Lastra di granulato di gomma PE "Antracite"

La densità apparente è il rapporto tra massa e volume complessivo, comprese tutte le porosità e le cavità. Si distingue dalla densità reale, che considera soltanto la sostanza costitutiva, senza vuoti. L’acqua a 4 °C ha una densità di 1.000 kg/m³. Il granulato di gomma da pneumatici fuori uso (PFU, ELT), composto prevalentemente da SBR e gomma naturale, ha una densità reale di circa 1.200 kg/m³. Per il granulato di gomma EPDM è pari a circa 1.600 kg/m³.

In un manufatto stampato in granulato di gomma legato con legante poliuretanico, la densità apparente si calcola a partire dalla massa e dalle dimensioni esterne, ossia lunghezza, larghezza e altezza totale. Nel volume così definito rientrano due tipi di cavità. Il primo comprende i pori tra i granuli che rimangono dopo la pressatura in produzione. La loro quota dipende dalla pressione di stampaggio, dalla granulometria, dalla forma dei granuli e dalla quantità di legante. Una piastrella compattata in tutto lo spessore, con lato inferiore piano e densità apparente di 800 kg/m³, presenta approssimativamente un terzo di volume poroso, assumendo una densità reale del granulato di 1.200 kg/m³ e trascurando la quota di legante.

Il secondo tipo comprende le cavità stampate sul lato inferiore strutturato. Canali di drenaggio, rilievi, piedini di drenaggio o piedini di supporto lasciano spazi aperti sotto lo strato superficiale. Tali spazi concorrono all’altezza complessiva, ma non contengono materiale. Un elemento con rilievi pronunciati sul lato inferiore può quindi avere una densità apparente ridotta anche quando lo strato superficiale è pressato in modo compatto. La densità apparente descrive l’intero manufatto stampato, non soltanto il materiale. Nei prodotti WARCO varia indicativamente tra 600 e 1.250 kg/m³.

La compattazione dello strato superficiale influenza le proprietà del rivestimento.

• Superficie: all’aumentare della densità, la superficie diventa più chiusa e più resistente.

• Permeabilità all'acqua: una densità minore comporta più pori aperti e, di norma, una maggiore permeabilità all'acqua.

• Elasticità: una densità minore rende il rivestimento più cedevole ed elastico, mentre una densità maggiore lo rende più duro e rigido.

• Peso: la densità apparente, insieme all’altezza complessiva, determina il peso per metro quadrato in condizioni asciutte. In condizioni bagnate si aggiunge l’acqua presente nei pori. Questo dato incide su trasporto, posa e capacità portante di balconi, terrazze e coperture.

La scala va dal Livello 1 al Livello 5. Ogni livello corrisponde a un intervallo di densità, per esempio il Livello 2 a valori compresi tra 780 e 840 kg/m³. Negli elementi stampati con lato inferiore strutturato, il livello fornisce indicazioni meno dirette sullo strato superficiale rispetto a una piastrella con lato inferiore piano.

La gomma è un elastomero. Sotto carico si deforma e, una volta rimosso il carico, le catene molecolari reticolate la riportano in larga misura alla forma iniziale. Nei rivestimenti in granulato di gomma legato con legante poliuretanico interviene anche la struttura: tra i granuli restano pori e il legante elastico li mantiene uniti. Sotto sollecitazione si comprimono soprattutto i pori, mentre granuli e legante si deformano contemporaneamente. Con l'aumentare della deformazione, il rivestimento diventa in genere più rigido e la sua resistenza cresce. Elasticità e attrito interno determinano l'assorbimento di urti, vibrazioni e rumore da calpestio.

Assorbimento degli urti: quando un corpo colpisce il rivestimento, la sua energia cinetica viene assorbita lungo il percorso di deformazione. Una parte è accumulata elasticamente e restituita come rimbalzo, un'altra è trasformata in calore dall'attrito interno. Quanto maggiore è il percorso di frenata, tanto minori sono le forze che agiscono sul corpo e sul sottofondo. Con carichi leggeri il rivestimento cede poco, mentre gli urti intensi sfruttano più ampiamente la corsa elastica. Un maggiore spessore del rivestimento prolunga tale percorso. Nelle piastrelle antitrauma l'effetto viene verificato come altezza di caduta critica secondo UNI EN 1177.

Smorzamento delle vibrazioni: la gomma è viscoelastica e combina comportamento elastico e viscoso. In presenza di carichi variabili, come pesi appoggiati, attrezzature in movimento o macchinari, la deformazione segue la forza con un ritardo. Il lavoro svolto in questo processo si dissipa in calore per attrito interno. Il rivestimento agisce quindi sia come elemento elastico sia come smorzatore. Al di sopra della frequenza propria del sistema costituito da massa e rivestimento, disaccoppia la sorgente vibrante dal sottofondo e riduce le vibrazioni e le scosse trasmesse. L'entità della trasmissione dipende dalla frequenza di eccitazione, dalla massa in movimento e dalla rigidezza dinamica del rivestimento.

Isolamento acustico dei passi: il rumore da calpestio è rumore strutturale. Camminando, saltando o appoggiando oggetti, un urto viene trasmesso al sottofondo, si propaga nei solai e nelle pareti e può diventare udibile come rumore in altri ambienti. Un rivestimento elastico introduce in questo percorso uno strato deformabile. Il picco di forza viene distribuito nel tempo e si riduce, mentre una parte dell'energia è già trasformata in calore nel rivestimento. La quota di rumore strutturale che raggiunge la struttura edilizia dipende dalla rigidezza dinamica e dallo spessore del rivestimento, nonché dal sottofondo.

L'entità dell'attenuazione di un elemento in granulato di gomma dipende dalla densità e dalla percentuale di pori della piastrella, dalla granulometria e dalla forma dei granuli, dalla quantità di legante in poliuretano e dallo spessore. In genere, una piastrella densa e a granulometria fine si deforma meno e attenua in misura minore, mentre una piastrella a pori aperti, con granuli più grossi oppure più spessa attenua maggiormente. La scala va dal Livello 1, con attenuazione percepibile, al Livello 5, con attenuazione molto elevata, e si basa su misurazioni comparative effettuate su prodotti WARCO. L'idoneità per un impiego specifico si valuta al meglio con una piastrella campione direttamente sul posto.

La resistenza all’usura indica la capacità di un rivestimento di opporsi alla perdita di massa causata da azioni di sfregamento e abrasione. Tali azioni possono derivare dalle suole, dalle ruote, dalla sabbia e dallo sporco che scorrono sulla superficie sotto carico. La gomma si consuma in modo diverso da un materiale rigido. La superficie elastica cede localmente sotto il corpo in movimento, viene sottoposta a trazione e taglio, quindi si scarica nuovamente. Il ripetersi di queste sollecitazioni affatica progressivamente la gomma, favorendo la formazione di microfessure e il distacco di piccole particelle superficiali. Nei rivestimenti in granulato di gomma legato con legante poliuretanico interviene anche la coesione del composito. Il legante deve trattenere ciascun granulo in modo da evitare che l’attrito estragga dalla superficie granuli interi. La resistenza all’usura dipende quindi dall’insieme formato da gomma, dimensione e forma dei granuli, quantità e indurimento del legante, adesione fra granuli e legante, nonché grado di compattazione.

La prova secondo BS 7188 impiega un Taber Abraser. Due ruote abrasive normalizzate agiscono sul provino con forza di contatto e velocità di rotazione definite, per un numero stabilito di giri. Il provino viene pesato prima e dopo ciascuna fase di prova e la perdita di massa costituisce la misura dell’abrasione. Dai risultati delle fasi previste dalla norma si calcolano l’indice di abrasione e il rapporto di abrasione. La prova non evidenzia soltanto la quantità persa nella prima fase, ma anche l’andamento dell’usura al proseguire della sollecitazione, che può diminuire, restare costante oppure aumentare.

La scala va dal Livello 1 al Livello 5. Il Livello 1 indica che sono soddisfatti i requisiti della BS 7188. I Livelli 2, 3 e 4 corrispondono rispettivamente a una resistenza all’usura buona, elevata e molto elevata. Il Livello 5 rappresenta il livello massimo della scala. La classificazione deriva da prove eseguite su prodotti rappresentativi, i cui risultati sono stati interpolati. Nell’impiego, un livello elevato della scala si manifesta nel mantenimento prolungato della granulometria e dell’aspetto superficiale in presenza di passaggio pedonale, ruote e apporto di sabbia.

La permeabilità all'acqua indica la quantità d'acqua che penetra in un rivestimento poroso e lo attraversa per infiltrazione. Nei rivestimenti in granulato di gomma legato con legante poliuretanico, l'acqua non passa attraverso la gomma, che è impermeabile, ma attraverso i pori aperti e interconnessi fra i granuli. Il percorso è determinato dalla gravità. La quantità dipende dalla percentuale di pori aperti, dalle loro dimensioni e dalla continuità dei collegamenti. Una granulometria grossa e una pressione di stampaggio contenuta formano canali più ampi. Una granulometria fine e una pressione elevata restringono invece i pori fino a rendere la piastra praticamente impermeabile.

La misura secondo UNI EN 12616 è espressa come velocità di infiltrazione dell'acqua. Indica il volume d'acqua che, in condizioni di prova definite, attraversa il rivestimento in un'ora ed è riportato in mm/h. Un valore di 1 mm/h corrisponde a 1 litro per metro quadrato e per ora. Anche un forte acquazzone apporta soltanto una frazione dell'acqua che un rivestimento con Livello elevato può lasciar passare nello stesso intervallo di tempo.

La scala comprende i Livelli da 1 a 5. Il Livello 1 corrisponde a una velocità di infiltrazione dell'acqua di circa 0 mm/h e identifica un rivestimento praticamente impermeabile all'acqua. Il Livello 5 corrisponde a circa 1.000 mm/h, ossia approssimativamente 1.000 litri per metro quadrato e per ora. La classificazione deriva da prove su piastre rappresentative. I risultati sono stati interpolati per il rispettivo prodotto.

La piastra costituisce soltanto un elemento del sistema costruttivo. Con i Livelli da 3 a 5, l'acqua piovana attraversa il rivestimento in piastre se anche il letto di posa e il sottofondo possono riceverla e smaltirla. Su un supporto impermeabile l'acqua ristagna sotto le piastre. La superficie richiede quindi una pendenza che consenta all'acqua di defluire verso un sistema di drenaggio, per esempio una canaletta o uno scarico. I rivestimenti con Livello 1 e Livello 2 sono destinati esclusivamente ad ambienti interni e superfici coperte.

Nel tempo la permeabilità all'acqua può diminuire se i pori si ostruiscono, per esempio a causa di sabbia, foglie e polveri fini trasportate dall'esterno. Nei tappeti in gomma per stalle, anche una pulizia insufficiente può ostruire i pori. Il lavaggio con acqua contribuisce a mantenerli aperti.

Il calore si trasmette in tre modi: per conduzione all'interno di un materiale, per convezione nell'aria o nell'acqua e per irraggiamento. Per un rivestimento la modalità principale è la conduzione, descritta dalla conducibilità termica. L'unità di misura è W/(m·K). Questo valore indica la quantità di calore che attraversa in un secondo un metro quadrato di un materiale spesso un metro, con una differenza di temperatura di un kelvin fra le due superfici. Quanto più basso è il valore, tanto minore è la conduzione del calore e maggiore è l'isolamento termico.

La gomma massiccia presenta una conducibilità termica compresa approssimativamente tra 0,13 e 0,18 W/(m·K). L'aria ferma, con circa 0,026 W/(m·K), conduce il calore in misura sensibilmente minore. Le piastre in granulato di gomma legato con legante poliuretanico contengono pori nei quali resta racchiusa dell'aria e conducono quindi meno calore rispetto alla gomma massiccia. In genere, una densità più bassa e una maggiore presenza di pori riducono la conducibilità termica. L'umidità nei pori può invece innalzarla. Nei prodotti WARCO i valori variano approssimativamente da 0,07 a 0,14 W/(m·K), in funzione della densità e della struttura.

L'isolamento complessivo dipende dalla conducibilità termica e dallo spessore. La resistenza termica si ottiene dividendo lo spessore per la conducibilità termica. A parità di conducibilità, una piastra con spessore doppio offre una resistenza termica doppia. Una superficie inferiore strutturata, con canali di drenaggio o rilievi, può inoltre trattenere uno strato d'aria sotto la piastra e rallentare ulteriormente il flusso di calore verso il sottofondo. Ciò vale finché l'aria rimane ferma e asciutta. Nei punti di appoggio e nei canali attraversati dall'aria, questo effetto è minore.

La scala va da 1 a 5. Il Livello 1 corrisponde a circa 0,14 W/(m·K), mentre il Livello 5 corrisponde a circa 0,07 W/(m·K). I valori derivano da misurazioni eseguite su campioni rappresentativi e sono stati interpolati per il rispettivo prodotto. I materiali isolanti, come il polistirene estruso XPS o la lana minerale, raggiungono per confronto valori intorno a 0,03 W/(m·K).