Fibglow. An inorganic water-based resin for insulating panels and windows profiles

The project concerns the study and development of insulation panels and profiles for windows and curtain walls constituted by a mixture of raw materials more simply identifiable in an inorganic water-based “resin” with the function of binder. In the case of the panels the resin is mixed with recycled glass microspheres, in the case of the profiles isused together with the basalt fiber in the industrial process of pultrusion. These new artifacts have excellent characteristics of resistance to “high temperature”, when subjected to fire are exempt from any form of fumes or gases, are devoid of raw materials classified as toxic and are free of asbestos. The purpose of the research is to obtain building products better performing and lighter than those presently used, facilitating the phases of transport and assembly, and increasing the degree of safety and comfort of the people living in the interior spaces of buildings. This work is divided into three main parts. the first part deals with research was carried out in the laboratory to identify the elements that form the resin and to understand the percentage in which the inorganic components and the additives react at best. The second part of the work is focalized on the development of new insulating panels composed of a material more sustainable and performance than the existing ones (such as expanded polystyrene and the calcium silicate), with attention to the following aspects: lightness, thermal insulation, fire resistance, sound insulation and cost of industrial production. Tests were conducted to measure thermal, acoustic and fireproof behaviors. The third part consists in the study of an innovative range of profiles for doors and windows, curtain walls and structural use, produced by the pultrusion usually used for organic resins processing. The industrial process has been adapted to the use of the new inorganic resin as matrix. Regarding the reinforcement, after a comparison of the properties of different fibers, it was decided to use the basalt fiber, the better from the mechanical point of view and more resistant to fire, in addition to being completely natural and recyclable. Finally, have been proposed three hypotheses for structural use profiles and three for windows and curtain walls profiles. The project was developed in collaboration with Gualini SpA, an Italian company leader in the building sector, and with the Italian Institute of Technology (IIT) in Genoa and Professor Roberto Cingolani.

Il progetto prevede lo studio e lo sviluppo di pannelli isolanti e di profili per serramenti e facciate continue costituiti da una miscela di materie prime più semplicemente identificabili in una “resina” di natura inorganica a base acquea con la funzione di legante. Nel caso dei pannelli la resina viene miscelata con microsfere di vetro riciclato, nel caso dei profili vine utilizzata insieme alla fibra di basalto nel processo industriale di pultrusione. Questi nuovi artefatti hanno ottime caratteristiche di resistenza alle “alte temperature”, se sottoposti al fuoco sono esenti da qualsiasi forma di fumi o gas, sono privi di materie prime classificate come tossiche e sono privi di amianto. Lo scopo della ricerca è quello di ottenere prodotti edilizi più performanti e più leggeri rispetto a quelli attualmente utilizzati, facilitando le fasi di trasporto e di montaggio e aumentando il grado di sicurezza e di comfort delle persone che vivono negli spazi interni degli edifici. Il presente lavoro è suddiviso in tre parti principali. Inizialmente è stata svolta una ricerca in laboratorio per individuare gli elementi che formano la resina e per capire in quale percentuale i componenti inorganici e gli additivi reagissero al meglio. La seconda parte del lavoro è consistita nello sviluppo di nuovi pannelli isolanti composti da un materiale più sostenibile e prestazionale di quelli esistenti (ad esempio il polistirene espanso e il calcio silicato), con attenzione ai seguenti aspetti: la leggerezza, l’isolamento termico, la resistenza al fuoco, l’isolamento acustico e il costo di produzione industriale. Sono stati svolti test per misurare i comportamenti termico, ignifugo e acustico. La terza parte è quella dello studio di un’innovativa gamma di profili per serramenti, facciate continue e ad uso strutturale, prodotti mediante la pultrusione di solito utilizzata per la lavorazione delle resine organiche. Tale processo industriale è stato adattato all’impiego della nuova resina inorganica come matrice. Per quanto riguarda il rinforzo, dopo una comparazione delle proprietà di diverse fibre, si è deciso di utilizzare la fibra di basalto, migliore dal punto di vista meccanico e più resistente al fuoco, oltre ad essere completamente naturale e riciclabile. Infine sono state proposte tre ipotesi di profili ad uso strutturale e tre di profili per serramenti e facciate continue. Nello svolgimento del progetto, sviluppato in collaborazione con Gualini SpA, società italiana leader nel settore dell’involucro edilizio, ci si è avvalsi del supporto e del confronto con l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova e con il Professor Roberto Cingolani.