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1 LATERIZI LEGGERI CONTENE~TI CENEKI VOL~NTI G, Usai Dr, I ng, Dipartimento Ingegneria Chimica e Materiali Università di Cagliari!ta 1 i en LIGHT ~1ASaNRY BRICKS CONTAINI~r, J:"LY-ASH~S by RIASSUNTQ La grande massa di Ceneri Volanti Drodotta annualmente dalle Central i Termoelettriche ENEL della Sardegna e quasi interamente utilizzata per la ryroduzione di leganti idraulici,considerate le caratteristiche nronrietà nozzolaniche di questo materiale, Nella presente nota si vuole riferire sulla soerimentazione eseguita per verificare la possibilità del riuso delle Ceneri come materia prima nella fabbricazione di laterizi legqeri.in luoao di altri materiali,considerata la natura delle Ceneri Volanti come la loro struttura "vuota" e,quindi,il loro basso peso di volume, I orodotti ottenuti dono la cottura a 1,aDO C e 1,lOO C sono caratterizzati da elevato notere coibente e buone proprietà meccaniche, ABSTRACT The great mass of Fly-Ashes,yearly oroduced from ENEL Electric Dower Plants in Sardinia (Italy),is nearly fully utilized in the ryroduction o~ Cements and Concretes,owing to the pozzolanic prooerties of the Coal Ashes. In this Paper We refer on an experimental research concerninq the ryossibilitv of reuse of Fly-Ashes in the production of light Bricks, J:"lv-Ashes,reallv.have a practically "void" structure and,therefore,a ver,! little volume-weiqht, The Bricks -obtained by firing cycles at 1,OOO C and 1,lOQoC - ryossess interesting characteristics,as elevated insulatinq oower and good mechanical resistances, INTRODUZIONE Le Ceneri Volanti (Fly-Ashes),residuo della combustione dei Gai'boni ; r'gssili nelle Centrali Termoelettriche,vengono trattenute nei filtri elettrostatici e nei cicloni e quindi raccolte, In Sardeqna,nelle Centrali ENEL,la oroduzione annua di Ceneri Volanti suoera le 40 mila tonnellate (l);la massima ~arte di queste Ceneri é utilizzata nella produzione di Leqanti Idraulici,qrazie alle ben conosciute caratteristiche pozzolaniche di questo materiale (2), La presente nota riferisce sulle ricerche soerimentali indirizzate all'otte-

2 nimento di materiali d'uso laterizio,costituiti da argilla comune e Ceneri Volanti e caratterizzati da ridotto peso di volume e buone caoacità isolanti, dovute certamente alla presenza di Ceneri essenzialmente "vuote" ed inerti. Un massiccio riuso delle Ceneri Volanti nell 'Industria Ceramica nui) validamente contribuire allo smaltimento di un materiale potenzialmente inquinante e puõ costituire una interessante fonte di materie Drime alternative (3). PARTE SPERI~ENTALE Materiali. I materiali utilizzati sono :una arqilla comune oer laterizi,composizione chimica per ossidi in tabella 1 :Ceneri Volanti Drovenienti dalla Centrale ENEL di Portovesme (Cagliari),composizione in tabella 1. Procedure Sperimentali. Dopo una serie di prove oreliminari é stata scelta una mescola argilla-ceneri con le prooorzioni in Deso 80 Darti arqilla e 20 parti ceneri. E' stata quindi ~reparata una accurata mescola con acqua,dooodiché sono stati preparati,per colatura in stamoi,dei provini prismatici di dimensioni 10 cm X 3 cm X 4 cm, I provini sono stati essiccati ' a ltô5?c, I ~rovini essiccati sono stati infine introdotti in forno elettrico e sottoposti al seguente ciclo di cottura: da 20 C circa a l,ooo C o 1,100 C :10 ore; permanenza a C o C :10 ore. I Drovini sono stati introdotti ed estratti a forno freddo (circa 20 C). Prove sui laterizi. Sui provini di laterizio sono state condotte le ~rove geguenti : ritiro alla cottura : peso di volume: porosità (come % di acqua assorbita ) ;resistenza alla compressione ; ca~acità isolanti, I risultati delle sopraelencate orove sono raccolti nella tabella 2 e nelle figure 1 e 2, RISULTATI E DISCUSSIONE L'osservazione al microscopio ottico consente di rilevare la struttura intima dei materiali in esame. Nella fotomicrografia (figura 1),600 X,si osserva infatti una matrice di base costituita dai ~rodotti della reazione di cottura dell'argilla- in massima parte cristallizati,in minor misura vetrosi- con inglobate le ~articelle di Ceneri Volanti,caratteristicamente sferoidali e a "bolle",a causa della loro origine (4),che riempiono CJran parte della [lorosità dell'argilla cotta. Alla creazione di questa porosità ha anche contribuito la piccola percentuale di incombusto presente nelle Ceneri Volanti (tabella l):i valori di porosità,determinati sem~licemente come assorbimento d'acqua,sono responsabili dei bassi pesi di volume dei laterizi -la serie dei provini cotti a C risulta avere pesi di volume maggiori a causa di una maggiore sinterizzazione e vetrificazione del materiale-,e sono ovviamente da oorre in oroporzionalità inversa con le resistenze meccaniche (5), I valori di resistenza alla compressione risultano sensibilmente minori di quelli,oresumibili,per material i di tipo laterizio con percentual e di "vuoti" di quell 'ordine di qrandezza (6), E' da tener ~resente,tuttavia,che i materiali in discussione sono stàti preparati per semplice colatura in stampi,e non mediante oressoformatura come e pratica corrente nell' Industria, Per quanto riquarda, infine.le oroorietà isolanti dei laterizi,e da rilevare il loro comportamento al riscaldamento,

3 Ceneri Vo1anti -F1y Ashes A1 2 + Fe 2 = 7,11 % Si0 2 =67,80 CaO = 6,00 n,d, =1,17 P,a,f,/1,o,i,=11,10 MgO =3,60 inc,/unb, =1,00 S03 =2,22 Arqil1a-C1av A1 2 = 28,00 % Si0 2 46,00 CaO 1,50 t:"e 2 : 2,50 n,a, -11,80 p,a,f, /1,0, i,=10,10 ~1qO =0,80 Ta be11a 1, Composizione Chimica per Ossidi,% in oeso Tab1e 1, Chemica1 Composition; % by weight, Temperatura di cottura Firing Temperature Pe so di Volume Volume l~eight Porosità Porosity Resistenza a11a Compressione Compressive Strenght 1,10 kg/1 itro 33,40% 9,0 MPa 1,65 kq/1 itro 20,05% l1,5~pa Ritiro a11a Cottura 1,1 % Firing Shrinkage Tabe11a 2, Caratteristiche dei Laterizi, Tab1e 2, Tests on the ~1asonry Bri cks, Questo é stato osservato mediante i1 semp1ice disoositivo schematizzato in figura 2,,registrando i1 tempo necessario per inna1zare la temneratura di un dato volume d'acqua,separato da uno soessore di 1aterizio di 5 cm,da un ugua1e volume d'acqua a11a temneratura contro11ata di circa 101) C, Sono stati recjistrati tempi di circa 20 ore -laterizi cotti a l,ooo C_ per inna1zare la te~~eratura de11 'acqua da circa 20 C a 32 C,e 18 ore circa per la serie di 1aterizi cotti a l,100 C. E' evidente la corre1azione tra i temdi necessari a1 risca1damento e 1e diverse porosità (oroprietà iso1anti de11e due serie di 1aterizi),

4 Figura 1, Fotomicrografia dei laterizi,600 X. Figure 1, Photomicrography of Bricks,600 X, acqua a 20 C water,20 C ~cqua bollente bon inrl water, Co f C ( Figura 2, Dispositivo di controllo delle canacità isolanti, Figure 2. Control Apparatus of insulating Power,

5 CONCLUSIONI Sono stati prodotti dei materiali d'uso laterizio con onsistente reimpieqo di Ceneri Volanti delle Centrali ENEL della Sardeqna,caratterizzati da bassi pesi di volume e buone resistenze alla compressione, La struttura di questi laterizi é costituita da una base di argilla cotta con inglobate le partice11e di Ceneri Volanti,che formano una sorta di "camera d' ari a" che conferi sce notevo 1 e potere i so 1 ante nei confronti de 11 a trasmissione del calore,ai materiali in esame, Sulla base delle precedenti considerazioni é ~ossibile concludere che i laterizi prodotti sono suscettibili di trovare una utile collocazione nella realizzazione di pareti isolanti e tramezzature nelle costruzioni in m~ratu~a e sotbolineare ancora la possibilità di un vantagqioso riuso -nell'industria ceramica- di materiali di scarto come le Ceneri Volanti,dotati di ootenziale nocività per 1 'Ambiente. BIBLIOGRAt:"IA (l)puccio,m,"le Ceneri di Carbone",Milano 1983,ITEC.pacj, 26. (2)Turriziani,R,"Leganti Aerei ed Idraulici",Roma 1975,Sistema,pag,25l-252. (3)Amat,P. and Usai,G. "New Raw Materials in Brickmaking",8th IB'1aC roc. Dublin 1988,vol.I,oag (4)Massazza,F. e Cannas,M."Riutilizzo de11e Ceneri Volanti,ecc, ",IL CA LORE,l~pag.9-l5,1962, (5)Aliprandi,G."Ceramurgia",Genova 1974,ECIG,~ag (6)Searle,A.B,"Modern Brickmaking",London 1956,Benn,pag.554.

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