 2b itself.

Successivamente, l’insieme costituito dallo strato composito 3 e dalla lastra di marmo 2 viene compresso, ad esempio mediante uno stampo, fino alla polimerizzazione della resina termoindurente e al consolidamento dello strato composito 3 per l’ottenimento della struttura composita 1. Durante tale fase, la resina termoindurente 3a aderisce alla superficie interna 2b della lastra di marmo 2 per realizzare l’aggrappaggio desiderato dello strato composito 3 alla lastra di marmo 2 ed esplicando pertanto l’effetto collante tra i due strati. Subsequently, the assembly consisting of the composite layer 3 and the marble slab 2 is compressed, for example by means of a mold, until the thermosetting resin polymerizes and the composite layer 3 is consolidated to obtain the composite structure 1. During this phase , the thermosetting resin 3a adheres to the internal surface 2b of the marble slab 2 to achieve the desired adhesion of the composite layer 3 to the marble slab 2 and thus exerting the adhesive effect between the two layers.

Nella struttura composita 1 così ottenuta, lo strato di materiale composito in fibra di carbonio 3 presenta un modulo di Young pari a 120.000 Mpa, superiore al modulo di Young del marmo 2, ed un allungamento a rottura pari a 2, 1%, superiore all’ allungamento a rottura del marmo 2. In the composite structure 1 thus obtained, the layer of carbon fiber composite material 3 has a Young's modulus equal to 120,000 Mpa, higher than the Young's modulus of marble 2, and an elongation at break equal to 2.1%, higher than '' elongation at break of the marble 2.

Più in generale, lo strato di materiale composito 3 presenta un modulo di Young compreso preferibilmente tra 20.000 Mpa e 300.000 Mpa e più preferibilmente compreso tra 100.000 Mpa e 200.000 Mpa. Analogamente l’allungamento a rottura dello strato di materiale composito 3 è compreso preferibilmente tra 0,5% e 6% e più preferibilmente compreso tra 0,5% e 3% More generally, the layer of composite material 3 has a Young's modulus preferably comprised between 20,000 Mpa and 300,000 Mpa and more preferably comprised between 100,000 Mpa and 200,000 Mpa. Similarly, the elongation at break of the layer of composite material 3 is preferably between 0.5% and 6% and more preferably between 0.5% and 3%

La previsione di tale strato di materiale in fibra di carbonio 3 con le suddette caratteristiche del modulo di Young e deH’allungamento a rottura, consente di realizzare una struttura composita 1 che, qualora sottoposta ad un carico flesso-torsionale, si deforma fino a valori rilevanti e molto superiori alle strutture composite di tipo note senza che la lastra di marmo 2 si rompa, vale a dire che si inneschi la rottura causata dalla formazione di una cricca e la sua propagazione lungo la lastra di marmo 2 stessa, The provision of such a layer of carbon fiber material 3 with the aforementioned characteristics of Young's modulus and elongation at break, allows the creation of a composite structure 1 which, when subjected to a flexural-torsional load, deforms up to values significant and much superior to the composite structures of the known type without the marble slab 2 breaking, that is to say, triggering the break caused by the formation of a crack and its propagation along the marble slab 2 itself,

Pertanto, la struttura composita 1 costituita dal materiale di base lapideo o laterizio 2 e dallo strato di rinforzo 3 si rompe per valori di deformazione superiori rispetto al materiale di base lapideo o laterizio 2 e con carichi molto maggiore. Therefore, the composite structure 1 consisting of the stone or brick base material 2 and the reinforcing layer 3 breaks due to higher deformation values than the stone or brick base material 2 and with much higher loads.

In definitiva, l’applicazione dello strato di rinforzo 3 al materiale di base lapideo o laterizio 2 ne modifica le caratteristiche dello stesso. In particolare, come si osserva in figura 4 ove solo per chiarezza espositiva i due strati 2 e 3 sono mostrati affiancati uno sopra l’altro, lo strato di rinforzo in tessuto 3 viene disposto sulla lastra di marmo 2 in modo che l’orientamento delle fibre da un lato garantisca una adeguata redistribuzione delle sollecitazioni, dall’altro garantisca che una delle direzioni individuata dalle fibre dell’elemento di rinforzo sia essenzialmente ortogonale alla possibile direzione di sviluppo di una cricca di innesco della rottura della lastra di marmo. Nel caso rappresentato di figura, le fibre del tessuto 3b disposte in direzione X contribuiscono ad opporsi efficacemente alla propagazione della cricca CI lungo la direzione Y e le fibre del tessuto disposte in direzione Y contribuiscono ad opporsi efficacemente alla propagazione della cricca C2 lungo la direzione X. Ultimately, the application of the reinforcing layer 3 to the stone or brick base material 2 changes its characteristics. In particular, as can be seen in figure 4 where the two layers 2 and 3 are shown side by side only for clarity of presentation, the fabric reinforcement layer 3 is arranged on the marble slab 2 so that the orientation of the fibers on the one hand guarantees an adequate redistribution of the stresses, on the other hand guarantees that one of the directions identified by the fibers of the reinforcing element is essentially orthogonal to the possible direction of development of a crack that initiates the breaking of the marble slab. In the case shown in the figure, the fibers of the fabric 3b arranged in the X direction contribute to effectively oppose the propagation of the crack C1 along the Y direction and the fibers of the fabric arranged in the Y direction contribute to effectively oppose the propagation of the crack C2 along the X direction .

La presenza delle fibre orientate 3b in combinazione con l’effetto collante dello strato di resina termoindurente 3a vincola la cricca C I o C2 e ne inibisce la propagazione assorbendone la sollecitazione di punta per cui l’allungamento a rottura del materiale di base lapideo o laterizio 2 risulta incrementato in maniera sostanziale. The presence of the oriented fibers 3b in combination with the bonding effect of the thermosetting resin layer 3a constrains the crack C I or C2 and inhibits its propagation by absorbing its peak stress so that the elongation at break of the stone or brick base material 2 it has increased substantially.

Con riferimento alle figure da 5 a 7 è descritta una struttura composita 1 secondo una seconda forma realizzativa dell’invenzione. With reference to figures 5 to 7, a composite structure 1 according to a second embodiment of the invention is described.

La struttura composita 1 comprende un primo strato di base 2 costituito da un una lastra di marmo, un secondo strato 3 costituito da materiale composito in fibra di carbonio in una matrice di materiale polimerico ed uno strato intermedio 4 comprendente una sostanza adesiva. The composite structure 1 comprises a first base layer 2 consisting of a marble slab, a second layer 3 consisting of a carbon fiber composite material in a matrix of polymeric material and an intermediate layer 4 comprising an adhesive substance.

Le figure sono solo rappresentative della struttura composita 1 dell’invenzione. In particolare le dimensioni dei vari strati 2, 3 e 4 rappresentati sono deliberatamente non in scala per motivi di chiarezza espositiva. The figures are only representative of the composite structure 1 of the invention. In particular, the dimensions of the various layers 2, 3 and 4 shown are deliberately not to scale for reasons of clarity.

Valori esemplificativi reali per i tre strati 2, 3 e 4 possono essere, ad esempio, 10 mm per lo strato 2 di marmo, 0,5 mm per lo strato 3 in materiale composito in fibra di carbonio e 0,2 mm per lo strato intermedio di sostanza adesiva 4. Real example values for the three layers 2, 3 and 4 can be, for example, 10 mm for the marble layer 2, 0.5 mm for the carbon fiber composite layer 3 and 0.2 mm for the layer intermediate of adhesive substance 4.

Lo strato di base 2 in marmo comprende una superficie esterna 2a, che rappresenta la superficie che sarà poi in vista quando la struttura composita 1 verrà utilizzata nell’impiego previsto, ed una superficie interna 2b su cui aderisce lo strato composito in fibra di carbonio 3. The marble base layer 2 comprises an external surface 2a, which represents the surface which will then be visible when the composite structure 1 is used in its intended use, and an internal surface 2b on which the carbon fiber composite layer 3 adheres. .

La superficie esterna 2a è normalmente ed opportunamente lavorata, ad esempio mediante processi di levigatura e lucidatura per conferire la desiderata planarità ed aspetto estetico alla struttura composita 1. La superficie interna 2b, al contrario, non necessita di particolari lavorazioni poiché l’applicazione degli strati adiacenti di sostanza adesiva 4 e di materiale composito in fibra di carbonio 3 non richiede particolari planarità, secondo quanto meglio descritto anche in seguito con riferimento al metodo di realizzazione della struttura composita 1. The external surface 2a is normally and suitably worked, for example by means of grinding and polishing processes to give the desired flatness and aesthetic appearance to the composite structure 1. The internal surface 2b, on the other hand, does not require any particular processing since the application of the layers adjacent surfaces of adhesive substance 4 and of composite material in carbon fiber 3 does not require particular planarity, as described further below with reference to the method of manufacturing the composite structure 1.

Lo strato in materiale composito in fibra di carbonio 3, comprende un tessuto costituito da fibre di carbonio intrecciate secondo due direzioni X e Y, vale a dire trama e ordito, tali due direzioni X e Y essendo sostanzialmente perpendicolare tra loro. The layer of carbon fiber composite material 3 comprises a fabric consisting of carbon fibers intertwined according to two directions X and Y, that is to say weft and warp, these two directions X and Y being substantially perpendicular to each other.

Lo strato di sostanza adesiva 4 è costituito preferibilmente da una resina epossidica. The adhesive substance layer 4 preferably consists of an epoxy resin.

In una forma preferita di produzione della struttura 1, facendo riferimento alla figura 7, si prevede di predisporre la lastra di marmo 2 con la sua superficie interna 2b rivolta verso l’alto. Viene quindi applicato uno strato di sostanza adesiva 4 sulla superficie interna 2b e viene quindi predisposto uno strato di materiale composito 3 costituito da un tessuto di fibre di carbonio 3b impregnate in una resina polimerica 3a. Tale strato composito 3 è in uno stato flessibile, maneggiabile e facilmente modellabile e viene disposto sopra lo strato di sostanza adesiva 4 adattandosi alla superficie interna 2b della lastra di marmo 2, indipendentemente dal livello di planarità della superficie interna 2b stessa. In a preferred form of production of the structure 1, referring to Figure 7, it is envisaged to arrange the marble slab 2 with its internal surface 2b facing upwards. A layer of adhesive substance 4 is then applied to the internal surface 2b and a layer of composite material 3 is then prepared consisting of a fabric of carbon fibers 3b impregnated in a polymeric resin 3a. This composite layer 3 is in a flexible, manageable and easily moldable state and is placed on top of the layer of adhesive substance 4 adapting to the internal surface 2b of the marble slab 2, regardless of the level of planarity of the internal surface 2b itself.

Successivamente, all’assieme costituito dallo strato composito 3, dallo strato di sostanza adesiva 4 e dalla lastra di marmo 2 viene applicata una pressione e sottoposto ad un processo di polimerizzazione, a temperatura ambiente o in forno a temperatura controllata, per effettuare un ciclo di cura della resina termoindurente 3a e di polimerizzazione contestuale dello strato di sostanza adesiva 4 fino all’ottenimento della struttura composita 1. Durante tale fase, lo strato di materiale composito in fibra di carbonio 3, e più in particolare la resina termoindurente 3a, compenetra almeno in parte lo strato di sostanza adesiva 4. Inoltre la sostanza adesiva 4 aderisce alla superficie interna 2b della lastra di marmo 2 per realizzare l’aggrappaggio desiderato dello strato composito 3 alla lastra di marmo 2 ed esplicando pertanto l’effetto collante tra i due strati. Subsequently, pressure is applied to the assembly consisting of the composite layer 3, the layer of adhesive substance and the marble slab 2 and subjected to a polymerization process, at room temperature or in an oven at a controlled temperature, to carry out a cycle of cure of the thermosetting resin 3a and contextual polymerization of the layer of adhesive substance 4 until the composite structure 1 is obtained. During this step, the layer of carbon fiber composite material 3, and more particularly the thermosetting resin 3a, penetrates at least in part the layer of adhesive substance 4. Furthermore, the adhesive substance 4 adheres to the internal surface 2b of the marble slab 2 to achieve the desired adhesion of the composite layer 3 to the marble slab 2 and thus exerting the adhesive effect between the two layers .

Come per la struttura composita 1 descritta con riferimento alle figure da 1 a 5, anche la struttura composita 1 qui descritta presenta le caratteristiche sopra dette, in particolare si deforma fino a valori rilevanti e molto superiori alle strutture composite di tipo note senza la rottura della lastra di marmo 2. As for the composite structure 1 described with reference to Figures 1 to 5, also the composite structure 1 described here has the above-mentioned characteristics, in particular it deforms up to significant values and much higher than the composite structures of the known type without breaking the marble slab 2.

Anche in tale realizzazione, inoltre, la struttura composita 1 costituita dal materiale di base lapideo o laterizio 2 e dallo strato di rinforzo 3 si rompe per valori di deformazione superiori rispetto al materiale di base lapideo o laterizio 2 e con carichi di sollecitazioni molto maggiori. Also in this embodiment, moreover, the composite structure 1 consisting of the stone or brick base material 2 and the reinforcing layer 3 breaks due to higher deformation values than the stone or brick base material 2 and with much higher stress loads.

Ancora, l’orientamento delle fibre dello strato di rinforzo in tessuto 3 lungo le direzioni X ed Y da un lato garantisce una adeguata redistribuzione delle sollecitazioni e dall’altro contribuisce ad opporsi alla propagazione di eventuali cricche del marmo 2. Furthermore, the orientation of the fibers of the fabric reinforcement layer 3 along the X and Y directions on the one hand ensures an adequate redistribution of the stresses and on the other helps to oppose the propagation of any cracks in the marble 2.

Pertanto, la presenza delle fibre orientate 3b in combinazione con l’effetto collante dello strato di sostanza adesiva 4 vincola l’eventuale cricca e ne inibisce la propagazione assorbendone la sollecitazione di punta per cui l’allungamento a rottura del materiale di base lapideo o laterizio 2 risulta incrementato in maniera sostanziale. Therefore, the presence of the oriented fibers 3b in combination with the gluing effect of the layer of adhesive substance 4 constrains any crack and inhibits its propagation by absorbing the peak stress so that the elongation at break of the stone or brick base material 2 is substantially increased.

La figura 8 mostra una terza forma realizzativa della struttura composita 1 dell’invenzione che differisce dalla forma realizzativa descritta con riferimento alle figure da 5 a 7 per il solo fatto le fibre 3b che realizzano il tessuto dello strato composito in fibra di carbonio 3 sono orientate lungo due direzioni sghembe X’ ed Y’, anziché perpendicolari. Figure 8 shows a third embodiment of the composite structure 1 of the invention which differs from the embodiment described with reference to Figures 5 to 7 for the sole fact that the fibers 3b that make up the fabric of the carbon fiber composite layer 3 are oriented along two skewed directions X 'and Y', rather than perpendicular.

In tale realizzazione le fibre 3b così orientate tenderanno ad opporsi vantaggiosamente alla propagazione di eventuali cricche secondo direzioni differenti rispetto alle soluzioni precedentemente descritte e sostanzialmente perpendicolari alle direzioni X’ ed Y’ . In this embodiment, the fibers 3b thus oriented will tend to advantageously oppose the propagation of any cracks in different directions with respect to the solutions previously described and substantially perpendicular to the X 'and Y' directions.

La figura 9 mostra, in vista esplosa, una quarta forma realizzativa della struttura composita 1 dell’invenzione che differisce dalla forma realizzativa descritta con riferimento alle figure da 5 a 7 per il solo fatto che il tessuto dello strato composito in fibra di carbonio 3 è realizzato mediante la sovrapposizione di due strati 3b’ e 3b” di fibre unidirezionali orientate, rispettivamente, lungo due direzioni sostanzialmente perpendicolari X ed Y. Figure 9 shows, in an exploded view, a fourth embodiment of the composite structure 1 of the invention which differs from the embodiment described with reference to Figures 5 to 7 for the sole fact that the fabric of the carbon fiber composite layer 3 is made by overlapping two layers 3b 'and 3b ”of unidirectional fibers oriented, respectively, along two substantially perpendicular directions X and Y.

Ciascun strato 3b’ o 3b” realizza un cosiddetto tessuto monoassiale in cui le fibre strutturali sono disposte su un unico strato lungo una unica direzione prevalente X oY. Each layer 3b 'or 3b "creates a so-called monoaxial fabric in which the structural fibers are arranged on a single layer along a single prevailing direction X or Y.

Infatti nel campo delle fibre composite si parla di tessuti anche quando le fibre sono dispose con orientamento lungo un'unica direzione. In pratica i tessuti monoassiali sono costituiti da fibre o fasci di fibre disposte tutte parallelamente tra loro e tenute assieme da una trama di filamenti. La trama non assolve alcuna funzione meccanica ma ha semplicemente il compito di evitare che ci siano perdite di fibre, scorrimenti o perdita di allineamento tra le stesse prima che il tessuto venga impregnato con la resina per il successivo utilizzo. In fact, in the field of composite fibers we speak of fabrics even when the fibers are arranged with orientation along a single direction. In practice, monoaxial fabrics consist of fibers or bundles of fibers all arranged parallel to each other and held together by a weft of filaments. The weft does not perform any mechanical function but simply has the task of avoiding the loss of fibers, sliding or loss of alignment between them before the fabric is impregnated with the resin for subsequent use.

Le figure 10 e 11 mostrano una struttura composita 1 secondo una quinta forma realizzativa dell’invenzione che differisce dalla prima forma realizzativa descritta con riferimento alle figure da 1 a 4 per il fatto che lo strato composito in fibra di carbonio 3 comprende un solo strato di fibre unidirezionali 3b orientate lungo una direzione preferita Y. Figures 10 and 11 show a composite structure 1 according to a fifth embodiment of the invention which differs from the first embodiment described with reference to Figures 1 to 4 in that the carbon fiber composite layer 3 comprises a single layer of unidirectional fibers 3b oriented along a preferred direction Y.

Per quanto detto sopra con riferimento alla quarta forma realizzativa di fig. 9, lo strato 3b realizza un cosiddetto tessuto monoassiale. For what has been said above with reference to the fourth embodiment of fig. 9, the layer 3b forms a so-called monoaxial fabric.

In tale realizzazione le fibre 3b così orientate si opporranno in maniera efficace alla propagazione di eventuali cricche C2 lungo la direzione X, come mostrato schematicamente in fig. 1 1. In this embodiment, the fibers 3b thus oriented will effectively oppose the propagation of any cracks C2 along the X direction, as shown schematically in fig. 1 1.

Come detto sopra, le fibre disposte lungo una direzione preferita Y si opporranno in maniera efficace alla propagazione di eventuali cricche lungo una direzione sostanzialmente perpendicolare a tale direzione stessa Y. Va tuttavia sottolineato che le fibre disposte lungo tale direzione Y si oppongo comunque, seppur in maniera meno efficace, alla propagazione di eventuali cricche, ad esempio la cricca C3 di fig. 11, in direzioni non perpendicolari ad Y. As mentioned above, the fibers arranged along a preferred direction Y will effectively oppose the propagation of any cracks along a direction substantially perpendicular to this same direction Y. However, it should be emphasized that the fibers arranged along this direction Y are in any case opposed, albeit in less effective way, to the propagation of possible cracks, for example the crack C3 of fig. 11, in directions not perpendicular to Y.

Le figure 12 e 13 mostrano una struttura composita 1 secondo una sesta forma realizzativa dell’invenzione. Figures 12 and 13 show a composite structure 1 according to a sixth embodiment of the invention.

La struttura composita 1 comprende un primo strato di base 2 costituito da un una lastra di marmo ed un secondo strato 3 costituito da nano tubi integrati in una matrice polimerica. Lo spessore dello strato di marmo 2 può essere ad esempio pari a circa 10 mm mentre lo spessore dello strato 3 può essere pari a circa 0,1 mm. The composite structure 1 comprises a first base layer 2 consisting of a marble slab and a second layer 3 consisting of nano tubes integrated in a polymeric matrix. The thickness of the marble layer 2 can be for example equal to about 10 mm while the thickness of the layer 3 can be equal to about 0.1 mm.

Lo strato di base 2 in marmo comprende una superficie esterna 2a, che rappresenta la superficie che sarà poi in vista quando la struttura composita 1 verrà utilizzata nell’impiego previsto, ed una superficie interna 2b su cui aderisce lo strato composito 3. The base layer 2 in marble comprises an external surface 2a, which represents the surface that will then be in view when the composite structure 1 will be used in the intended use, and an internal surface 2b on which the composite layer 3 adheres.

La superficie esterna 2a è normalmente ed opportunamente lavorata, ad esempio mediante processi di levigatura e lucidatura per conferire la desiderata planarità ed aspetto estetico alla struttura composita 1. La superficie interna 2b, al contrario, non necessita di particolari lavorazioni poiché l’applicazione dello strato composito 3 non richiede particolari planarità, secondo quanto meglio descritto anche in seguito con riferimento al metodo di realizzazione della struttura composita 1. The external surface 2a is normally and suitably worked, for example by means of grinding and polishing processes to give the desired flatness and aesthetic appearance to the composite structure 1. The internal surface 2b, on the other hand, does not require particular processing since the application of the layer composite 3 does not require particular planarity, according to what is better described hereinafter with reference to the method of manufacturing the composite structure 1.

In una forma preferita di produzione della struttura 1, si prevede di predisporre la lastra di marmo 2 con la sua superficie interna 2b rivolta verso l’alto. Viene quindi applicato uno strato 3 di nanotubi integrati in una matrice polimerica sulla superficie interna 2b. Lo strato 3 è in uno stato facilmente modellabile e che si adatta alla superficie interna 2b della lastra di marmo 2, indipendentemente dal livello di planarità della superficie interna 2b stessa. In a preferred form of production of the structure 1, it is envisaged to prepare the marble slab 2 with its internal surface 2b facing upwards. A layer 3 of nanotubes integrated in a polymeric matrix is then applied on the internal surface 2b. The layer 3 is in an easily moldable state which adapts to the internal surface 2b of the marble slab 2, regardless of the level of planarity of the internal surface 2b itself.

Successivamente, l’assieme costituito dallo strato composito 3 e dalla lastra di marmo viene compresso fino alla polimerizzazione della matrice polimerica dello strato composito 3 e al suo consolidamento per l’ottenimento della struttura composita 1. Durante tale fase, il materiale polimerico della matrice polimerica dello strato composito 3 aderisce alla superficie interna 2b della lastra di marmo 2 per realizzare l’aggrappaggio desiderato dello strato composito 3 alla lastra di marmo 2. Subsequently, the assembly consisting of the composite layer 3 and the marble slab is compressed until the polymerization of the polymeric matrix of the composite layer 3 and its consolidation to obtain the composite structure 1. During this phase, the polymeric material of the polymeric matrix of the composite layer 3 adheres to the internal surface 2b of the marble slab 2 to achieve the desired adhesion of the composite layer 3 to the marble slab 2.

La previsione di tale strato 3 con le suddette caratteristiche del modulo di Young e dell’allungamento a rottura, consente di realizzare una struttura composita 1 che, qualora sottoposta ad un carico flesso-torsionale, si deforma fino a valori rilevanti e molto superiori alle strutture composite di tipo note senza che la lastra di marmo 2 si rompa, vale a dire che si inneschi la rottura causata dalla formazione di una cricca e la sua propagazione lungo la lastra di marmo 2 stessa. The provision of this layer 3 with the aforementioned characteristics of Young's modulus and elongation at break, allows the creation of a composite structure 1 which, when subjected to a flexural-torsional load, deforms up to significant and much higher values than the structures composites of the known type without the marble slab 2 breaking, that is to say breaking caused by the formation of a crack and its propagation along the marble slab 2 itself.

In particolare i nanotubi realizzano un rinforzo isotropo con capacità di inibizione della cricca in tutte le direzioni. In particular, the nanotubes provide isotropic reinforcement with the ability to inhibit the crack in all directions.

Pertanto, la struttura composita 1 costituita dal materiale di base lapideo o laterizio 2 e dallo strato di rinforzo 3 si rompe per valori di deformazione superiori rispetto al materiale di base lapideo o laterizio 2 e con carichi di deformazione molto maggiore. Therefore, the composite structure 1 consisting of the stone or brick base material 2 and the reinforcing layer 3 breaks due to higher deformation values than the stone or brick base material 2 and with much higher deformation loads.

In definitiva, l’applicazione dello strato di rinforzo 3 al materiale di base lapideo o laterizio 2 ne modifica le caratteristiche dello stesso. Ultimately, the application of the reinforcing layer 3 to the stone or brick base material 2 changes its characteristics.

Nelle forme di realizzazione sopra descritte, le fibre strutturali sono preferibilmente fibre di carbonio. Tuttavia, come detto per la prima forma realizzativa, in varianti realizzative tali fibre potrebbero essere di tipo diverso, come ad esempio fibre di vetro, fibre aramidiche, fibre ceramiche, fibre da materiali organici di sintesi oppure una loro opportuna combinazione. In the embodiments described above, the structural fibers are preferably carbon fibers. However, as mentioned for the first embodiment, in embodiment variants these fibers could be of different types, such as for example glass fibers, aramid fibers, ceramic fibers, fibers from synthetic organic materials or a suitable combination thereof.

Inoltre, le fibre strutturali dello strato di rinforzo potranno essere disposte su uno o più strati di tessuto, monoassiale o meno, combinati tra loro ed orientate lungo direzioni differenti ed opportunamente scelte a seconda del materiale di base da rinforzare. Furthermore, the structural fibers of the reinforcing layer can be arranged on one or more layers of fabric, monoaxial or not, combined with each other and oriented along different directions and suitably chosen according to the base material to be reinforced.

Ancora, il materiale polimerico del secondo strato di rinforzo è preferibilmente una resina termoindurente. In varianti realizzative tale materiale potrebbe essere di tipo diverso, come ad esempio una resina termoplastica. Furthermore, the polymeric material of the second reinforcing layer is preferably a thermosetting resin. In embodiment variants, this material could be of a different type, such as a thermoplastic resin.

Inoltre, la struttura composita della presente invenzione può risultare particolarmente adatta nell’impiego in strutture edilizie che richiedono caratteristiche antisimiche o che sono realizzate in areee a rischio di esplosione. Infatti tale struttura composita, oltre a sottostare a valori di deformazione elevata senza subire la rottura, nel caso in cui la rottura tuttavia sopravvenga è in grado di evitare la proiezione di eventuali detriti o schegge del materiale di base, rimanendo gli stessi vincolati allo strato di rinforzo mediante il vincolo dell’incollaggio. Furthermore, the composite structure of the present invention may be particularly suitable for use in building structures that require antisimic characteristics or that are built in areas at risk of explosion. In fact, this composite structure, in addition to being subjected to high deformation values without undergoing breakage, in the event that the break nevertheless occurs is able to avoid the projection of any debris or splinters of the base material, remaining the same bound to the layer of reinforcement by bonding bonding.

La struttura composita della presente invenzione presenta inoltre un comportamento “fail safe” poiché l’eventuale rottura della struttura stessa, e vale a dire la propagazione della cricca, avviene comunque in maniera più lenta rispetto alle strutture di tipo noto. Tale riduzione del tempo di rottura può risultare particolarmente vantaggiosa in alcune applicazioni, come ad esempio nel caso di uno della struttura composita come gradino di una scala. The composite structure of the present invention also exhibits a "fail safe" behavior since any breakage of the structure itself, and that is to say the propagation of the crack, still occurs more slowly than known structures. Such a reduction in the breaking time can be particularly advantageous in some applications, such as in the case of one of the composite structure as a step on a ladder.

Oltre aH’impiego nell’edilizia, la struttura composita dell’invenzione può essere vantaggiosamente utilizzata in altri campi laddove è richiesto l’impiego di una struttura composita comprendente un materiale di base di per sé fragile ma che nella struttura composita può deformarsi maggiormente senza rompersi, come ad esempio un piano di appoggio di un tavolo. In addition to its use in construction, the composite structure of the invention can be advantageously used in other fields where the use of a composite structure is required comprising a base material which is fragile in itself but which in the composite structure can deform more without breaking. , such as a table top.

Si è quindi dimostrato che la presente invenzione permette di raggiungere gli scopi prefissati. In particolare permette la realizzazione di una struttura composita con valore di allungamento a rottura maggiore rispetto alle strutture composite dell’arte nota. It has therefore been shown that the present invention makes it possible to achieve the intended purposes. In particular, it allows the creation of a composite structure with a higher breaking elongation value than the composite structures of the known art.

Mentre la presente è stata descritta con riferimento alle forme di realizzazione particolari rappresentate nelle figure, va notato che la presente invenzione non è limitata alle particolari forme di realizzazione rappresentate e descritte; al contrario, ulteriori varianti delle forme di realizzazione descritte rientrano nello scopo della presente invenzione, scopo definito dalle rivendicazioni. While the present has been described with reference to the particular embodiments depicted in the figures, it should be noted that the present invention is not limited to the particular embodiments depicted and described; on the contrary, further variants of the embodiments described fall within the scope of the present invention, the purpose defined by the claims.

Claims

CLAIMS 1. Composite structure (1) comprising: - a first layer (2) comprising a base material having a predetermined Young's modulus and a predetermined elongation at break; - a second reinforcement layer (3) associated with said first layer; characterized in that said second reinforcing layer (3) has a Young's modulus greater than the Young's modulus of said first layer (2) and an elongation at break greater than the elongation at break of said first layer (2).

Composite structure (1) according to claim 1), characterized in that the Young's modulus of said first layer (2) is preferably comprised between 10,000 Mpa and 70,000 Mpa, more preferably between 40,000 Mpa and 60,000 Mpa and even more preferably equal to 45,000.

Composite structure (1) according to claim 1), characterized in that the Young's modulus of said second layer (3) is preferably comprised between 20,000 Mpa and 300,000 Mpa, more preferably between 100,000 Mpa and 200.00 Mpa and even more preferably equal to 120,000 Mpa.

Composite structure (1) according to claim 1), characterized in that the elongation at break of said first layer (2) is preferably comprised between 0.1% and 1.5%, more preferably between 0.5% and 1% and even more preferably equal to 0.5.

5. Composite structure (1) according to claim 1), characterized in that the elongation at break of said second layer (3) is preferably comprised between 0.5% and 6%, more preferably between 1.5% and 3 % and even more preferably equal to 2.1%.

6. Composite structure (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that said second reinforcement layer (3) comprises structural fibers (3b, 3b ', 3b ") integrated in a matrix of polymeric material.

7. Composite structure (1) according to claim 6), characterized in that said structural fibers (3b) are fibers arranged substantially along a prevailing direction (Y).

8. Composite structure (1) according to claim 6), characterized in that said structural fibers (3b, 3b ', 3b ") are fibers arranged along at least two non-parallel directions (X, Y) to form a fabric.

Composite structure (1) according to claim 6), characterized in that said polymeric material comprises a thermosetting or thermoplastic resin.

Composite structure (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises an adhesive substance (4) for joining said second reinforcing layer (3) to said first layer (2).

Composite structure (1) according to claim 10), characterized in that said adhesive substance defines a third layer (4) between said first layer (2) and said second layer (3).

Composite structure (1) according to claim 10), characterized in that said adhesive substance belongs to said second layer (4).

13. Composite structure (1) according to any one of the preceding claims, characterized in that said base material of said first layer (2) comprises a stone or brick material.

14. Method for making a composite structure (1) characterized in that it comprises the steps of: - providing a first layer (2) comprising a base material having a predetermined Young's modulus and a predetermined elongation at break; - associating said first layer (2) with a second reinforcement layer (3) having a Young's modulus greater than the Young's modulus of said first layer (2) and an elongation at break greater than the elongation at break of said first layer (2).

Method according to claim 14), characterized in that said associating step comprises the step of using an adhesive substance (4) for joining said second layer (3) to said first layer (2).