ES2282217T3 - Elemento de pared. - Google Patents
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Abstract
Elemento de cubierta, comprendiendo un cajón de armazón (1) en hormigón y una capa aislante (2) que se extiende en el cajón de armazón (1), comprendiendo el cajón de armazón (1) dos placas (3, 4), que se extienden por ambas partes de la capa aislante (2) y están reunidas por unas paredes laterales (5, 6) y una parte longitudinal pretensión que se extiende en las partes laterales (5, 6), caracterizado porque dicha parte longitudinal con pretensión se extiende solamente debajo de la línea de tensión nula, estando la pretensión asegurada mediante cables adherentes (9), y porque el cajón de armazón (1) está realizado en un material comprendiendo una matriz de cemento en la cual están dispersadas fibras metálicas, fibras sintéticas o fibras orgánicas, estando este material realizado a partir de granulados que tienen una granulometría baja, con preferencia inferior a 0, 3 mm, y agua, la composición del material está determinada para que el material tenga una buena resistencia al ciclo hielo-deshielo suficiente para no presentar deterioración de sus propiedades después 300 ciclos, una porosidad capilar baja ventajosamente inferior a 10 µm o inferior a 1%, una porosidad total baja ventajosamente comprendida entre 2% y 6% y una retracción después de cura inferior a 10-5.
Description
Elemento de pared.
La presente invención se refiere a un elemento
de pared y especialmente a un elemento de cubierta utilizable
especialmente en los tejados de edificios no residenciales tales
como edificios industriales o edificios colectivos.
El tejado de tales edificios comprende
generalmente una carpintería de metal, de hormigón o de madera,
sobre la cual están fijados elementos de cubierta.
Se conocen elementos de cubierta formados por
placas metálicas nervadas fijadas sobre vigas que se extienden
entre vigas de la armadura. Estas placas metálicas están recubiertas
de un aislante y de capas bituminosas de estanqueidad. Tales
elementos de cubierta necesitan una armadura compleja y ponen en
práctica múltiples componentes cuyo ensamblaje está realizado in
situ. La realización de tales tejados es por consiguiente
relativamente larga y costosa y resulta igualmente peligrosa
teniendo en cuenta el número de operaciones que deben realizarse en
altura. Además, las capas bituminosas necesitan operaciones de
mantenimiento relativamente frecuentes y tienen una duración de
vida que no pasa de los 15 años. Por otra parte, teniendo en cuenta
su composición, las capas bituminosas tienden a facilitar la
propagación de incendios.
Para remediar este inconveniente, los tejados de
este tipo son generalmente recubiertos de una capa de varios
centímetros de grava limitando la propagación de las llamas hacia
arriba del tejado. Sin embargo, esto hace más compleja la
realización del tejado y lo hace más pesado.
Se utilizan igualmente elementos de cubierta
formados de planchas metálicas onduladas enmarcando una capa
aislante. Tales elementos de cubierta son realizables en gran
longitud de manera que es posible montarlos directamente entre las
vigas de la carpintería sin recurrir a vigas. Sin embargo, estos
elementos de cubierta tienen generalmente unos espesores
importantes, del orden de dos metros para los tramos más largos. La
utilización de tales elementos de cubierta ocasiona o un aumento
notable de la altura exterior del edificio, o una disminución
notable de la altura interior de éste.
Un elemento de cubierta según el preámbulo de la
reivindicación 1 está descrito en
US-A-42324494.
Sería pues interesante de disponer de un
elemento de cubierta que remedie a los inconvenientes del arte
anterior.
A tal efecto, se prevé un elemento de cubierta
según la reivindicación 1.
Con esta estructura, el elemento de cubierta
puede utilizarse para grandes tramos, del orden de 12 a 20 metros,
teniendo a la vez un espesor relativamente poco importante, del
orden de 40 centímetros. La masa de tales elementos es igualmente
poco importante. Los elementos de cubierta así constituidos tienen
además una duración de vida importante equivalente a la de la
estructura de hormigón del edificio que equipan. Por otra parte, el
elemento de cubierta puede fácilmente fabricarse para permitir su
ajuste a una estructura soporte tal como una armadura y/o a
elementos de cubierta cercanos. El cajón de armazón comprende dos
placas que se extienden por ambas partes de la capa aislante y
están reunidas por unas paredes laterales. Según un modo de
realización particular las placas tienen unas superficies internas
nervadas y/o el cajón de armazón está tabicado interiormente.
Esta estructura presenta una resistencia
mecánica particularmente importante.
El hormigón del cajón de armazón comprende una
matriz de cemento y unas cargas de refuerzo tales como fibras
metálicas, fibras sintéticas o fibras orgánicas.
Con preferencia, la capa aislante es de un
hormigón ligero comprendiendo ventajosamente una matriz de cemento
y unas bolas de poliestireno.
Es posible obtener una capa aislante presentando
una masa volumínica del orden de 200 a 400 kg/m^{3} y una
resistencia en compresión de 28 días del orden de 1 a 2
megapascales. La capa aislante es fácilmente mecanizable lo que
facilita la fabricación del elemento de pared en particular cuando
el cajón de armazón está nervado interiormente y que la capa
aislante está utilizada como inserto en el encofrado en el cual está
colado el hormigón formando el cajón. Además, este tipo de material
es sensiblemente incombustible o no inflamable.
Otras características y ventajas de la invención
se harán evidentes a la lectura de la descripción a continuación de
modos de realización particulares no limitativos de la
invención.
Se hará referencia a los dibujos anexos entre
los cuales:
- la figura 1 es una vista en perspectiva de un
elemento de cubierta según un primer modo de realización,
- la figura 2 es una vista en perspectiva y en
sección transversal fragmentada de un cajón de armazón de un
elemento de cubierta según un segundo modo de realización,
- la figura 3 es una vista análoga a la figura 2
de un cajón de armazón de un elemento de cubierta según un tercer
modo de realización,
- las figuras 4 y 5 son vistas parciales en
perspectiva con fragmentación del cajón de armazón de este elemento
de cubierta,
- la figura 6 es una vista análoga a la figura 2
de un elemento de cubierta según un cuarto modo de realización,
- la figura 7 es una vista parcial en
perspectiva de una extremidad de este elemento de cubierta.
El elemento de pared que se va a describir ahora
está destinado a fijarse a una armadura para formar un elemento de
cubierta. Este elemento de pared puede igualmente utilizarse en
asociación con una estructura soporte para formar un
revestimiento.
Haciendo referencia a las figuras, el elemento
de cubierta según la invención comprende un cajón de armazón
generalmente designado por 1 y una capa aislante 2 que se extiende
en el interior del cajón de armazón 1.
El cajón de armazón 1 comprende dos placas 3, 4
que se extienden por ambas partes de la capa aislante 2 y están
reunidas por unas paredes laterales 5, 6.
Las extremidades 1' del cajón están obturadas
por unos tabiques transversales internos 14 que aíslan el interior
del cajón de armazón 1 y la capa aislante 2 del exterior y en
particular del fuego en caso de incendio o de agua. Los tabiques
transversales internos 14 refuerzan también mecánicamente el cajón
de armazón 1.
El cajón de armazón 1 está realizado en un
material que comprende una matriz de cemento en la cual están
dispersadas fibras metálicas, fibras sintéticas o fibras orgánicas.
Este material está realizado a partir de granulados de baja
granulometría, con preferencia inferior a 0,3 mm, y agua. De una
manera ya conocida, es posible añadir adyuvantes para obtener una
plasticidad determinada con el mínimo de agua de amasadura. La
composición del material está determinada para que el material
tenga una buena resistencia al ciclo de
hielo-deshielo (ninguna deterioración de sus
propiedades después de 300 ciclos), una porosidad capilar baja
ventajosamente inferior a 10 \mum (o inferior a 1%), una
porosidad total baja ventajosamente comprendida entre 2% y 6% y una
contracción después de cura inferior a 10^{-5}. La combinación de
estas características confiere al material una duración de vida
superior a la de los hormigones convencionales y una impermeabilidad
intrínseca en ausencia de fisuras.
El hormigón constituyendo el cajón de armazón, y
especialmente a nivel de la placa destinada a orientarse hacia el
interior del edificio, puede comprender fibras plásticas de manera
que, en caso de aumento de temperatura, la fusión de las fibras
plásticas permita una liberación al menos parcial de las tensiones
internas.
La superficie externa de las placas 3, 4 y
especialmente la que está destinada a orientarse hacia el interior
del edificio puede recubrirse totalmente o en parte de una capa de
pintura intumescente.
La superficie interna de las placas 3, 4 y
especialmente la de placa 4 destina a encontrarse en el interior
del edificio es con preferencia recubierta en todo o en parte de una
capa de yeso especialmente, en caso de incendio, para retardar la
difusión del calor hacia el interior del cajón.
La capa aislante 2 está realizada con
preferencia en un hormigón aislante ligero que está ventajosamente
compuesto de una matriz de cemento en la cual están esparcidas unas
bolas de poliestireno. Durante la fabricación de este hormigón, es
posible añadir al cemento, a las bolas de poliestireno y al agua de
amasadura, especialmente cal hidráulica, un adyuvante de tipo
proteínico animal y/o una carga calcárea.
En variante, cuando el comportamiento de la capa
aislante al fuego no está determinante, la capa aislante 2 puede
realizarse a partir de bloques de espuma de poliestireno o de espuma
de poliuretano o también a partir de cualquier otra materia
aislante de poca densidad.
Los elementos idénticos o análogos a los
descritos anteriormente llevaran unas referencias numéricas
idénticas en la descripción detallada a continuación de los
diferentes modos de realización.
En la descripción a continuación, se considerará
que la placa referenciada 4 es la que está destinada a encontrarse
del lado interior del edificio.
En el modo de realización de la figura 1
correspondiendo a la forma más sencilla del elemento de cubierta
según la invención, las placas 3, 4 tienen unas superficies internas
lisas.
En el segundo modo de realización representado a
la figura 2, unas nervaduras longitudinales 7 y unas nervaduras
transversales 8 se extienden sobre las superficies internas de las
placas 3, 4. Estas nervaduras ejercen una función de refuerzo del
cajón de armazón 1.
El cajón de armazón 1 comprende una parte
longitudinal pretensión que se extiende en la parte de las paredes
laterales 5, 6 adyacente a la placa 4, es decir en la parte de éstas
que se extiende debajo de la línea de tensión nula. La tensión
previa está asegurada mediante cables adherentes 9 inmersos en el
hormigón para ejercer un esfuerzo de compresión sobre esta parte de
cada pared lateral 5, 6.
La capa aislante 2, no representada aquí,
presenta unas ranuras que reciben las nervaduras longitudinales y
transversales 7, 8.
En el tercer modo de realización representado a
las figuras 3, 4 (en esta última, la placa 3 no está representada)
y 5, unas nervaduras longitudinales 7 y nervaduras transversales 8
se extienden sobre la superficie interna de la placa 3 y la
superficie interna de la placa 4 está lisa.
Por otra parte, dos paredes longitudinales
internas 10, 11 se extienden en el cajón de armazón 1 entre las
placas 3 y 4 paralelamente a las paredes laterales 5, 6.
Unos elementos de pretensión 9 se extienden aquí
longitudinalmente en las partes de las paredes laterales 5, 6 y de
las paredes internas 10, 11 adyacentes a la placa 4.
Se observa que las extremidades 1' del cajón 1
comprenden varias paredes transversales internas 14 paralelas unas
a otras obturando las extremidades 1'. Esto permite, en el momento
de un recorte del elemento de cubierta para disminuir su longitud,
conservar al menos un tabique transversal 14 después del recorte
para proteger y aislar el interior del cajón de armazón 1 y la capa
aislante 2 del exterior y por ejemplo de las llamas en caso de
incendio o del agua. Las paredes transversales internas contribuyen
igualmente al refuerzo mecánico del cajón de armazón
1.
1.
En el cuarto modo de realización representado a
las figuras 6 y 7, el cajón de armazón está tabicado interiormente
por unos tabiques 10, 11, 12, 13 que se extienden longitudinalmente
entre las placas 3 y 4 paralelamente a las paredes laterales 5,
6.
Unos elementos de pretensión 9 se extienden en
las partes de las paredes laterales 5, 6 y de los tabiques internos
10, 11, 12, 13 adyacentes a la placa 4.
Se observará en particular en relación con las
figuras 4, 5 y 6 que las paredes laterales 5, 6 y los tabiques
internos 10, 11, 12, 13 tienen un espesor más importante a nivel de
las extremidades 1' del cajón de armazón 1. Esto permite efectuar
unos cortes de ajuste o perforaciones para la fijación de los
elementos de pared unos a otros sin debilitar el cajón de armazón
1. Se mejora igualmente así el reanudamiento de los esfuerzos.
De una manera general, el elemento de pared
puede mecanizarse fácilmente (por ejemplo recortado) para hacer
pasar especialmente conductos o permitir ajustes con otros
elementos.
La fabricación del elemento de pared según la
invención se inicia por la realización de la capa aislante 2 por
colada de hormigón ligero en un encofrado cuyas dimensiones
corresponden a las del espacio interior del cajón de armazón 1.
Cuando el cajón de armazón 1 está destinado a
tener nervaduras internas, se mecanizan unas nervaduras
correspondientes en la capa aislante 2 después de endurecimiento de
ésta. Para la realización de los elementos de pared de tabiques
internos, se mecanizan unas ranuras en la capa aislante 2.
Después se cuela hormigón en el fondo de un
encofrado cuyas dimensiones interiores corresponden a las
dimensiones exteriores del cajón de armazón 1 para formar la placa
4.
Inmediatamente después de esta colada, la capa
aislante 2 está depositada sobre la placa 4 y después el conjunto
está recubierto de hormigón para formar las paredes laterales 5, 6 y
la placa 3. Cuando la capa aislante 2 tiene ranuras, es preciso que
el hormigón penetre en estas ranuras para que éstas formen una señal
de moldeo de las nervaduras. Lo mismo ocurre cuando la capa
aislante comprende sangraderas.
El hormigón aislante ligero utilizado para la
capa aislante está considerado como incombustible o no inflamable y
sus propiedades de aislamiento térmico retrasan la difusión del
calor limitando así el aumento de temperatura a nivel de la placa
superior e igualmente de las paredes laterales y de los tabiques
internos. Con este tipo de elemento de pared, es posible tener una
estabilidad al fuego del orden de 60 minutos como mínimo. El
comportamiento al fuego de tal elemento de cubierta es pues
particularmente interesante.
Este modo de realización permite tener una buena
adherencia entre el hormigón formando el cajón de armazón y el
hormigón formando la capa aislante. En caso de fisuras en el
elemento de pared, está adherencia tiende a mantener las partes
agrietadas con el resto del elemento de pared.
Por otra parte, con una estructura nervada o
tabicada, la deterioración de la placa 4 no ocasiona la aparición
de instabilidad de forma a nivel del resto del elemento de
pared.
Evidentemente, la invención no se limita al modo
de realización descrito y se pueden aportar variantes de
realización sin salir del marco de la invención tal como definido
por las reivindicaciones.
En particular, otros modos de fabricación del
elemento de pared pueden considerarse.
Por otra parte, la configuración de las
nervaduras internas y/o de los tabiques internos del cajón de
armazón y la disposición y/o el número de los elementos de
pretensión pueden modificarse especialmente en función de los
esfuerzos que deberá soportar el elemento de pared y de la dirección
de aplicación de éstos, de las propiedades mecánicas de la capa
aislante y de las propiedades mecánicas de los hormigones utilizados
sin salir del marco de la invención tal como definido por las
reivindicaciones.
Claims (11)
1. Elemento de cubierta, comprendiendo un cajón
de armazón (1) en hormigón y una capa aislante (2) que se extiende
en el cajón de armazón (1), comprendiendo el cajón de armazón (1)
dos placas (3, 4), que se extienden por ambas partes de la capa
aislante (2) y están reunidas por unas paredes laterales (5, 6) y
una parte longitudinal pretensión que se extiende en las partes
laterales (5, 6), caracterizado porque dicha parte
longitudinal con pretensión se extiende solamente debajo de la
línea de tensión nula, estando la pretensión asegurada mediante
cables adherentes (9), y porque el cajón de armazón (1) está
realizado en un material comprendiendo una matriz de cemento en la
cual están dispersadas fibras metálicas, fibras sintéticas o fibras
orgánicas, estando este material realizado a partir de granulados
que tienen una granulometría baja, con preferencia inferior a 0,3
mm, y agua, la composición del material está determinada para que el
material tenga una buena resistencia al ciclo
hielo-deshielo suficiente para no presentar
deterioración de sus propiedades después 300 ciclos, una porosidad
capilar baja ventajosamente inferior a 10 \mum o inferior a 1%,
una porosidad total baja ventajosamente comprendida entre 2% y 6% y
una retracción después de cura inferior a 10^{-5}.
2. Elemento de cubierta según la reivindicación
1, caracterizado porque al menos una de las placas (3, 4)
tiene superficies internas nervadas.
3. Elemento de cubierta según la reivindicación
1, caracterizado porque el cajón de armazón (1) está tabicado
interiormente.
4. Elemento de cubierta según la reivindicación
3, caracterizado porque las paredes laterales (5, 6) y los
tabiques internos (10, 11) presentan un espesor más importante a
nivel de las extremidades (1') del cajón de armazón (1).
5. Elemento de cubierta según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
capa aislante (2) es de hormigón ligero.
6. Elemento de cubierta según la reivindicación
5, caracterizado porque el hormigón ligero está dispuesto
para obtener una capa aislante presentando una masa volumínica del
orden de 200 a 400 kg/m^{3} y una resistencia en compresión a 28
días del orden de 1 a 2 megapascales.
7. Elemento de cubierta según la reivindicación
6, caracterizado porque el hormigón ligero de la capa
aislante (2) comprende una matriz de cemento y unas bolas de
poliestireno.
8. Elemento de cubierta según una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la capa
aislante (2) está de una materia aislante tal como el poliestireno
y el poliuretano.
9. Elemento de cubierta según una cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
cajón (1) tiene unas extremidades (1') obturadas por al menos dos
tabiques transversales internos (14).
10. Elemento de cubierta según la reivindicación
1, caracterizado porque el hormigón constituyendo el cajón
de armazón comprende fibras plásticas de manera que, en caso de
aumento de la temperatura, la fusión de las fibras plásticas
permita una liberación al menos parcial de las tensiones
internas.
11. Elemento de cubierta según la reivindicación
10, caracterizado porque las fibras plásticas se extienden
especialmente a nivel de la placa destinada a estar orientada hacia
el interior del edificio.
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