ES2779274A1 - Pieza de hormigón armado y proceso de fabricación - Google Patents

Abstract

Pieza de hormigón armado y su proceso de fabricación, que permite lograr grandes luces y dimensiones. La pieza es rectangular, con una matriz (5) de hormigón armado con celosías (1) planas paralelas. Cada una de las celosías (1) está formada por dos o más varas (2) coplanares de acero pasivo unidas por varillas (3) entre ellas. Comprende también mallas (4) en las caras mayores y bloques (6) internos de material ligero, como poliestireno expandido. El proceso de fabricación comprende las etapas de: conformar las celosías (1) planas mediante la unión de varas (2) y varillas (3); disponerlas de forma vertical y paralela a lo largo de un molde de forma que un lado mayor de cada celosía (1) quede horizontal y cerca del fondo del molde; y verter hormigón hasta formar la matriz (5). En etapas intermedias se colocan preferentemente las mallas (4) y los bloques (6) de material ligero.

Description

DESCRIPCIÓN

Pieza de hormigón armado y proceso de fabricación

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a una pieza de hormigón armado y a su proceso de fabricación.

Permite lograr grandes luces y grandes dimensiones con la pieza, por ejemplo para la edificación tanto de edificios de gran envergadura como para edificios más pequeños que requieran salvar pronunciadas luces. Las piezas pueden fabricarse para cumplir la función de cualquiera de los elementos de planimetría que compone un edificio ya sean cerramientos laterales, suelo, o forjado/cubierta. Permite lograr paneles prefabricados que realizan cubiertas capaces de alcanzar luces superiores a 25m

La construcción sucesiva de estas piezas produce la fabricación de edificios completos con mínimo impacto en obra, excelente calidad en acabados, cumplimiento de la normativa energética y constructiva, importante ahorro energético, etc.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En la actualidad, la forma de construir tiende cada vez más hacia la prefabricación de la mayor parte posible del edificio para facilitar el control de la obra, de los plazos, reducir la incidencia de la climatología en el desarrollo de la obra y de la cualificación del operario en la calidad final

Por lo tanto, hay una constante búsqueda de sistemas eficaces y definitivos que cumplan con todo lo que exigen los códigos técnicos de edificación en el mundo de la construcción. Sin embargo, los sistemas y procedimientos que obtienen soluciones reales y prácticas, que puedan asentarse en la industria de la edificación, son pocos.

Un procedimiento relevante de fabricación de módulos compactos para la construcción es el utilizado de Worldmetor con su marca MDR (ES2350336A1). Se publicita como el único sistema en el mundo que logra las seis caras de un cubo de hasta 60 m2 de edificación en fábrica de una sola pieza. Logrando todos esos requisitos mencionados que exigen el mundo de la construcción actual y de futuro inmediato.

El único problema que presenta este sistema es el condicionante de no poder llegar a todas partes por el peso y las dimensiones con limitaciones de grandes luces. Es aquí donde surge la necesidad de dar un paso más, y continuando esta filosofía poder presentar una nueva invención que resuelva estos inconvenientes y den complemento al procedimiento mencionado e incluso expandirlo para la construcción de otros tipos de edificios de grandes dimensiones.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en una pieza de hormigón armado y su proceso de fabricación, según las reivindicaciones. Permite la obtención de grandes luces con las ventajas que esto conlleva.

La presente invención hace referencia a un proceso de fabricación industrial de piezas de grandes luces de hormigón armado, generalmente con bloques de poliestireno expandido, nunca vistas con estos materiales. Las cuales pueden ser cualquier elemento de un edificio tales como suelo, cerramiento, o forjado/cubierta y que además incluyen todas las funciones. Estructura, aislamiento, cerramiento, huecos, instalaciones y acabados. Igualmente se refiere a la pieza así construida.

El procedimiento se logra mediante el uso de mesas y encofrados con la máxima longitud, anchura y espesor que se desee fabricar, y que además puede albergar cualquier geometría requerida en proyecto.

La cimentación necesaria para los edificios construidos mediante estas piezas es reducida, debido a que todo el conjunto tiene muy poca transmisión de peso al suelo. Y ya que todo el elemento es estructural, la relación peso/superficie es muy baja. De tal forma que, en muchos casos, solo sea necesario un terreno debidamente compactado.

Así, la pieza de hormigón armado será de forma general prismática rectangular y estará realizada por una matriz de hormigón que contiene una serie de varas y varillas de acero. Estas varas y varillas son de acero pasivo, es decir sin pretensado ni postensado, y conforman una serie de celosías planas paralelas (al menos dos), generalmente equidistantes. Cada una de las celosías está formada por dos o más varas (coplanares si son más de dos) unidas por las varillas.

Se ha de tener en cuenta que cada celosía puede en realidad estar formada por la unión de celosías planas individuales superpuestas. De forma que la celosía total es la suma de varias celosías.

Para reducir el peso y facilitar la obtención de grandes luces, preferiblemente comprende bloques de material ligero dispuestos a través de las celosías y/o paralelos a las celosías y dispuestos entre éstas. Un ejemplo preferido de material ligero es el poliestireno expandido.

A partir de una cierta dimensión, relativamente pequeña, es preferible que la pieza comprenda al menos una malla en una cara mayor, y preferiblemente en las dos.

Por su parte, el proceso de fabricación de la pieza de hormigón comprende las etapas de:

• Conformar una serie de celosías planas mediante la unión de varas y varillas. Se debe considerar que las varas y varillas pueden ser redondas u otro tipo perfiles, como ángulos, “H”, “T”, y pueden comprender elementos auxiliares de unión entre ambas o ser soldadas directamente entre sí.

• Disponer las celosías de forma vertical y paralela a lo largo de un molde, de forma que un lado mayor de cada celosía se disponga horizontal y cerca del fondo del molde. Las celosías estarán preferiblemente distribuidas de forma homogénea, equidistantes, aunque pueden concentrarse en áreas donde se prevea una mayor carga.

• Verter hormigón hasta formar una matriz que recubra la totalidad de las celosías.

El vertido de hormigón puede hacerse en dos partes, con un primer vertido hasta recubrir el lado mayor inferior de las celosías, y un segundo vertido final. Entre medias se pueden situar una serie de bloques de material ligero atravesando las celosías y/o paralelos a las celosías. Los bloques tendrán grandes dimensiones, preferiblemente toda la longitud o anchura de la pieza.

Si es necesario, el proceso puede comprender una etapa de colocación de una malla por debajo de las celosías, previa al vertido de hormigón. También, o como alternativa, una etapa de colocación de una malla por encima de las celosías, previa a la finalización del vertido de hormigón. La malla estará formada por barras, igualmente de cualquier tipo de perfiles, pero preferiblemente redondos. Las barras se dispondrán perpendiculares entre sí, y en uso estarán generalmente paralelas y perpendiculares a la celosía.

Se ha de entender que cualquier vara o varilla puede constituirse como un grupo de varas o varillas de menor tamaño dispuestas agrupadas, sin que sea esencial que mantengan el plano de la celosía. En este caso, la celosía se seguirá considerando “plana” si el espesor es mucho menor que las demás dimensiones, quedando todas las varillas en planos aproximadamente paralelos.

Otras variantes serán descritas más adelante.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras.

Figura 1: vista general de un molde en una primera etapa de un primer ejemplo de realización de la pieza (a) y un detalle (b).

Figura 2: vista general de un molde en una segunda etapa del primer ejemplo de realización de la pieza.

Figura 3: vista general de un molde en una tercera etapa del primer ejemplo de realización de la pieza (a) y un detalle (b).

Figura 4: vista general de un molde en una cuarta etapa del primer ejemplo de realización de la pieza, previa al vertido final.

Figura 5: Sección a lo largo de una celosía de un segundo ejemplo de realización.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

La pieza de hormigón armado mostrada en la realización comprende una serie de celosías (1) planas y paralelas, formadas por dos o más varas (2) paralelas, en un mismo plano. Las varas (2) son de acero pasivo o en reposo (es decir, sin ningún tipo de tensión). Las varas (2) se encuentran unidas por las correspondientes varillas (3), igualmente de acero pasivo, para hacer la celosía (1). Si se desea, cada elemento de celosía (1) puede comprender dos o más juegos de varas (2) paralelas y las correspondientes varillas (3), formando celosías (1) individuales superpuestas y unidas entre sí, para incrementar la resistencia (figura 1b). La separación entre cada celosía (1) y la contigua dependerá de la resistencia deseada.

Se aprecia como, en al menos un borde de la celosías (1), se dispone una malla (4) que permite asistir en la resistencia de la matriz (5) de hormigón. Esta malla (4) puede servir de fijación a conductos, anclajes, marcos de ventanas o puertas o cualquier otro elemento que se quiera insertar en la pieza fabricada.

Para lograr grandes luces es conveniente reducir el peso de la pieza, para lo cual se incluyen bloques (6) de un material ligero, como poliestireno expandido. Los bloques (6) se podrán colocar longitudinales, es decir, paralelos a las celosías (1), pero preferiblemente comprenderán también bloques (6) transversales con una sección adecuada a los espacios entre varillas (3) y atravesarán las celosías (1). Por supuesto, ambas orientaciones son compatibles modificando adecuadamente la forma de los bloques (6).

El proceso de fabricación de la versión más completa de la pieza, en este caso un panel, se muestra especialmente en las figuras 1 a 4. En la primera parte del proceso se generan las celosías (1), las cuales se disponen paralelas en un molde, generalmente de un lado a otro del mismo, aunque alguna puede ser más corta si hay que dejar un gran espacio abierto para permitir el paso a través de la pieza. Las celosías (1) se disponen a una pequeña distancia del fondo del molde, sin tocar la mesa inferior, para que posteriormente queden bien recubiertas por la matriz (5).

Si es necesario, se coloca también una malla (4) de barras perpendiculares entre sí, en la parte inferior del molde, igualmente sin tocar la mesa para poder ser bien recubierta (figura 1). También puede ser considerado la aplicación de otra malla (4) en la parte superior de las celosías (1). Ambas mallas (4) están unidas a las celosías (1), generalmente por soldadura.

En esta fase se colocan todos los complementos y accesorios: alicatados, anclajes para la elevación de la pieza, conductos para cables o tuberías, marcos de ventanas o similares... Estos elementos son más o menos conocidos y la aplicación de unos u otros no es relevante para la invención.

Una vez colocada la eventual malla (4) inferior, y los complementos y accesorios, se procede a un primer vertido (7) de hormigón hasta recubrir las varas (2) más inferiores y la malla (4) en su caso (figura 2). El primer vertido (7) se vibrará o trabajará como sea menester, pero preferiblemente no se dejará fraguar hasta que esté terminado todo el proceso, para asegurar que todos los elementos se unan entre sí adecuadamente.

Tras el primer vertido (7) se procede a colocar los bloques (6) de material ligero. En primer lugar se colocan aquellos bloques (6) longitudinales que corresponden a la parte inferior, apoyados sobre el primer vertido (7). Después los bloques (6) transversales, que atraviesan las celosías (1), dejando una holgura entre éstos y las varillas (3) y varas (2) (con separadores o colgándolos de alambres, por ejemplo). En tercer lugar, se colocan los bloques (6) longitudinales, paralelos a las celosías (1), por encima de los bloques (6) transversales. Los bloques (6) de cada par de celosías (1) se pueden colocar sucesivamente, o en paralelo. Así, se pueden colocar los bloques (6) longitudinales y transversales de una zona antes de colocar los bloques (6) de las demás (figura 3).

Si hay una malla (4) superior, los bloques (6) longitudinales no llegarán a tocarla. Esta malla (4) superior se colocará después de colocados los últimos bloques (6).

Es necesario asegurar bien los bloques (6) de material ligero, generalmente a las varillas (3) o varas (2), para impedir que “flote” en el hormigón, desplazándose de su lugar. El orden de colocación indicado asiste a este fin.

El último paso consiste en realizar un segundo vertido de hormigón, tal como se aprecia en la figura 5. El hormigón será preferiblemente autonivelante para facilitar la aplicación, aunque el molde puede ser vibratorio o disponerse otros sistemas para asegurar la ausencia de burbujas o huecos en la matriz (5). Así, el hormigón se vierte a lo largo de la superficie superior de los bloques (6) puestos previamente y se introduce y discurre a través de los huecos hasta recubrir el resto de la celosía (1), los bloques (6) y la malla (4) superior.

En la figura 5 se puede ver una sección del resultado final tras la retirada de los moldes. Este resultado es una pieza de una gran dimensión de hormigón armado y aligerada. El procedimiento explicado le otorga una gran capacidad estructural ya que se da una excelente simbiosis entre los tres materiales trabajando de forma conjunta.

La utilización de bloques (6) de material ligero, generalmente poliestireno expandido, permite que alcance una cierta función estructural. Dota la pieza de una excelente flexibilidad y homogeneizándola para comportarse como un todo en su conjunto. Además incrementa la capacidad aislante de la pieza.

En la figura 10 se muestra lo que sería el entorno de la celosía (1), en versión explosionada. Se aprecia la celosía (1), los tramos de bloque (6) que queda dentro de ésta, y la parte de matriz (5) que los recubre.

La fabricación de las piezas puede hacerse in situ o en taller. Más aún, las celosías (1) y mallas (4) pueden ser ensambladas en un taller y traídas al lugar de fabricación de las piezas de la invención. Las mallas (4) pueden estar por dentro o por fuera de las varas (2).

Se ha de entender que las varas (2) y varillas (3) serán generalmente redondos de construcción, pero que pueden corresponder a otro tipo de perfiles.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Pieza de hormigón armado, de forma general prismática rectangular, realizada por una matriz (5) de hormigón que contiene una serie de varas (2) y varillas (3) de acero, caracterizada por que las varas (2) y varillas (3) son de acero pasivo y conforman una serie de celosías (1) planas paralelas, cada una de las celosías (1) formada por dos o más varas (2) coplanares unidas por varillas (3) entre las varas (2).

   2- Pieza, según la reivindicación 1, donde al menos una celosía (1) está formada por la unión de celosías (1) planas individuales superpuestas.

   3- Pieza, según la reivindicación 1, que comprende bloques (6) de material ligero dispuestos a través de las celosías (1).

   4- Pieza, según la reivindicación 1, que comprende bloques (6) de material ligero paralelos a las celosías (1) y dispuestos entre estas.

   5- Pieza, según la reivindicación 4 ó 5, cuyo material ligero es poliestireno expandido.

   6- Pieza, según la reivindicación 1, que comprende al menos una malla (4) en una cara mayor.

   7- Proceso de fabricación de una pieza de hormigón acorde con la reivindicación 1, caracterizado por que comprende las etapas de:

   conformar una serie de celosías (1) planas mediante la unión de varas (2) y varillas (3);

   disponer las celosías (1) de forma vertical y paralela a lo largo de un molde, de forma que un lado mayor de cada celosía (1) se disponga horizontal y cerca del fondo del molde;

   verter hormigón hasta formar una matriz (5) que recubra la totalidad de las celosías (1).

   8- Proceso, según la reivindicación 7, que comprende:

   hacer un primer vertido (7) de hormigón hasta recubrir el lado mayor inferior de las celosías (1),

   situar una serie de bloques (6) de material ligero atravesando las celosías (1) y/o paralelos a las celosías (1); y

   realizar un segundo vertido de hormigón hasta recubrir las celosías (1) y bloques (6).

   9- Proceso, según la reivindicación 7, que comprende una etapa de colocación de una malla (4) por debajo de las celosías (1), previa a la disposición de las celosías (1) en el molde.

   10- Proceso, según la reivindicación 7, que comprende una etapa de colocación de una malla (4) por encima de las celosías (1), previa a la finalización del vertido de hormigón.