Deliverable SP1_WP5_AZ1_UO04_D01 Materie prime e fattibilità tecnologica

The deliverable SP1_WP5_AZ1_D4.1 reports the feasibility study of the production of bio-soluble fiber-based structures, namely the selection and sourcing of raw materials and assessment of the process feasibility. While the use of bio-soluble fibers eliminates the risks associated with the production and assembly-disassembly and disposal of fiber-based materials, it should be emphasized that inorganic materials include a complete refractoriness and resistance to fire without development of gas or smoke or ashes, keeping the original structure unchanged until the fulfillment of the sintering or melting. The type of process has been identified previously by means of literature review as reported in deliverable SP1_WP5_AZ1_D4.4. In detail, a forming process suitable to generate porous architectures (the "clot forming", based on the variations of the chemical-physical characteristics of a globular protein of animal origin) has been selected and coupled with the use of alkali inorganic binders to allow a chemical-physical consolidation and therefore also the self-supporting without heat treatment of sintering. The clot forming was performed using commercial egg-albumin. The inorganic binders considered in the process belong to three alkaline types of increasing complexity: 1.colloidal silica; 2.soluble alkali silicates; 3.synthetic alkali alumino-silicates (geopolymers). The process feasibility has been demonstrated by laboratory tests, which showed that the colloidal silica is the binder that interacts in the best way with the forming process selected. By coupling clot forming and colloidal silica is possible to produce bio-soluble fiber-based porous structures (d ~ 190kg/m3) in amounts exceeding 90% in volume.

Il deliverable SP1_WP5_AZ1_D4.1 riporta lo studio di fattibilità riguardo la produzione di pannelli a base di fibre bio-solubili, ovvero la selezione e reperimento delle materie prime e la valutazione di fattibilità del processo. Mentre l'utilizzo di fibre bio-solubili elimina i rischi connessi alla produzione e montaggio-smontaggio-smaltimento del pannello, è da sottolineare che i materiali di natura completamente inorganica annoverano una completa refrattarietà e resistenza al fuoco senza sviluppo di gas o fumi o ceneri, mantenendo la struttura portante iniziale inalterata fino al sussistere della sinterizzazione o fusione. La tipologia di processo è stata individuata precedentemente mediante analisi bibliografica e riportata nel deliverable SP1_WP5_AZ1_D4.4. In dettaglio si è scelto un processo di formatura atto a generare architetture porose (il "clot forming", basato sulla variazioni delle caratteristiche chimico fisiche di una proteina globulare di origine animale), accoppiato con l'utilizzo di leganti inorganici a base silico-alcalina per consentire un consolidamento chimico-fisico e quindi anche l'autoportanza senza trattamento termico di sinterizzazione. Il clot forming è stato eseguito utilizzando ovo-albumina commerciale. I leganti inorganici considerati nel processo appartengono a tre tipologie alcaline a crescente complessità: 1.la silice colloidale; 2.i silicati alcalini solubili; 3.gli allumino-silicati alcalini sintetici (geopolimeri). La fattibilità di processo è stata dimostrata da test di laboratorio, che hanno evidenziato come la silice colloidale sia il legante che interagisce nel modo migliore con il processo di formatura selezionato. Mediante l'accoppiamento di clot forming e silice colloidale è possibile produrre strutture porose (d ~ 190kg/m3) a base di fibre bio-solubili in quantità superiore al 90% in volume.