IT201600077424A1 - Struttura in materiale cementizio armato e procedimento di realizzazione della stessa struttura tramite un processo di stampa 3d - Google Patents
Struttura in materiale cementizio armato e procedimento di realizzazione della stessa struttura tramite un processo di stampa 3dInfo
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Description
“STRUTTURA IN MATERIALE CEMENTIZIO ARMATO E PROCEDIMENTO DI REALIZZAZIONE DELLA STESSA STRUTTURA TRAMITE UN PROCESSO DI STAMPA 3D”
CAMPO DEL TROVATO
La presente invenzione ha per oggetto una struttura in materiale cementizio armato ed un procedimento per la realizzazione della stessa tramite un processo stampa tridimensionale o stampa 3D. L’invenzione può trovare vantaggiosa applicazione nel settore architettonico, settore design e nel settore edilizio, ad esempio per la realizzazione di edifici, nonché nel settore ingegneristico delle costruzioni.
STATO DELL’ARTE
La realizzazione di componenti tramite stampanti 3D che impiegano una tecnologia ad aggiunta di materiale - cosiddetta Additive Manufacturing - è oggi in forte sviluppo e sta avendo un importante impatto in diversi settori della produzione industriale. Il processo di stampa 3D consente la deposizione di strati di materiale sulla base di un modello tridimensionale per la realizzazione fisica di quest’ultimo.
Di particolare interesse per la presente trattazione sono i settori delle costruzioni, dell’edilizia e del design. Recentemente la tecnologia ad aggiunta di materiale ( Additive Manufacturing) tramite stampanti 3D è stata impiegata per l’erogazione di “paste” inorganiche (principalmente argille) come materiale di stampa per realizzare tipicamente piccoli manufatti aventi funzioni non-strutturali. I manufatti ottenibili con la tecnologia di Additive Manufacturing oggi nota non sono impiegabili come elementi strutturali nei settori dell’edilizia e delle costruzioni.
Ad oggi i componenti in materiale cementizio utilizzati nei settori delle costruzioni e dell’edilizia vengono realizzati tramite due differenti tecnologie: una tecnologia sottrattiva ed una tecnologia formativa. La tecnologia sottrattiva prevede l’asportazione di materiale cementizio da un semilavorato grezzo al fine di ottenere un prodotto finito. La tecnologia formativa prevede invece il versamento di materiale cementizio allo stato liquido (o fresco) all’interno di appositi stampi (involucri) dove il materiale solidifica per definire il prodotto finito: al termine della fase di solidificazione il prodotto finito viene poi rimosso dallo stampo. Queste tecnologie note, benché ampiamente impiegate per la costruzione di componenti ed elementi strutturali in materiale cementizio, presentano considerevoli limitazioni.
Di fatto, tali tecnologie non consentono un’agevole ed economica realizzazione di componenti differenti tra loro nella forma e dimensione. E’ da rilevare infatti che nel caso in cui si volessero realizzare, mediante i processi noti sopra descritti, differenti tipologie di blocchi in calcestruzzo si avrebbe la necessità di diversificare - nel caso di una tecnologia sottrattiva - il processo di rimozione del materiale per ciascun blocco, mentre - nel caso di una tecnologia formativa - si avrebbe la necessità di predisporre un differente stampo per ciascun componente; in questo modo, gli interventi a livello processuale necessari per la fabbricazione di diverse varietà di blocchi aumenterebbero considerevolmente i tempi e quindi i costi di realizzazione di questi ultimi. È inoltre da evidenziare che la realizzazione di blocchi differenti tra loro comporta, per la tecnologia sottrattiva, una fase aggiuntiva lavorazione dei blocchi grezzi che, oltre ad aumentare i tempi di processo, influisce sul costo e quantità degli scarti. La tecnologia formativa richiede invece un maggiore investimento in termini di strumentazione: ciascuna varietà di blocchi necessiterà di uno specifico stampo. Si rileva inoltre che le tecnologie note (sottrattiva e formativa per elementi in materiale cementizio) sopra descritte non consentono un’agevole ed economica realizzazione di componenti in materiale cementizio presentanti forme complesse, ad esempio definite da porzioni arcuate a sezione variabile.
SCOPO DEL TROVATO
Scopo della presente invenzione è pertanto quello di risolvere sostanzialmente almeno uno degli inconvenienti e/o limitazioni delle precedenti soluzioni.
Un primo obiettivo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una struttura in materiale cementizio armato presentante eccellenti proprietà meccaniche ed al contempo facilmente e rapidamente realizzabile. In particolare, è scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione una struttura in materiale cementizio armato presentante un’adeguata forma e dimensione ed atta a garantire ottime caratteristiche strutturali.
È inoltre scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione una struttura in materiale cementizio armato che risulti flessibile nel suo utilizzo la quale può essere impiegata per la realizzazione di differenti tipologie di costruzioni ed elementi strutturali.
È poi scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione una struttura in materiale cementizio armato realizzabile con una ridotta quantità di materiale ed in grado comunque di mantenere eccellenti proprietà di resistenza meccanica alle sollecitazioni.
È inoltre obiettivo della presente invenzione quello di mettere a disposizione una struttura in materiale cementizio armato ottenibile con costi di produzione contenuti. È poi scopo della presente invenzione quello di mettere a disposizione un procedimento di realizzazione della struttura in materiale cementizio armato rapido ed altamente versatile che possa quindi ridurre al minimo i costi di produzione. Un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una composizione cementizia adatta alla stampa 3D, in particolare una composizione cementizia avente capacità di essere trasportata alla testa di erogazione 101 della stampante 3D e di essere da questa estrusa o pompata, e pertanto stampabile, attraverso detta testa di erogazione.
Inoltre, un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una composizione cementizia che, dopo la stampa, abbia la capacità di rimanere separata in strati e di sostenere il peso degli strati successivamente depositati mediante il processo di stampa, possedere buona cinetica di presa e indurimento, e resistenza alla compressione.
Infine, un ulteriore scopo della presente invenzione è quello di mettere a disposizione una composizione cementizia che permetta di realizzare forme che al tempo stesso risultino strutturalmente efficienti e caratterizzate da basso uso di materiale cementizio.
Questi scopi ed altri ancora, che appariranno maggiormente dalla seguente descrizione, sono sostanzialmente raggiunti da una struttura in materiale cementizio armato ed un procedimento di realizzazione di quest’ultima in accordo con quanto espresso in una o più delle unite rivendicazioni e/o dei seguenti aspetti, presi da soli o in una qualsiasi combinazione tra loro o in combinazione con una qualsiasi delle unite rivendicazioni e/o in combinazione con uno qualsiasi degli ulteriori aspetti o caratteristiche di seguito descritti.
SOMMARIO
Aspetti del trovato sono qui di seguito descritti.
In un 1° aspetto è prevista una struttura (1) in materiale cementizio armato comprendente:
> una pluralità di moduli in materiale cementizio comprendente:
o almeno un primo modulo (2) comprendente almeno una parete laterale (3) delimitata da una superficie esterna (3a) ed estendentesi lungo una direzione di stratificazione (D), almeno parte di detta superficie laterale esterna (3a) del primo modulo (2) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (3b), detto primo modulo (2) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (4) definente almeno una cavità (4a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D),
o almeno un secondo modulo (5) comprendente almeno una parete laterale (6) delimitata da una superficie esterna (6a) ed estendentesi lungo la direzione di stratificazione (D), almeno parte della superficie esterna (6a) del secondo modulo (5) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (6b) controsagomata ed a contatto alla superficie di mutuo accoppiamento (3b) della superficie esterna (3a) del primo modulo (2), detto secondo modulo (5) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (7) definente almeno una cavità (7a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D),
> almeno un elemento di connessione (8) impegnato, da un lato, all’interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2) e, da un altro lato, all’interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5), detto elemento di connessione (8) essendo configurato per vincolare stabilmente il primo ed il secondo modulo (2, 5) e mantenere questi ultimi a contatto tra loro. In un 2° aspetto in accordo con l’spetto precedente l’elemento di connessione (8) comprende almeno una barra di rinforzo, opzionalmente in materiale metallico, estendentesi lungo una direzione di sviluppo longitudinale tra una prima ed una seconda porzione di estremità (8a, 8b),
detto elemento di connessione (8) comprendendo - in corrispondenza della prima porzione di estremità (8a) - una prima porzione d’innesto (9) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2),
detto elemento di connessione (8) comprendendo inoltre - in corrispondenza della seconda porzione di estremità (8b) - una seconda porzione d’innesto (10) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (2).
In un 3° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la prima e la seconda porzione d’innesto (9, 10) dell’elemento di connessione (8) sono distinte e removibilmente associabili alla barra di rinforzo.
In un 4° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti ciascun modulo presentando, secondo la direzione di stratificazione (D), una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un profilato.
In un 5° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la parete laterale (3) del primo modulo (2) definisce un perimetro esterno chiuso, in particolare avente forma poligonale.
In un 6° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti la parete laterale (6) del secondo modulo (5) definisce un perimetro esterno chiuso, in particolare avente forma poligonale.
In un 7° aspetto in accordo con il 5° o 6° aspetto la porzione di aggancio (4) di detto primo modulo (2) è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso, opzionalmente detta porzione di aggancio (4) si estende per tutto uno sviluppo del primo modulo (2) lungo la direzione di stratificazione (D).
In un 8° aspetto in accordo con il 6° o 7° aspetto la porzione di aggancio (7) di detto secondo modulo (5) è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso, opzionalmente detta porzione di aggancio (7) si estende per tutto uno sviluppo del secondo modulo (7) lungo la direzione di stratificazione (D).
In un 9° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti il primo modulo (2) è cavo e presenta un perimetro esterno chiuso, il primo modulo (2) comprendendo, all'interno del perimetro esterno chiuso, una porzione di rinforzo (11) la quale si estende internamente al perimetro esterno chiuso tra due lati sostanzialmente contrapposti tra loro.
In un 10° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione di rinforzo (11 ) del primo modulo (2) si estende lungo la direzione di stratificazione (D) e definisce in cooperazione con la parete laterale (3) del primo modulo (2) almeno una prima ed una seconda sede passante (12, 13).
In un 11° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti il secondo modulo (5) è cavo e presenta un perimetro esterno chiuso, il secondo modulo (5) comprendendo, all'interno del perimetro esterno chiuso, una porzione di rinforzo (14) la quale si estende internamente al perimetro esterno chiuso tra due lati sostanzialmente contrapposti tra loro.
In un 12° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione di rinforzo (14) del secondo modulo (5) si estende lungo la direzione di stratificazione (D) e definisce in cooperazione con la parete laterale (6) del secondo modulo (5) almeno una prima ed una seconda sede passante (15, 16).
In un 13° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti il secondo modulo (5) comprende un’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento (6c) contrapposta alla superficie di mutuo accoppiamento (6b) del medesimo secondo modulo (5),
detta pluralità di moduli comprende almeno un terzo modulo (18) comprendente almeno una parete laterale (19) delimitata da una superficie esterna (19a) ed estendentesi lungo la direzione di stratificazione (D), almeno parte della superficie esterna (19a) del terzo modulo (18) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (19b) controsagomata all’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento (6c) del secondo modulo (5), detto terzo modulo (18) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (20) definente almeno una cavità (20a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D), ed in cui la struttura (1) comprende inoltre un elemento di connessione (24) impegnato, da un lato, all’interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5) e, da un altro lato, all’interno della cavità (20a) della porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18), detto elemento di connessione (8) vincolando stabilmente il secondo modulo ed il terzo modulo (5, 18) ed essendo configurato per mantenere questi ultimi a contatto tra loro.
In un 14° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’elemento di connessione (24) del secondo e terzo modulo comprende almeno una barra di rinforzo, opzionalmente in materiale metallico, estendentesi lungo una direzione di sviluppo longitudinale tra una prima ed una seconda porzione di estremità (24a, 24b), detto elemento di connessione (24) del secondo e terzo modulo comprendendo - in corrispondenza della prima porzione di estremità (24a) - una prima porzione d’innesto (25) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del secondo modulo (5),
detto elemento di connessione (8) del secondo e terzo modulo comprendendo inoltre - in corrispondenza della seconda porzione di estremità (24b) - una seconda porzione d’innesto (26) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità (20a) della porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18).
In un 15° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la prima e la seconda porzione d’innesto dell’elemento di connessione (24) del secondo e terzo modulo sono distinte e removibilmente associabili alla barra di rinforzo.
In un 16° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 13° al 15° il terzo modulo presenta, secondo la direzione di stratificazione (D), una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un profilato.
In un 17° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 13° al 16° la parete laterale (19) del terzo modulo (18) definisce un perimetro esterno chiuso, in particolare avente forma poligonale.
In un 18° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18) è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso, opzionalmente detta porzione di aggancio (20) si estende per tutto uno sviluppo del terzo modulo (18) lungo la direzione di stratificazione (D).
In un 19° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 13° al 18° il terzo modulo (18) è cavo e presenta un perimetro esterno chiuso,
il terzo modulo (18) presenta, all'interno del perimetro esterno chiuso, una porzione di rinforzo (21) la quale si estende internamente al perimetro esterno chiuso tra due lati di detto perimetro sostanzialmente contrapposti tra loro.
In un 20° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione di rinforzo (21) si estende lungo la direzione di stratificazione (D) del terzo modulo (18) e definisce in cooperazione con la parete laterale (19) del terzo modulo (18) almeno una prima ed una seconda sede passante (22, 23).
In un 21 ° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 13° al 20° la struttura comprende un elemento di connessione (27) impegnato, da un lato, all'interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2) e, da un altro lato, all’interno della cavità (20a) della porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18), detto elemento di connessione (27) vincolando stabilmente il primo modulo ed il terzo modulo (2, 18).
In un 22° aspetto è previsto un procedimento di realizzazione di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con uno qualsiasi degli aspetti precedenti. In un 23° aspetto in accordo con l’aspetto precedente il procedimento comprende almeno le seguenti fasi:
> realizzare, mediante un processo di stampa tridimensionale, una pluralità di moduli in materiale cementizio, detto processo di stampa tridimensionale comprendendo una fase di deposito di una pluralità di strati (L) di materiale cementizio uno sopra l’altro secondo una direzione di stratificazione (D), detta pluralità di moduli comprendendo:
o almeno un primo modulo (2) comprendente almeno una parete laterale (3) delimitata da una superficie esterna (3a) ed estendentesi lungo la direzione di stratificazione (D), almeno parte di detta superficie laterale esterna (3a) del primo modulo (2) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (3b), detto primo modulo (2) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (4) definente almeno una cavità (4a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D),
o almeno un secondo modulo (5) comprendente almeno una parete laterale (6) delimitata da una superficie esterna (6a) ed estendentesi lungo la direzione di stratificazione (D), almeno parte della superficie esterna (6a) del secondo modulo (5) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (6b) controsagomata alla superficie di mutuo accoppiamento (3b) della superficie esterna (3a) del primo modulo (2), detto secondo modulo (5) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (7) definente almeno una cavità (7a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D),
> porre a contatto il primo ed il secondo modulo (2, 5) in modo tale che le rispettive superfici di mutuo accoppiamento (3b, 6b) di detti moduli risultino attestate tra loro,
> a seguito della fase di contatto del primo e secondo modulo, impegnare almeno un elemento di connessione (8), da un lato, all’interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2) e, da un altro lato, all’interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5), detto elemento di connessione (8) vincolando stabilmente il primo ed il secondo modulo (2, 5) ed essendo configurato per mantenere questi ultimi a contatto tra loro.
In un 24° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’elemento di connessione (8) comprende almeno una barra di rinforzo, opzionalmente in materiale metallico, estendentesi lungo una direzione di sviluppo longitudinale tra una prima ed una seconda porzione di estremità (8a, 8b),
detto elemento di connessione (8) comprendendo - in corrispondenza della prima porzione di estremità (8a) - una prima porzione d’innesto (9) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa, detto elemento di connessione (8) comprendendo inoltre - in corrispondenza della seconda porzione di estremità (8b) - una seconda porzione d’innesto (10) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa,
ed in cui la fase di impegno dell’elemento di connessione (8) al primo e secondo modulo (2, 5) comprende almeno le seguenti sottofasi:
> impegnare stabilmente la prima porzione d’innesto (9) all’interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2),
> impegnare stabilmente la seconda porzione d’innesto (10) all’interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5).
In un 25° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la fase d’impegno della prima porzione d’innesto (9) al primo modulo (2) comprende almeno le seguenti sottofasi: > inserire la prima porzione d’innesto (9) all'interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2),
> riempire almeno in parte la cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2) con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta prima porzione d’innesto (9),
> vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità (4a) del primo modulo (2), detta prima porzione d’innesto (9),
ed in cui la fase d’impegno della seconda porzione d’innesto (10) al secondo modulo (5) comprende almeno le seguenti sottofasi:
> inserire la seconda porzione d’innesto (10) all'interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5),
> riempire almeno in parte la cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5) con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta seconda porzione d’innesto (10),
> vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità (7a) del secondo modulo (5), detta seconda porzione d’innesto (10).
In un 26° aspetto in accordo con il 24° o 25° aspetto la prima e la seconda porzione d’innesto dell’elemento di connessione (8) sono distinte e removibilmente associabili alla barra di rinforzo,
il procedimento comprende le fasi d’impegno della prima e seconda porzione d’innesto (9, 10) rispettivamente nel primo e secondo modulo e successivamente una fase di vincolo della barra di rinforzo a dette prima e seconda porzione d’innesto (9, 10).
In un 21° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 22° al 26° il procedimento comprende - a seguito della fase di impegno dell’elemento di connessione al primo e secondo modulo (2, 5) - una fase di ulteriore fissaggio del primo e secondo modulo che prevede almeno le seguenti sotto-fasi:
> predisporre tra le superfici di mutuo accoppiamento del primo e secondo modulo una prefissata quantità di materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido, > ulteriormente vincolare, tramite la solidificazione di detto materiale cementizio posto tra le superfici di mutuo accoppiamento, detto primo e secondo modulo. In un 28° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 23° al 21° la fase di deposito, mediante un processo di stampa tridimensionale, della pluralità di strati (L) di materiale cementizio uno sopra l’altro secondo la direzione di stratificazione (D) comprende una sovrapposizione di strati (L) presentanti sostanzialmente la medesima forma e dimensione,
ciascun modulo presentando, secondo la direzione di stratificazione (D), una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un profilato.
In un 29° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 22° al 28° la parete laterale (3) del primo modulo (2) definisce un perimetro esterno chiuso, in particolare avente forma poligonale.
In un 30° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 22° al 29° la parete laterale (6) del secondo modulo (5) definisce un perimetro esterno chiuso, in particolare avente forma poligonale.
In un 31° aspetto in accordo con il 29° o 30° aspetto la porzione di aggancio (4) di detto primo modulo (2) essendo definita internamente a detto perimetro esterno chiuso, opzionalmente detta porzione di aggancio (4) si estende per tutto uno sviluppo del primo modulo (2) lungo la direzione di stratificazione (D).
In un 32° aspetto in accordo con il 30° o 31° aspetto la porzione di aggancio (7) di detto secondo modulo (5) essendo definita internamente a detto perimetro esterno chiuso, opzionalmente detta porzione di aggancio (7) si estende per tutto uno sviluppo del secondo modulo (7) lungo la direzione di stratificazione (D).
In un 33° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 29° al 32° la fase di deposito del materiale cementizio tramite il stampa tridimensionale è atta a definire un primo modulo (2) cavo a perimetro esterno chiuso,
detta fase di deposito comprendendo inoltre una fase di definizione, all'interno del perimetro esterno chiuso del primo modulo (2), di una porzione di rinforzo (11 ), detta porzione di rinforzo (11) estendendosi internamente al perimetro esterno chiuso del primo modulo tra due lati di detto perimetro sostanzialmente contrapposti tra loro.
In un 34° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione di rinforzo (11) si estende lungo la direzione di stratificazione (D) del primo modulo (2) e definisce in cooperazione con la parete laterale (3) del primo modulo (2) almeno una prima ed una seconda sede passante (12, 13).
In un 35° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 29° al 34°la fase di deposito del materiale cementizio tramite il stampa tridimensionale è atta a definire un secondo modulo (5) cavo a perimetro esterno chiuso,
detta fase di deposito comprendendo inoltre una fase di definizione, all'interno del perimetro esterno chiuso del secondo modulo (5), di una porzione di rinforzo (14), detta porzione di rinforzo (14) estendendosi internamente al perimetro esterno chiuso del secondo modulo tra due lati di detto perimetro sostanzialmente contrapposti tra loro.
In un 36° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione di rinforzo (14) del secondo modulo (5) si estende lungo la direzione di stratificazione (D) del secondo modulo (2) medesimo e definisce in cooperazione con la parete laterale (6) del secondo modulo (5) almeno una prima ed una seconda sede passante (15, 16). In un 37° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 22° al 36° il secondo modulo (5) comprende una ulteriore superficie di mutuo accoppiamento (6c) contrapposta alla superficie di mutuo accoppiamento (6b) del medesimo secondo modulo (5),
detta pluralità di moduli comprende almeno un terzo modulo (18) comprendente almeno una parete laterale (19) delimitata da una superficie esterna (19a) ed estendentesi lungo la direzione di stratificazione (D), almeno parte della superficie esterna (19a) del terzo modulo (18) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (19b) controsagomata all’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento (6c) del secondo modulo (5), detto terzo modulo (18) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (20) definente almeno una cavità (20a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D), detto procedimento comprendendo inoltre le seguenti fasi:
> porre a contatto il secondo ed il terzo modulo (5, 18) in modo tale che l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento (6c) del secondo modulo (5) e la superficie di mutuo accoppiamento (19b) del terzo modulo (18) risultino attestate tra loro, il terzo modulo (18) essendo contrapposto al primo modulo (2) rispetto al secondo modulo (5),
> a seguito della fase di contatto del secondo modulo (5) con il terzo modulo (18), impegnare almeno un elemento di connessione (24), da un lato, all'interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5) e, da un altro lato, all'interno della cavità (20a) della porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18), detto elemento di connessione (24) vincolando stabilmente il secondo modulo ed il terzo modulo (5, 18) ed essendo configurato per mantenere questi ultimi a contatto tra loro.
In un 38° aspetto in accordo con l’aspetto precedente l’elemento di connessione (24) del secondo e terzo modulo comprende almeno una barra di rinforzo, opzionalmente in materiale metallico, estendentesi lungo una direzione di sviluppo longitudinale tra una prima ed una seconda porzione di estremità (24a, 24b), detto elemento di connessione (24) comprendendo - in corrispondenza della prima porzione di estremità (24a) - una prima porzione d’innesto (25) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa, detto elemento di connessione (24) comprendendo inoltre - in corrispondenza della seconda porzione di estremità (24b) - una seconda porzione d’innesto (26) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa,
la fase di impegno dell’elemento di connessione (24) al secondo e terzo modulo (5, 18) comprende almeno le seguenti sottofasi:
> impegnare stabilmente la prima porzione d’innesto (25) all'interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5),
> impegnare stabilmente la seconda porzione d’innesto (26) all'interno della cavità (20a) della porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18).
In un 39° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la fase d’impegno della prima porzione d’innesto (25) al secondo modulo (5) comprende almeno le seguenti sottofasi:
> inserire la prima porzione d’innesto (25) all'interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5),
> riempire almeno in parte la cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5) con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta prima porzione d’innesto (25),
> vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità (7a) del secondo modulo (5), detta prima porzione d’innesto (25),
ed in cui la fase d’impegno della seconda porzione d’innesto (26) al terzo modulo (18) comprende almeno le seguenti sottofasi:
> inserire la seconda porzione d’innesto (26) all'interno della cavità (20a) della porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18),
> riempire almeno in parte la cavità (20a) della porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18) con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta seconda porzione d’innesto (26),
> vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità (20a) del terzo modulo (18), detta seconda porzione d’innesto (26).
In un 40° aspetto in accordo con il 38° o 39° aspetto la prima e la seconda porzione d’innesto dell’elemento di connessione (24) del secondo e terzo modulo sono distinte e removibilmente associabili alla barra di rinforzo,
il procedimento comprende le fasi d’impegno di detta prima e seconda porzione d’innesto (25, 26) rispettivamente nel secondo e terzo modulo e successivamente una fase di vincolo della barra di rinforzo a dette prima e seconda porzione d’innesto (25, 26).
In un 41° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 22° al 40° il procedimento comprende - a seguito della fase di impegno dell’elemento di connessione al secondo e terzo modulo (5, 18) - una fase di ulteriore fissaggio del secondo e terzo modulo che prevede almeno le seguenti sotto-fasi:
> predisporre tra l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento del secondo modulo e la superficie di mutuo accoppiamento del terzo modulo una prefissata quantità di materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido,
> ulteriormente vincolare, tramite la solidificazione di detto materiale cementizio posto tra dette superfici di mutuo accoppiamento, detto secondo e terzo modulo. In un 42° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 22° al 41° la fase di deposito, mediante un processo di stampa tridimensionale, della pluralità di strati (L) di materiale cementizio uno sopra l’altro secondo la direzione di stratificazione (D) comprende una sovrapposizione di strati (L) presentanti sostanzialmente la medesima forma e dimensione,
ciascun modulo presentando, secondo la direzione di stratificazione (D), una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un profilato.
In un 43° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 37 al 42° la parete laterale (19) del terzo modulo (18) definisce un perimetro esterno chiuso, in particolare avente forma poligonale.
In un 44° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18) è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso, opzionalmente detta porzione di aggancio (20) si estende per tutto uno sviluppo del terzo modulo (18) lungo la direzione di stratificazione (D).
In un 45° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 37° al 44° la fase di deposito del materiale cementizio tramite il stampa tridimensionale è atta a definire un terzo modulo (18) cavo a perimetro esterno chiuso,
detta fase di deposito comprendendo inoltre una fase di definizione, all'interno del perimetro esterno chiuso del terzo modulo (18), di una porzione di rinforzo (21), detta porzione di rinforzo (21) estendendosi internamente al perimetro esterno chiuso del terzo modulo tra due lati di detto perimetro sostanzialmente contrapposti tra loro.
In un 46° aspetto in accordo con l’aspetto precedente la porzione di rinforzo (21) si estende lungo la direzione di stratificazione (D) del terzo modulo (18) e definisce in cooperazione con la parete laterale (19) del terzo modulo (18) almeno una prima ed una seconda sede passante (22, 23).
In un 47° aspetto in accordo con uno qualsiasi degli aspetti dal 37° al 46° il procedimento comprende inoltre una fase di impegno di almeno un elemento di connessione (27), da un lato, all’interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2) e, da un altro lato, all’interno della cavità (20a) della porzione di aggancio (20) del terzo modulo (18), detto elemento di connessione (27) vincolando stabilmente il primo modulo ed il terzo modulo (2, 18).
In un 48° aspetto è prevista una composizione cementizia M comprendente:
(i) dal 15 al 30% in peso di cemento rispetto al peso totale della composizione, (ii) dal 60 all’80% in peso di almeno un aggregato inerte, da solo o in miscela con uno o più altri aggregati inerti, rispetto al peso totale della composizione, (iii) dallo 0,02 allo 0,75% in peso di almeno una fibra polimerica, da sola o in miscela con una o più altre fibre polimeriche, rispetto al peso totale della composizione,
(iv) dallo 0,03 allo 0,1% in peso di almeno un agente superfluidificante, da solo o in miscela con uno o più altri agenti superfluidificanti, rispetto al peso totale della composizione,
e
(v) acqua quanto basta a raggiungere il 100% in peso della composizione, opzionalmente può essere presente
(vi) dallo 0,1 al 2,5% in peso di almeno un agente modificante la viscosità rispetto al peso totale della composizione,
in cui:
- il rapporto in peso tra acqua e cemento è compreso tra 0,3 e 0,45 o il rapporto tra acqua e cemento equivalente è compreso tra 0,29 e 0,49; e
- il diametro massimo dell’almeno un aggregato inerte è inferiore a 12,5 mm. In un 49° aspetto è previsto un metodo per preparare la composizione cementizia in accordo con il 48° aspetto dell'invenzione comprendente:
a) miscelare l’almeno un aggregato inerte (i) con il cemento (ii),
b) aggiungere acqua alla miscela risultante e miscelare in modo da formare un impasto,
c) aggiungere all’impasto risultante l’almeno una fibra polimerica (iii) e miscelare, d) aggiungere l’almeno un agente fluidificante (iv) e miscelare.
In un 50° aspetto è previsto un uso della composizione cementizia in accordo con il 48° aspetto dell’ invenzione per la stampa 3D di moduli/strutture in materiale cementizio armato.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI
Alcune forme realizzative ed alcuni aspetti del trovato saranno qui di seguito descritti con riferimento agli uniti disegni, forniti a solo scopo indicativo e pertanto non limitativo in cui:
> La figura 1 è una vista schematica di una prima forma di realizzazione di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione; > La figura 2 è una vista schematica di una seconda forma di realizzazione di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione; > La figura 3 è una vista schematica di una terza forma di realizzazione di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione; > La figura 4 è una vista di dettaglio della struttura in materiale cementizio armato di figura 3;
> Le figure 5 e 6 sono rispettivamente una vista dall’alto ed una vista frontale di una struttura in materiale cementizio in accordo con la presente invenzione; > La figura 7 è una vista in esploso di un elemento di connessione della struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione;
> Le figure 8 e 9 sono rispettivamente una vista prospettica ed una vista frontale di un modulo di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione;
> Le figure 10 e 11 illustrano schematicamente una fase di formazione di un modulo di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione;
> Le figure da 12 a 16 illustrano schematicamente alcune fasi di un procedimento di realizzazione di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione;
> La figura 17 è una vista prospettica di una quarta forma di realizzazione di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione; > La figura 18 è una vista prospettiva di una fase di una variante realizzativa di un procedimento di realizzazione di una struttura in materiale cementizio armato in accordo con la presente invenzione;
> La figura 19 è una vista in sezione del provino cilindrico utilizzato nell’esempio 4.
DEFINIZIONI E CONVENZIONI
Si noti che nella presente descrizione dettagliata le corrispondenti parti illustrate nelle varie figure sono indicate con gli stessi riferimenti numerici. Le figure potrebbero illustrare l’oggetto dell’invenzione tramite rappresentazioni non in scala; pertanto, parti e componenti illustrati nelle figure relativi all’oggetto dell’invenzione potrebbero riguardare esclusivamente rappresentazioni schematiche.
Con il termine stampa tridimensionale o stampa 3D è inteso un procedimento di realizzazione di oggetti mediante stampante tridimensionale o stampante 3D basata su di una tecnologia additiva di materiale (produzione additiva, cosiddetta Additive Manufacturing). Il procedimento prevede la realizzazione - mediante software di modellazione dedicati - di un modello tridimensionale il quale viene inviato ad una stampante 3D configurata per realizzare il corrispondente modello fisico del modello matematico digitale mediante deposito di materiale di uno strato sopra l’altro, procedendo per sezioni trasversali verso l’alto.
Con il termine stampante 3D è inteso un dispositivo configurato per realizzare un modello fisico tridimensionale mediante un procedimento stampa 3D a produzione additiva. In particolare, la stampante 3D comprende almeno una testa di erogazione 101 configurata per depositare una prefissata quantità di materiale. La stampante 3D comprende un sistema di movimentazione 102 connesso alla testa di erogazione 101 il quale è configurato per movimentare quest’ultima secondo uno spazio tridimensionale.
La stampante 3D può inoltre comprendere un’unità di controllo 103 connessa al sistema di movimentazione 102 ed alla testa di erogazione 101; l’unità di controllo 103 è configurata per ricevere ed elaborare un modello matematico digitale e comandare l’attivazione del sistema di movimentazione 102 e della testa di erogazione 101 per definire la stratificazione ( layer-by-layer ) del modello elaborato. La stampante 3D è configurata per partire da un oggetto progettato/disegnato tramite software e replicarlo fisicamente con l’ausilio di appositi materiali.
Con il termine unità di controllo 103 è inteso un componente di tipo elettronico il quale può comprendere almeno uno di: un processore digitale (CPU), una memoria (o memorie), un circuito di tipo analogico, o una combinazione di una o più unità di elaborazione digitale con uno o più circuiti di tipo analogico. L'unità di controllo può essere "configurata" o "programmata" per eseguire alcune fasi: ciò può essere realizzato in pratica con qualsiasi mezzo che permetta di configurare o di programmare l'unità di controllo. Ad esempio, in caso di un’unità di controllo comprendente una o più CPU e una o più memorie, uno o più programmi possono essere memorizzati in appropriati banchi di memoria collegati alla CPU o alle CPU; il programma o programmi contengono istruzioni che, quando eseguito/i dalla CPU o dalle CPU, programmano o configurano l'unità di controllo per eseguire le operazioni descritte in relazione all'unità di controllo. In alternativa, se l'unità di controllo è o comprende circuiteria di tipo analogico, allora il circuito dell'unità di controllo può essere progettato per includere circuiteria configurata, in uso, per elaborare segnali elettrici in modo tale da eseguire le fasi relative all’unità di controllo.
Con il termine materiale cementizio è inteso un materiale comprendente almeno in parte una composizione in materiale cementizio o composizione cementizia come di seguito descritta in dettaglio. In particolare, con il termine materiale cementizio è inteso un materiale comprendente interamente, in particolare esclusivamente, detta composizione in materiale cementizio o composizione cementizia. In particolare, con il termine materiale cementizio è inteso un materiale ottenuto mediante una composizione in materiale cementizio o composizione cementizia come di seguito descritta in dettaglio. In particolare, il materiale cementizio è ottenuto mediante un processo di stampa 3D di composizione cementizia in accordo con la descrizione sotto riportata.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA
1. Struttura
Con 1 è stata complessivamente indicata una struttura in materiale cementizio armato ad esempio impiegabile nel settore architettonico ed edilizio, ad esempio per la realizzazione di edifici, nonché nel settore ingegneristico delle costruzioni. Come visibile ad esempio dalle figure 1-3, la struttura 1 comprende una pluralità di moduli in materiale cementizio ciascuno dei quali, come meglio verrà descritti in seguito, è realizzabile mediante un processo di stampa tridimensionale. In maggiore dettaglio la struttura 1 comprende almeno un primo modulo 2 delimitato esternamente da una parete laterale 3 la quale definisce una superficie laterale esterna 3a del primo modulo 2. Come ad esempio visibile in figura 8, la parete laterale 3 del primo modulo 2 si estende lungo una direzione di stratificazione D tra una prima ed una seconda estremità; la direzione di stratificazione D, come meglio verrà descritto in seguito, rappresenta una direzione lungo la quale il procedimento di stampa tridimensionale deposita uno sopra l’altro una pluralità di strati L di materiale cementizio (figure 10 e 11).
In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, il primo modulo 2 presenta, lungo la direzione di stratificazione D, una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un elemento profilato. In maggiore dettaglio, il primo modulo 2 presenta, secondo una sezione ortogonale alla direzione di stratificazione D, un perimetro esterno chiuso ad esempio avente forma poligonale (si veda ad esempio la figura 9).
In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, il primo modulo 2 comprende un corpo internamente cavo; in particolare, il primo modulo 2 comprende almeno una sede definita internamente al perimetro esterno chiuso la quale si sviluppa per tutta l’estensione di detto primo modulo 2 lungo la direzione di stratificazione D: la sede passante si estende tra la prima e la seconda estremità del modulo 2.
Come visibile ad esempio nelle figure 1 -4 e 12, almeno parte della superficie laterale esterna 3a del primo modulo 2 definisce una superficie di mutuo accoppiamento 3b la quale, come meglio verrà descritto in seguito, è configurata per attestarsi ad una rispettiva superficie di mutuo accoppiamento di un ulteriore modulo. Come ad esempio visibile nelle figure 1, 8 e 9, almeno parte della superficie laterale 3a del primo modulo 2 può definire un’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 3c contrapposta alla superficie di mutuo accoppiamento 3b del medesimo modulo 2. In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 3c del primo modulo 2 presenta la medesima forma e dimensione della superficie di mutuo accoppiamento 3b del medesimo modulo 2; l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 3c del primo modulo è configurata per attestarsi ad una superficie di mutuo accoppiamento e/o ad una ulteriore superficie di mutuo accoppiamento di un ulteriore modulo.
Il primo modulo 2 comprende inoltre almeno una porzione di aggancio 4 definente almeno una cavità 4a estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione D del medesimo modulo 2. Nella configurazione in cui il primo modulo 2 comprende una parete laterale 3 a profilo esterno chiuso, la porzione di aggancio 4 è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso; opzionalmente la porzione 4 si estende per tutto lo sviluppo del primo modulo 2 lungo la direzione di stratificazione D, ovvero a partire dalla prima fino alla seconda estremità del primo modulo 2.
Nelle figure 1, 3 e 4 è stato illustrato, in via non limitativa, un primo modulo 2 presentante due porzioni di aggancio 4. In figura 2 è stata illustrata una variante realizzativa in cui il primo modulo 2 presenta una sola porzione di aggancio 4. Non si esclude tuttavia la possibilità di realizzare un primo modulo 2 presentante un numero di porzioni di aggancio 4 superiore a 2. In particolare, il primo modulo 2 può presentare un numero di porzioni di aggancio 4 uguale o compreso tra 1 e 10, in particolare 1 e 5, ancora più in particolare 1 e 4. Ciascuna porzione di aggancio 4 può definire una sola cavità 4a oppure una pluralità di cavità ad esempio comprese in numero tra 1 e 4.
Come visibile ad esempio nelle figure 1, 3, 4, 8 e 9, il primo modulo 2 può comprendere - all’interno del perimetro esterno chiuso - una porzione di rinforzo 11 la quale si estende internamente al perimetro esterno chiuso tra due lati sostanzialmente contrapposti tra loro. Vantaggiosamente ma non limitativamente, la porzione di rinforzo 11 del primo modulo 2 si estende lungo la direzione di stratificazione D per tutto lo sviluppo del primo modulo 2, in particolare a partire dalla prima fino alla seconda estremità del primo modulo 2. La porzione di rinforzo 11 definisce in cooperazione con la parete laterale 3 del primo modulo 2 almeno una prima ed una seconda sede passante 12, 13 affiancate tra loro ed entrambe definite all’interno del perimetro esterno chiuso del primo modulo 2 (si vedano ad esempio le figure 1 e 9).
Sotto il profilo dimensionale, il primo modulo 2 può presentare un’altezza - definita lungo la direzione di stratificazione D - superiore a 100 mm, in particolare superiore a 200 mm, ancora più in particolare compresa tra 250 e 1000 mm. Il primo modulo può inoltre presentare una lunghezza ed una larghezza - misurate ortogonalmente alla direzione di stratificazione D ed ortogonalmente l’una rispetto all’altra - superiori a 100 mm, in particolare superiori a 200 mm, ancora più in particolare comprese tra 250 e 3000 mm.
Come visibile dalle unite figure, la struttura 1 comprende inoltre almeno un secondo modulo 5 delimitato esternamente da una parete laterale 6 la quale definisce una superficie laterale esterna 6a del secondo modulo 5. La parete laterale 6 del secondo modulo 5 si estende lungo una direzione di stratificazione tra una prima ed una seconda estremità; la direzione di stratificazione, come meglio verrà descritto in seguito, rappresenta una direzione lungo la quale il procedimento di stampa tridimensionale deposita uno sopra l’altro una pluralità di strati L di materiale cementizio (figure 10 e 11). La direzione di stratificazione D del primo modulo 2 e la direzione di stratificazione del secondo modulo 5 sono parallele tra loro.
In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, il secondo modulo 5 presenta, lungo la direzione di stratificazione, una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un elemento profilato. In maggiore dettaglio, il secondo modulo 5 presenta, secondo una sezione ortogonale alla direzione di stratificazione, un perimetro esterno chiuso ad esempio avente forma poligonale.
In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, il secondo modulo 5 comprende un corpo internamente cavo; in particolare, il secondo modulo 5 comprende almeno una sede definita internamente al perimetro esterno chiuso la quale si estende per tutta l’estensione di detto secondo modulo lungo la direzione di stratificazione: la sede passante si estende tra la prima e la seconda estremità del modulo 5.
Almeno parte della superficie laterale esterna 6a del secondo modulo 5 definisce una superficie di mutuo accoppiamento 6b controsagomata ed a contatto con la superficie di mutuo accoppiamento 3b del primo modulo 2. Come ad esempio visibile ad esempio nelle figure 1-3, almeno parte della superficie laterale 6a del secondo modulo 5 può definire un’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 6c contrapposta alla superficie di mutuo accoppiamento 6b del medesimo modulo 5. In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 6c del secondo modulo 5 presenta la medesima forma e dimensione della superficie di mutuo accoppiamento 6b del medesimo modulo 5; l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 6c del secondo modulo 5 è attestata ad una superficie di mutuo accoppiamento e/o ad una ulteriore superficie di mutuo accoppiamento di un ulteriore modulo.
II secondo modulo 5 comprende almeno una porzione di aggancio 7 definente almeno una cavità 7a estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione del modulo 5. Nella configurazione in cui il secondo modulo 5 comprende una parete laterale 6 a profilo esterno chiuso, la porzione di aggancio 7 è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso; opzionalmente la porzione 7 si estende per tutto lo sviluppo del secondo modulo 5 lungo la direzione di stratificazione, ovvero a partire dalla prima fino alla seconda estremità del secondo modulo 5.
Nelle figure 1 e 3 è stato illustrato, in via non limitativa, un secondo modulo 5 presentante due porzioni di aggancio 7. In figura 2 è stata illustrata una variante realizzativa in cui il secondo modulo presenta tre porzioni di aggancio 7. Non si esclude tuttavia la possibilità di realizzare un secondo modulo 5 presentante una sola porzione di aggancio 7 oppure un numero di porzioni di aggancio 7 superiore a tre. In particolare, il secondo modulo 5 può presentare un numero di porzioni di aggancio 7 uguale o compreso tra 1 e 10, in particolare 1 e 5, ancora più in particolare 1 e 4. Ciascuna porzione di aggancio 7 può definire una sola cavità 7a oppure una pluralità di cavità ad esempio comprese in numero tra 1 e 4.
Come visibile ad esempio nelle figure 1, 3, 13 e 14, il secondo modulo 2 può comprendere - all’interno del perimetro esterno chiuso - una porzione di rinforzo 14 la quale si estende internamente al perimetro esterno chiuso tra due lati sostanzialmente contrapposti tra loro. Vantaggiosamente ma non limitativamente, la porzione di rinforzo 14 del secondo modulo 5 si estende lungo la direzione di stratificazione per tutto lo sviluppo del secondo modulo 5, in particolare a partire dalla prima fino alla seconda estremità del modulo 5. La porzione di rinforzo 14 definisce in cooperazione con la parete laterale 6 del secondo modulo 5 almeno una prima ed una seconda sede passante 15, 16 affiancate tra loro ed entrambe definite all'interno del perimetro esterno chiuso del secondo modulo 5 (si vedano ad esempio le figure 1 e 3).
Sotto il profilo dimensionale, il secondo modulo 5 può presentare un’altezza -definita lungo la direzione di stratificazione del modulo 5 medesimo - superiore a 100 mm, in particolare superiore a 200 mm, ancora più in particolare compresa tra 250 e 1000 mm. In una forma di realizzazione illustrata nelle unite figure il primo ed il secondo modulo 2, 5 presentano sostanzialmente la medesima altezza: la prima e la seconda estremità del primo modulo sono rispettivamente poste in corrispondenza della prima e seconda estremità del secondo modulo 5. Il secondo modulo 5 può inoltre presentare una lunghezza ed una larghezza - misurate ortogonalmente alla direzione di stratificazione del modulo 5 medesimo ed ortogonalmente l'una rispetto all’altra - superiori a 100 mm, in particolare superiori a 200 mm, ancora più in particolare comprese tra 250 e 3000 mm. In figura 1 è stata illustrata - in via non limitativa - una forma di realizzazione della struttura 1 in cui il primo ed il secondo modulo 2, 5 sono identici tra loro nella forma e nella dimensione. Come visibile dalle unite figure, la struttura 1 può comprendere in via non limitativa almeno un terzo modulo 18 delimitato esternamente da una parete laterale 19 la quale definisce una superficie laterale esterna 19a del terzo modulo 18. La parete laterale 19 del terzo modulo 18 si estende lungo una direzione di stratificazione tra una prima ed una seconda estremità; la direzione di stratificazione, come meglio verrà descritto in seguito, rappresenta una direzione lungo la quale il procedimento di stampa tridimensionale deposita uno sopra l’altro una pluralità di strati L di materiale cementizio. La direzione di stratificazione del primo e secondo modulo 2, 5 è parallela alla direzione di stratificazione del terzo modulo 18.
In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, il terzo modulo 18 presenta, lungo la direzione di stratificazione, una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un elemento profilato. In maggiore dettaglio, il terzo modulo 18 presenta, secondo una sezione ortogonale alla direzione di stratificazione, un perimetro esterno chiuso ad esempio avente forma poligonale.
In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, il terzo modulo 18 comprende un corpo internamente cavo; in particolare, il secondo terzo 18 comprende almeno una sede definita internamente al perimetro esterno chiuso la quale si estende per tutta l’estensione di detto secondo modulo lungo la direzione di stratificazione: la sede passante si estende tra la prima e la seconda estremità del modulo 18.
Almeno parte della superficie laterale esterna 19a del terzo modulo 18 definisce una superficie di mutuo accoppiamento 19b controsagomata ed a contatto con l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 6c del secondo modulo 5. Come ad esempio visibile ad esempio nelle figure 1-3, almeno parte della superficie laterale 19a del terzo modulo 18 può definire un’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 19c contrapposta alla superficie di mutuo accoppiamento 19b del medesimo modulo 18. In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione, l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 19c del terzo modulo 18 presenta la medesima forma e dimensione della superficie di mutuo accoppiamento 19b del medesimo modulo 18; l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 19c del terzo modulol 8 è attestata ad una superficie di mutuo accoppiamento e/o ad una ulteriore superficie di mutuo accoppiamento di un ulteriore modulo.
II terzo modulo 18 comprende almeno una porzione di aggancio 20 definente almeno una cavità 20a estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione del modulo 18. Nella configurazione in cui il terzo modulo 18 comprende una parete laterale 19 a profilo esterno chiuso, la porzione di aggancio 20 è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso; opzionalmente la porzione 20 si estende per tutto lo sviluppo del terzo modulo 18 lungo la direzione di stratificazione, ovvero a partire dalla prima fino alla seconda estremità del terzo modulo 18.
Nelle figure 1 e 3 è stato illustrato, in via non limitativa, un terzo modulo 18 presentante due porzioni di aggancio 20. In figura 2 è stata illustrata una variante realizzativa in cui il terzo modulo presenta tre porzioni di aggancio 20. Non si esclude tuttavia la possibilità di realizzare un terzo modulo 18 presentante una sola porzione di aggancio 20 oppure un numero di porzioni di aggancio 20 superiore a tre. In particolare, il terzo modulo 18 può presentare un numero di porzioni di aggancio 20 uguale o compreso tra 1 e 10, in particolare 1 e 5, ancora più in particolare 1 e 4. Ciascuna porzione di aggancio 20 può definire una sola cavità 20a oppure una pluralità di cavità ad esempio comprese in numero tra 1 e 4.
Come visibile ad esempio in figura 3, il terzo modulo 18 può comprendere -all’interno del perimetro esterno chiuso - una porzione di rinforzo 21 la quale si estende internamente al perimetro esterno chiuso tra due lati sostanzialmente contrapposti tra loro. Vantaggiosamente ma non limitativamente, la porzione di rinforzo 21 del terzo modulo 18 si estende lungo la direzione di stratificazione per tutto lo sviluppo del terzo modulo 18, in particolare a partire dalla prima fino alla seconda estremità del modulo 18. La porzione di rinforzo 21 definisce in cooperazione con la parete laterale 19 del terzo modulo 18 almeno una prima ed una seconda sede passante 22, 23 affiancate tra loro ed entrambe definite all’interno del perimetro esterno chiuso del terzo modulo 18 (si veda ad esempio la figura 3).
Sotto il profilo dimensionale, il terzo modulo 18 può presentare un’altezza - definita lungo la direzione di stratificazione del modulo 18 medesimo - superiore a 100 mm, in particolare superiore a 200 mm, ancora più in particolare compresa tra 250 e 3000 mm. In una forma di realizzazione illustrata nelle unite figure il secondo ed il terzo modulo 5, 18 presentano sostanzialmente la medesima altezza (conseguentemente il terzo modulo presenta sostanzialmente la medesima altezza del primo modulo): la prima e la seconda estremità del secondo modulo sono rispettivamente poste in corrispondenza della prima e seconda estremità del terzo modulo 18. Il terzo modulo 18 può inoltre presentare una lunghezza ed una larghezza - misurate ortogonalmente alla direzione di stratificazione del modulo 18 medesimo ed ortogonalmente l’una rispetto all’altra - superiori a 100 mm, in particolare superiori a 200 mm, ancora più in particolare comprese tra 250 e 3000 mm.
In figura 1 è stata illustrata una forma di realizzazione della struttura in cui il primo ed il secondo modulo 2, 5 sono identici tra loro nella forma e nella dimensione mentre il terzo modulo presenta una forma e dimensione differente da detti modulo 2 e 5. Non si esclude tuttavia la possibilità di realizzare una struttura 1 in cui il terzo modulo 18 risulti identico nella forma e dimensione al primo ed al secondo modulo. Come visibile dalle unite figure, la struttura 1 può comprendere una pluralità di moduli a contatto tra loro ed allineati lungo una direzione A (si veda ad esempio la figura 14) ortogonale ad una direzione di stratificazione di ciascun modulo. Ad esempio, la struttura 1 può comprendere un numero di moduli superiore 3; in particolare la struttura 1 può comprendere un numero di moduli superiore a 4, in particolare superiore a 5, ancora più in particolare compreso tra 5 e 20. Almeno una parte della pluralità di moduli della struttura 1 può comprendere una superficie di mutuo accoppiamento ed una ulteriore superficie di mutuo accoppiamento contrapposte tra loro rispetto al modulo medesimo; la superficie di mutuo accoppiamento di mutuo accoppiamento di un modulo è attestata ad una superficie di mutuo accoppiamento e/o un’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento di un modulo subito adiacente (moduli a contatto tra loro). I moduli possono essere tutti differenti tra loro nella forma e dimensione oppure possono essere almeno in parte identici tra loro nella forma e dimensione.
La forma e/o dimensione dei moduli sopra descritti può essere determinata da un procedimento di ottimizzazione topologica che massimizza le prestazioni meccaniche del blocco.
Come visibile ad esempio nelle figure 1-3 e 6, la struttura comprende inoltre almeno un elemento di connessione 8 impegnato, da un lato, all'interno della cavità 4a della porzione di aggancio 4 del primo modulo 2 e, da un altro lato, all'interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5: l’elemento di connessione 8 vincola stabilmente il primo ed il secondo modulo 2, 5 ed è configurato per mantenere questi ultimi a contatto tra loro. Di fatto l’elemento di connessione assolve la funzione di rinforzo esterno e fornisce alla struttura una resistenza a carichi di trazione.
In maggiore dettaglio e come visibile dalle unite figure, l’elemento di connessione 8 comprende almeno una barra di rinforzo, opzionalmente in materiale metallico, estendentesi lungo una direzione di sviluppo longitudinale tra una prima ed una seconda porzione di estremità 8a, 8b: la direzione di sviluppo longitudinale della barra è traversale in particolare ortogonale alla direzione di stratificazione del primo e secondo modulo. L’elemento di connessione 8 comprende - in corrispondenza della prima porzione di estremità 8a - una prima porzione d’innesto 9 emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità 4a della porzione di aggancio 4 del primo modulo 2. L’elemento di connessione 8 comprende inoltre - in corrispondenza della seconda porzione di estremità 8b - una seconda porzione d’innesto 10 emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 2. Di fatto, le porzioni 9 e 10 attraversano almeno in parte - lungo l’altezza - il primo ed il secondo modulo 2, 5 mentre la barra di rinforzo è posta esternamente la parete laterale e la sede passante dei rispettivi moduli. La barra di rinforzo rappresenta essenzialmente una barra di collegamento esterna tra le porzioni 9, 10 le quali sono impegnate all’interno dei rispettivi moduli; la barra essenzialmente funge da tirante per gli sforzi di trazione generati nel sistema.
L’elemento di connessione 8 può inoltre comprendente una sola barra di rinforzo atta a collegare le porzioni d’innesto 9 e 10. Nelle figure 5 e 6 è illustrata una forma di realizzazione preferenziale dell’elemento di connessione 8 il quale presenta una prima ed una porzione d’innesto 9, 10 attraversanti in altezza il primo ed il secondo modulo e presentanti rispettive porzioni d’estremità emergenti dalla prima e dalla seconda estremità dei rispettivi moduli (figura 5). In tale configurazione l’elemento di connessione 8 presenta due barre di rinforzo poste in corrispondenza della prima e seconda estremità dei moduli 2 e 5: le barre sono poste in contrapposizione tra loro rispetto ai moduli 2 e 5. Una prima barra di rinforzo è vincolata alla prima porzione d’estremità delle porzioni 9 e 10 mentre una seconda barra è vincolata alla seconda porzione d’estremità delle porzioni 9 e 10. Entrambe le barre di rinforzo sono poste esternamente ai moduli 2, 5 ed in corrispondenza rispettivamente della prima e seconda estremità di questi ultimi.
In figura 2 è illustrata una forma di realizzazione della struttura 1 comprendente un solo elemento di connessione 8 atto a vincolare il primo ed il secondo modulo 2. In figura 1 è illustrata una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione in cui la struttura comprende due elementi di connessione atti a vincolare stabilmente il primo ed il secondo modulo 2, 5. Non si esclude tuttavia la possibilità di definire una struttura 1 comprendente un numero di elementi di connessione 8 uguale o superiore a 3, in particolare compreso tra 3 e 10, ancora più in particolare tra 3 e 5.
In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione ad esempio illustrata nelle figure 3, 4, 5 e 7, la prima e la seconda porzione d’innesto 9, 10 dell’elemento di connessione 8 sono distinte e removibilmente associabili alla barra di rinforzo. In particolare, la prima e la seconda porzione d’innesto 9, 10 possono ad esempio comprendere rispettive barre filettate: la barra di rinforzo può ad esempio comprendere un’asta presentante in corrispondenza delle porzioni d’estremità 8a, 8b una porzione d’impegno fatta ad occhiello o ad asola atta all’interno della quale può essere alloggiata parte della barra filettata delle porzioni 9 e 10. La barra di rinforzo può essere fissata alle rispettive porzioni d’innesto mediante bulloni che impegno le barre filettate delle porzioni 9 e 10 e che vincolano quindi le porzioni d’impegno della barra di rinforzo alle porzioni 9 e 10.
In figura 18 è illustrata una variante realizzativa dell’elemento di connessione in cui la barra di rinforzo e le porzioni d’innesto 9, 10 sono unite di pezzo a definire un corpo singolo avente sagoma sostanzialmente a “C”.
Come visibile ad esempio nelle figure 1-3, la struttura 1 può inoltre comprendere almeno un elemento di connessione 24 impegnato, da un lato, all'interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5 e, da un altro lato, all'interno della cavità 20a della porzione di aggancio 20 del terzo modulo 18: l’elemento di connessione 24 vincola stabilmente secondo ed il terzo modulo 5, 18 ed è configurato per mantenere questi ultimi a contatto tra loro. In maggiore dettaglio e come visibile dalle unite figure, l’elemento di connessione 24 comprende almeno una barra di rinforzo, opzionalmente in materiale metallico, estendentesi lungo una direzione di sviluppo longitudinale tra una prima ed una seconda porzione di estremità 24a, 24b: la direzione di sviluppo longitudinale della barra è traversale in particolare ortogonale alla direzione di stratificazione del primo e secondo modulo. L’elemento di connessione 24 comprende - in corrispondenza della prima porzione di estremità 24a - una prima porzione d’innesto 25 emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5 (figura 3). L’elemento di connessione 24 comprende inoltre - in corrispondenza della seconda porzione di estremità 24b - una seconda porzione d’innesto 26 emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità 20a della porzione di aggancio 20 del terzo modulo 18. Di fatto, le porzioni 25 e 26 attraversano almeno in parte - lungo l’altezza - il secondo ed il terzo modulo 5, 18 mentre la barra di rinforzo è posta esternamente la parete laterale e la sede passante dei rispettivi moduli. La barra di rinforzo dell’elemento 24 rappresenta essenzialmente una barra di collegamento esterna tra le porzioni 25, 26 le quali sono impegnate all’interno dei rispettivi moduli. L’elemento di connessione 24 può inoltre comprendente una sola barra di rinforzo atta a collegare le porzioni d’innesto 25 e 26. In una forma di realizzazione preferenziale l’elemento di connessione 24 presenta una prima ed una porzione d’innesto 25, 26 attraversanti in altezza il secondo ed il terzo modulo e presentanti rispettive porzioni d’estremità emergenti dalla prima e dalla seconda estremità dei rispettivi moduli. In tale configurazione l’elemento di connessione 24 presenta due barre di rinforzo poste in corrispondenza della prima e seconda estremità dei moduli 5 e 18: le barre sono poste in contrapposizione tra loro rispetto ai moduli 5 e 18. Una prima barra di rinforzo è vincolata alla prima porzione d’estremità delle porzioni 25 e 26 mentre una seconda barra è vincolata alla seconda porzione d’estremità delle porzioni 25 e 26. Entrambe le barre di rinforzo sono poste esternamente ai moduli 5 e 18 ed in corrispondenza rispettivamente della prima e seconda estremità di questi ultimi.
La struttura 1 può comprende un solo elemento di connessione 24 atto a vincolare il secondo e terzo modulo 5, 18 (figura 2). In figura 1 è illustrata una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione in cui la struttura comprende due elementi di connessione 24 atti a vincolare stabilmente il secondo ed il terzo modulo 5, 18. Non si esclude tuttavia la possibilità di definire una struttura 1 comprendente un numero di elementi di connessione 24 uguale o superiore a 3, in particolare compreso tra 3 e 10, ancora più in particolare tra 3 e 5. In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell'invenzione la prima e la seconda porzione d’innesto 25, 26 dell’elemento di connessione 24 sono distinte e removibilmente associabili alla barra di rinforzo. In particolare, la prima e la seconda porzione d’innesto 25, 26 possono ad esempio comprendere rispettive barre filettate: la barra di rinforzo può ad esempio comprendere un’asta presentante in corrispondenza delle porzioni d’estremità 24a, 24b una porzione d’impegno fatta ad occhiello o ad asola atta all’Interno della quale può essere alloggiata parte della barra filettata delle porzioni 25 e 26. La barra di rinforzo può essere fissata alle rispettive porzioni d’innesto mediante bulloni che impegno le barre filettate delle porzioni 25 e 26 che vincolano quindi le porzioni d’impegno della barra di rinforzo alle porzioni 25 e 26. In una forma di realizzazione preferenziale ma non limitativa dell’invenzione, la struttura 1 comprende inoltre almeno un elemento di connessione 27 impegnato, da un lato, all’interno della cavità 4a della porzione di aggancio 4 del primo modulo 2 e, da un altro lato, all’interno della cavità 20a della porzione di aggancio 20 del terzo modulo 18; l’elemento di connessione 27 vincola stabilmente il primo modulo ed il terzo modulo 2, 18. Come visibile dalla figura 3, l’elemento di connessione presenta vantaggiosamente una configurazione (struttura) simile agli elementi di connessione 8 e 24. Come schematizzato in figura 1 , la struttura 1 è configurata per resistere principalmente, in condizioni d’uso della stessa, ad una sollecitazione S diretta ortogonalmente alla direzione di stratificazione della pluralità di moduli ed ortogonalmente alla direzione di allineamento A degli stessi (direzione A schematizzata in figura 14).
2. Procedimento
Forma inoltre oggetto della presente invenzione un procedimento di realizzazione di una struttura 1 in materiale cementizio armato in accordo con una qualsiasi delle unite rivendicazioni e/o in accordo con la descrizione sopra riportata.
II procedimento prevede fase di realizzazione di una pluralità di moduli in materiale cementizio tramite un processo di stampa tridimensionale la quale prevede una fase di deposito di una pluralità di strati L di materiale cementizio uno sopra l’altro secondo una direzione di stratificazione D; gli strati L presentano sostanzialmente la medesima forma e dimensione: ciascun modulo può presentare, secondo la direzione di stratificazione D, una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un profilato. Non si esclude tuttavia la possibilità di realizzare moduli presentanti - secondo la direzione di stratificazione D - una sezione variabile ottenibile ad esempio mediante una procedura di stampa layer-by-layer “a sbalzo”. In particolare tramite il processo di stampa tridimensionale vengono realizzati il primo ed il secondo modulo 2, 5 ed opzionalmente anche il terzo modulo 18. Nelle figure 10 e 11 è schematicamente illustrato il processo di stampa tridimensionale per la realizzazione del primo modulo 2. La testa 101 della stampante 3D deposita uno strato L sopra l’altro di materiale cementizio a definire una sezione del modulo. Mediante il medesimo processo viene realizzato il secondo modulo 5 (configurazione non illustrata nelle unite figure) ed opzionalmente il terzo modulo 18.
In seguito, il primo ed il secondo modulo 2, 5 sono posti a contatto tra loro in modo tale che le rispettive superfici di mutuo accoppiamento 3b, 6b di detti moduli risultino attestate tra loro (in figura 12 è illustrata una fase di avvicinamento dei moduli 2 e 5). Opzionalmente, se presente il terzo modulo 18, il procedimento prevede una fase di messa a contatto del secondo e terzo modulo in modo tale che l’ulteriore superficie di mutuo accoppiamento 6c del secondo modulo 5 risulti attestata con la superficie di mutuo accoppiamento 19be del terzo modulo 18 (in figura 13 è illustrata una fase di avvicinamento dei moduli 5 e 18).
A seguito della fase di contatto del primo e secondo modulo, il procedimento prevede una fase d’impegno di almeno un elemento di connessione 8, da un lato, all’interno della cavità 4a della porzione di aggancio 4 del primo modulo 2 e, da un altro lato, all’interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5; l’elemento di connessione 8 vincola stabilmente il primo ed il secondo modulo 2, 5 ed è configurato per mantenere questi ultimi a contatto tra loro. In maggiore dettaglio, la fase di impegno dell’elemento di connessione 8 al primo e secondo modulo 2, 5 comprende almeno le seguenti sottofasi:
> impegnare stabilmente la prima porzione d’innesto 9 all’interno della cavità 4a della porzione di aggancio 4 del primo modulo 2,
> impegnare stabilmente la seconda porzione d’innesto 10 all’interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5.
In figura 18 è illustrata una fase d’inserimento dell’elemento di connessione 8 comprendente delle porzioni d’innesto 9, 10 unite di pezzo alla barra di rinforzo. Come sopra descritto, l’elemento di connessione 8 può comprendere porzioni d’innesto 9, 10 distinte e removibile dalla barra di rinforzo; in tale configurazione la fase d’impegno dell’elemento di connessione 8 comprende le seguenti sottofasi: > inserire la prima porzione d’innesto 9 all’interno della cavità 4a della porzione di aggancio 4 del primo modulo 2,
> riempire almeno in parte la cavità 4a della porzione di aggancio 4 del primo modulo 2 con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta prima porzione d’innesto 9,
> vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità 4a del primo modulo 2, detta prima porzione d’innesto 9,
> inserire la seconda porzione d’innesto 10, ad esempio prima di una fase di solidificazione del materiale cementizio presente nella cavità 4a, all’interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5,
> riempire almeno in parte la cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5 con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta seconda porzione d’innesto 10,
> vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità 7a del secondo modulo 5, detta seconda porzione d’innesto 10.
In seguito al vincolo delle porzioni d’innesto 9, 10 ai moduli 2 e 5, il procedimento prevede una fase di vincolo (fissaggio) della barra di rinforzo a dette prima e seconda porzione d’innesto 9, 10.
Il procedimento, contemporaneamente o in seguito alla fase d’impegno dell’elemento di connessione 8 al primo e secondo modulo, può comprendere almeno una fase di ulteriore fissaggio del primo e secondo modulo che prevede almeno le seguenti sotto-fasi:
> predisporre tra le superfici di mutuo accoppiamento del primo e secondo modulo una prefissata quantità di materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido, > ulteriormente vincolare, tramite la solidificazione di detto materiale cementizio posto tra le superfici di mutuo accoppiamento, detto primo e secondo modulo. Se presente un terzo modulo 18, il procedimento può inoltre prevede una fase di d’impegno di almeno un elemento di connessione 24, da un lato, all’interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5 e, da un altro lato, all’interno della cavità 20a della porzione di aggancio 20 del terzo modulo 18; l’elemento di connessione 24 vincola stabilmente il secondo modulo 5 ed il terzo modulo 18 ed è configurato per mantenere questi ultimi a contatto tra loro. In maggiore dettaglio, la fase di impegno dell’elemento di connessione 24 al secondo e terzo modulo comprende almeno le seguenti sottofasi:
> impegnare stabilmente la prima porzione d’innesto 25 all'interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5,
> impegnare stabilmente la seconda porzione d’innesto 26 all'interno della cavità 20a della porzione di aggancio 20 del terzo modulo 18.
Come sopra descritto, l’elemento di connessione 24 può comprendere porzioni d’innesto 25 distinte e removibile dalla barra di rinforzo; in tale configurazione la fase d’impegno dell’elemento di connessione 24 comprende le seguenti sottofasi: > inserire la prima porzione d’innesto 25 all'interno della cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5,
> riempire almeno in parte la cavità 7a della porzione di aggancio 7 del secondo modulo 5 con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta prima porzione d’innesto 25,
> vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità 7a del secondo modulo 5, detta prima porzione d’innesto 25,
> inserire la seconda porzione d’innesto 26 all'interno della cavità 20a della porzione di aggancio 20 del terzo modulo 18,
> riempire almeno in parte la cavità 20a della porzione di aggancio 20 del terzo modulo 18 con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta seconda porzione d’innesto 26,
> vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità 20a del terzo modulo 18, detta seconda porzione d’innesto 26.
In seguito al vincolo delle porzioni d’innesto 25, 26 ai moduli 5 e 18, il procedimento prevede una fase di vincolo (fissaggio) della barra di rinforzo a dette prima e seconda porzione d’innesto 25 e 26.
II procedimento, contemporaneamente o in seguito alla fase d’impegno dell’elemento di connessione 24 al secondo modulo e terzo, può comprendere almeno una fase di ulteriore fissaggio del primo e secondo modulo che prevede almeno le seguenti sotto-fasi:
> predisporre tra le superfici di mutuo accoppiamento del secondo e terzo modulo una prefissata quantità di materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido, > ulteriormente vincolare, tramite la solidificazione di detto materiale cementizio posto tra le superfici di mutuo accoppiamento, detto secondo e terzo modulo. Il procedimento può inoltre comprendere una fase di impegno di almeno un elemento di connessione 27 (la cui struttura può ad esempio essere identica all’elemento di connessione 8 e/o 24), da un lato, all'interno della cavità 4a della porzione di aggancio 4 del primo modulo 2 e, da un altro lato, all'interno della cavità 20a della porzione di aggancio 20 del terzo modulo 18: l’elemento di connessione 27 vincola stabilmente il primo modulo ed il terzo modulo 2, 18.
3. Composizione cementizia
I presenti inventori hanno trovato che una composizione cementizia comprendente cemento, aggregato inerte, fibra polimerica, agente superfluidificante e acqua, caratterizzata dalle specifiche quantità dei componenti, dal rapporto tra la quantità di acqua e la quantità di cemento, dalla quantità di agente superfluidificante e dalla granulometria dell’ aggregato inerte, è risultata essere particolarmente adatta alla realizzazione di strutture in materiale cementizio armato tramite il processo a stampa 3D della presente invenzione.
In particolare, i presenti inventori partendo dal rapporto acqua/cemento necessario al raggiungimento delle prestazioni meccaniche richieste e della cinetica di presa e indurimento, hanno ottimizzato la consistenza della miscela mediante l'impiego di un agente fluidificante in specifica quantità in relazione alla granulometria e grado di assorbimento degli aggregati inerti.
Forma pertanto un ulteriore aspetto della presente invenzione una composizione cementizia per la realizzazione della struttura 1 in materiale cementizio armato in accordo con una qualsiasi delle unite rivendicazioni e/o in accordo con la descrizione sopra riportata.
Pertanto, un ulteriore aspetto dell'invenzione prevede una composizione cementizia M comprendente:
(i) dal 15 al 30% in peso di cemento rispetto al peso totale della composizione, (ii) dal 60 all’80% in peso di almeno un aggregato inerte, da solo o in miscela con uno o più altri aggregati inerti, rispetto al peso totale della composizione, (iii) dallo 0,02 allo 0,75% in peso di almeno una fibra polimerica, da sola o in miscela con una o più altre fibre polimeriche, rispetto al peso totale della composizione,
(iv) dallo 0,03 allo 0,1% in peso di almeno un agente superfluidificante, da solo o in miscela con uno o più altri agenti superfluidificanti, rispetto al peso totale della composizione,
e
(v) acqua quanto basta a raggiungere il 100% in peso della composizione, opzionalmente può essere presente
(vi) dallo 0,1 al 2,5% in peso di almeno un agente modificante la viscosità rispetto al peso totale della composizione,
in cui
- il rapporto in peso tra acqua e cemento è compreso tra 0,3 e 0,45 o il rapporto tra acqua e cemento equivalente è compreso tra 0,29 e 0,49 e
- il diametro massimo dell’almeno un aggregato inerte è inferiore a 12,5 mm. In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione (composizione cementizia), un cemento adatto è scelto tra quelli appartenenti ai tipi I, II, III, IV e V, stabiliti dalla norma EN 197-1 , recepita a livello nazionale dalla norma UNI EN 197/1.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, un cemento adatto è scelto tra quelli appartenenti ai tipi I, II, III, IV e V e aventi classi di resistenza 42, 5R e 52, 5R secondo la norma UNI EN 197/1.
Preferibilmente, in accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione (composizione cementizia), un cemento adatto è scelto tra i cementi appartenenti alle classi CEM ll/A-L (o A-LL) 42, 5R e CEM ll/A-L (o A-LL) 52, 5R; più preferibilmente scelto tra i cementi appartenenti alla classe CEM ll/A-L (o A-LL) 42, 5R secondo la norma UNI EN 197/1.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione (composizione cementizia), detto cemento adatto ha un diametro massimo delle particelle inferiore o uguale a 100 micron, preferibilmente inferiore a 50 micron, ancor più preferibilmente inferiore a 30 micron.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, la % in peso di cemento è preferibilmente maggiore del 18%, più preferibilmente maggiore del 21%; e/o è preferibilmente inferiore al 27%, più preferibilmente è inferiore al 25%; e/o è preferibilmente compresa tra il 18% e il 27%, più preferibilmente è compresa tra il 21% e il 25% rispetto al peso totale della composizione.
Opzionalmente si può prevedere di sostituire parte del cemento con aggiunte di tipo Il secondo la norma UNI EN 206-1:2006, e in particolare con fumo di silice, oppure ceneri volanti (fly ashes), oppure loppa di altoforno, oppure pozzolana sia naturale che industriale, in % compresa tra 1 e 3% in peso rispetto al peso totale della composizione, preferibilmente fumo di silice in % compresa tra 1 e 3% in peso rispetto al peso totale della composizione; in tal caso tali aggiunte di tipo II sostituiscono parte del cemento in % compresa tra il 7% e ΙΊ 1 % in peso del cemento.
In tali casi, invece del “rapporto in peso tra acqua e cemento” viene considerato il “rapporto in peso tra acqua e cemento equivalente” come stabilito nella norma UNI EN 206-1 :2006, secondo la seguente formula:
acqua/cemento equivalente= acqua/(cemento k<χ>aggiunta di tipo II), dove k è un parametro specifico a seconda del tipo di aggiunta.
Pertanto il rapporto acqua/cemento della composizione cementizia della presente invenzione in cui dal 7 all’11% in peso del cemento è sostituito con aggiunte di tipo II, è compreso tra 0,29 e 0,49.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, l’almeno un aggregato inerte adatto è scelto tra aggregati fini, filler e loro miscele; preferibilmente il filler è scelto nella casistica delle aggiunte di tipo I secondo la norma UNI EN 12620, più preferibilmente il filler è scelto tra sabbia di quarzo, sabbia silicea (microsilice) e filler calcareo (carbonato di calcio).
Preferibilmente, in accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione la composizione comprende una miscela di aggregati inerti; più preferibilmente comprende sabbia e sabbia di quarzo e/o filler calcareo.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, detta sabbia rappresenta dal 90% al 95% e detto filler, preferibilmente sabbia di quarzo o filler calcareo, rappresenta dal 5% al 10% rispetto al peso totale dell’aggregato inerte.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, preferibilmente detta sabbia ha un diametro massimo inferiore a 10 mm, ancor più preferibilmente inferiore a 6 mm, ancor più preferibilmente inferiore a 4 mm, secondo la normativa UNI 8520-1 per la conformità e UNI 2332 per la determinazione della distribuzione granulometrica. In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, preferibilmente detto filler, preferibilmente sabbia di quarzo o filler calcareo, ha un diametro massimo inferiore a 0,25 mm, preferibilmente inferiore a 0,125 mm, ancor più preferibilmente inferiore a 0,063 mm, secondo la normativa UNI 8520-1 per la conformità e UNI 2332 per la determinazione della distribuzione granulometrica.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, la % in peso dell’almeno un aggregato inerte, da solo o in miscela con uno o più altri aggregati inerti, è preferibilmente maggiore del 63%, più preferibilmente maggiore del 65%; e/o è preferibilmente inferiore al 79%, più preferibilmente è inferiore al 77%; e/o è preferibilmente compresa tra il 63% e il 79%, più preferibilmente è compresa tra il 65% e il 77% rispetto al peso totale della composizione.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, detta almeno una fibra polimerica è scelta tra fibre poliolefiniche, preferibilmente polipropilene (PP); polivinilalcool (PVA); poliesteri; poliammidi alifatiche (Nylon); e loro miscele. Preferibilmente, detta almeno una fibra polimerica è una fibra di polipropilene (PP).
Preferibilmente, detta almeno una fibra polimerica, più preferibilmente polipropilene (PP), ha un diametro o una massima dimensione della sezione trasversale compreso tra 0,12 e 0,8 mm, più preferibilmente compreso tra 0,25 e 0,35 mm.
Preferibilmente, detta almeno una fibra polimerica, più preferibilmente polipropilene (PP), ha una lunghezza inferiore a 60 mm, più preferibilmente compresa tra 10 e 57 mm, ancora più preferibilmente tra 40 e 55 mm.
In accordo con ulteriore aspetto dell'invenzione, la % in peso dell’almeno una fibra polimerica, da sola o in miscela con una o più altre fibre polimeriche, è preferibilmente maggiore dello 0,025%, più preferibilmente maggiore dello 0,03%; e/o è preferibilmente inferiore allo 0,6%, più preferibilmente è inferiore allo 0,5; e/o è preferibilmente compresa tra lo 0,025% e lo 0,6%, più preferibilmente è compresa tra lo 0,03% e lo 0,5% rispetto al peso totale della composizione,
Fibre polimeriche adatte possono essere scelte fra quelle commercialmente disponibili, per esempio quelle della serie MapeFibre commercializzate da Mapei, per esempio MapeFibre CN54 o NS12; quelle della serie RUREDIL commercializzate da RUREDIL, per esempio RUREDIL X FIBER 19; quelle della serie Polifer commercializzate da Polifer per esempio Polifer 420.
Senza volersi legare a nessuna teoria interpretativa, i presenti inventori ritengono che dette fibre polimeriche abbiano la funzione di contribuire alla continuità del flusso di detta composizione all’uscita dalla testa di erogazione 101, di garantire tenacità all’impasto non ancora indurito e di ridurre gli effetti di ritiro della composizione cementizia.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, detto almeno un agente superfluidificante è scelto tra polimeri opzionalmente modificati policarbossilici polieteri, naftalensolfonici, polifosfonici, acrilici, glicoli polipropilenici e loro miscele. Preferibilmente, detto almeno un agente superfluidificante è un polimero eventualmente modificato policarbossilico polietere.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, detto almeno un agente fluidificante può essere in polvere oppure liquido, per esempio in soluzione acquosa; preferibilmente è in polvere, generalmente detta polvere ha una densità compresa tra 50 e 80 g/100cm<3>, preferibilmente compresa tra 30 e 60 g/100cm<3>.
Agenti superfluidificanti adatti sono scelti fra quelli commercialmente disponibili, per esempio fra quelli della serie Melflux® commercializzati da BASF, come per esempio Melflux® 2651 F e quelli della serie Dynamon® commercializzati da Mapei. In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione (composizione cementizia), la % in peso dell’almeno un agente superfluidificante, da solo o in miscela con uno o più altri agenti fluidificanti, è preferibilmente maggiore dello 0,035%; e/o è preferibilmente inferiore allo 0,05%; e/o è preferibilmente compresa tra lo 0,035% e lo 0,05% rispetto al peso totale della composizione.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione (composizione cementizia), la % in massa dell’almeno un agente superfluidificante, da solo o in miscela con uno o più altri agenti fluidificanti, è preferibilmente maggiore dello 0,02%, più preferibilmente maggiore dello 0,05%; e/o è preferibilmente inferiore allo 0,15%, più preferibilmente è inferiore allo 0,10; e/o è preferibilmente compresa tra lo 0,02% e lo 0,15%, più preferibilmente è compresa tra lo 0,05% e lo 0,10% rispetto alla massa totale della composizione.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, la % in massa dell’almeno un agente superfluidificante, da solo o in miscela con uno o più altri agenti fluidificanti, è preferibilmente maggiore dello 0,1%, più preferibilmente maggiore dello 0,2%, ancor più preferibilmente maggiore dello 0,25%; e/o inferiore allo 0,65%, più preferibilmente inferiore allo 0,5%, ancor più preferibilmente inferiore allo 0,40%; e/o compresa tra lo 0,1% e lo 0,65%, più preferibilmente compresa tra lo 0,2% e lo 0,5%, ancor più preferibilmente compresa tra lo 0,25% e lo 0,40% rispetto alla massa totale del cemento.
Senza volersi legare a nessuna teoria interpretativa, i presenti inventori ritengono che l’agente superfluidificante, aggiunto in specifiche quantità alla fine della fase di miscelazione in betoniera, regoli la reologia e la tixotropia della composizione cementizia.
In particolare, tale agente superfluidificante determina viscosità bassa in fase di erogazione dalla testa di erogazione 101 per garantire la stampabilità della composizione cementizia, mentre determina viscosità alta dopo che la composizione è stata depositata garantendo in tal modo la separazione degli strati e il sostegno degli strati successivamente depositati mediante il processo di stampa. Inoltre i presenti inventori hanno notato che il superfluidificante in polvere si distribuisce meglio nella miscela ed esercita l’effetto fluidificante in pochissimi minuti dopo il suo inserimento in betoniera (l’effetto è visibile perché rende omogenea e “pastosa” la miscela).
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, preferibilmente il rapporto in peso tra acqua e cemento è compreso tra 0,33 e 0,40.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione, la composizione cementizia può opzionalmente comprendere: fibre naturali o sintetiche oltre a quelle elencate al punto (iii), per esempio fibre corte di canapa, di lino, di iuta; agenti aeranti, per esempio la serie Mapeair AE commercializzata da Mapei; inerti alleggeriti aventi diametro massimo inferiore a 12,5 mm, quali ad esempio argille espanse di Leca (strutturale); leganti geopolimerici a base di metacaolino e soluzione acquosa di idrossidi di metalli (es. idrossido di sodio), quali per esempio Acceleranti di presa, quali per esempio la serie Mapequick di Mapei; nanosfere di vetro cave.
In una realizzazione preferita, la composizione cementizia - in accordo all’ulteriore aspetto della presente invenzione - comprende
(i) dal 15 al 30% in peso di cemento rispetto al peso totale della composizione, scelto tra quelli appartenenti ai tipi I, II, III, IV e V e aventi classi di resistenza 42, 5R e 52, 5R secondo la norma UNI EN 197/1.
(ii) dal 60 all’80% in peso di almeno un aggregato inerte, da solo o in miscela con uno o più altri aggregati inerti, rispetto al peso totale della composizione, comprendente sabbia e sabbia di quarzo o filler calcareo;
(iii) dallo 0,02 allo 0,75% in peso di almeno una fibra polimerica, da sola o in miscela con una o più altre fibre polimeriche, rispetto al peso totale della composizione, scelta tra fibre poliolefiniche, preferibilmente polipropilene (PP); polivinilalcool (PVA); poliesteri; e poliammidi alifatiche (Nylon);
(iv) dallo 0,03 allo 0,1% in peso di almeno un agente superfluidificante, da solo o in miscela con uno o più altri agenti superfluidificanti, rispetto al peso totale della composizione, scelto tra polimeri opzionalmente modificati policarbossilici polieteri, naftalensolfonici, polifosfonici e acrilici.
In una realizzazione più preferita, la composizione cementizia in accordo all’ulteriore aspetto della presente invenzione comprende:
(i) dal 18 al 27%, in peso di cemento rispetto al peso totale della composizione, scelto tra quelli appartenenti ai tipi I, II, III, IV e V e aventi classi di resistenza 42, 5R e 52, 5R secondo la norma UNI EN 197/1.
(ii) dal 63 al 79% in peso di almeno un aggregato inerte, da solo o in miscela con uno o più altri aggregati inerti, rispetto al peso totale della composizione, comprendente sabbia e sabbia di quarzo o filler calcareo;
(iii) dallo 0,025 allo 0,6% in peso di almeno una fibra polimerica, da sola o in miscela con una o più altre fibre polimeriche, rispetto al peso totale della composizione, scelta tra fibre poliolefiniche, preferibilmente polipropilene (PP); polivinilalcool (PVA); poliesteri; e poliammidi alifatiche (Nylon);
(iv) dallo 0,035 allo 0,05% in peso di almeno un agente superfluidificante, da solo o in miscela con uno o più altri agenti superfluidificanti, rispetto al peso totale della composizione, scelto tra polimeri opzionalmente modificati policarbossilici polieteri, naftalensolfonici, polifosfonici e acrilici.
In una realizzazione ancor più preferita, la composizione cementizia comprende: (i) dal 21 al 25%, in peso di cemento rispetto al peso totale della composizione, scelto tra quelli appartenenti ai tipi I, II, III, IV e V e aventi classi di resistenza 42, 5R e 52, 5R secondo la norma UNI EN 197/1.
(ii) dal 65 all’77% in peso di almeno un aggregato inerte, da solo o in miscela con uno o più altri aggregati inerti, rispetto al peso totale della composizione, comprendente sabbia e sabbia di quarzo;
(iii) dallo 0,03 allo 0,5% in peso di almeno una fibra polimerica, da sola o in miscela con una o più altre fibre polimeriche, rispetto al peso totale della composizione, scelta tra fibre poliolefiniche, preferibilmente polipropilene (PP); polivinilalcool (PVA); poliesteri; e poliammidi alifatiche (Nylon); preferibilmente fibre di polipropilene (PP);
(iv) dallo 0,035 allo 0,05% in peso di almeno un agente superfluidificante, da solo o in miscela con uno o più altri agenti superfluidificanti, rispetto al peso totale della composizione, scelto tra polimeri opzionalmente modificati policarbossilici polieteri, naftalensolfonici, polifosfonici e acrilici; preferibilmente polimeri modificati policarbossilici polieteri.
Alternativamente, la composizione cementizia dell'invenzione può essere definita in base alla quantità espressa in Kg dei componenti (i)-(v) presenti in un m<3>di detta composizione. La composizione cementizia dell'invenzione comprende:
(i) da 300 a 650 Kg di cemento per m<3>di composizione,
(ii) da 1000 a 2000 Kg di almeno un aggregato inerte per m<3>di composizione (iii) da 0,5 a 2 Kg di almeno una fibra polimerica per m<3>di composizione, (iv) da 0,5 a 2,8 Kg di almeno un agente superfluidificante per m<3>di composizione,
(v) da 100 a 220 litri di acqua per m<3>di composizione.
La composizione cementizia in accordo con l'invenzione appartiene alla classe di consistenza S1. Infatti detta composizione allo stato fresco ha un valore di Abbassamento al Cono di Abrams (SLUMP), misurato secondo la norma EN 12350-2:2009, compreso tra 10 e 40 mm, preferibilmente compreso tra 30 e 40 mm.
La composizione cementizia in accordo con l'invenzione indurita dopo 28 giorni di maturazione ha un valore di resistenza cubica media RCme di resistenza cilindrica media fcm, misurate secondo la norma EN 12390, compreso rispettivamente tra 50 e 60 MPa e tra 40 e 48 MPa.
Un ulteriore aspetto della presente invenzione prevede un metodo per preparare la composizione cementizia in accordo con l’invenzione comprendente:
a) miscelare l’almeno un aggregato inerte (i) con il cemento (ii),
b) aggiungere acqua alla miscela risultante e miscelare in modo da formare un impasto,
c) aggiungere all’impasto risultante l’almeno una fibra polimerica (iii) e miscelare,
d) aggiungere l’almeno un agente fluidificante (iv) e miscelare.
In accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione (metodo per preparare la composizione cementizia), un cemento adatto è scelto tra quelli appartenenti ai tipi I, II, III, IV e V, stabiliti dalla norma EN 197-1 recepita a livello nazionale dalla norma UNI EN 197/1.
In accordo all’ulteriore aspetto dell'invenzione, un cemento adatto è scelto tra quelli appartenenti ai tipi I, II, III, IV e V e aventi classi di resistenza 42, 5R e 52, 5R secondo la norma UNI EN 197/1.
Preferibilmente, in accordo all’ulteriore aspetto dell’invenzione (composizione cementizia), un cemento adatto è scelto tra i cementi appartenenti alle classi CEM ll/A-L (o A-LL) 42, 5R e CEM ll/A-L (o A-LL) 52, 5R; più preferibilmente scelto tra i cementi appartenenti alla classe CEM ll/A-L (o A-LL) 42, 5R secondo la norma UNI EN 197/1
Detto cemento adatto ha un diametro massimo delle particelle inferiore o uguale a 100 micron, preferibilmente inferiore a 50 micron, ancor più preferibilmente inferiore a 30 micron.
In accordo con il metodo di preparazione della composizione secondo l'invenzione, l’almeno un aggregato inerte adatto è scelto tra sabbia, filler e loro miscele, preferibilmente il filler è scelto nella casistica delle aggiunte di tipo I secondo la norma UNI EN 12620, più preferibilmente il filler è scelto tra sabbia di quarzo, sabbia silicea (microsilice) e filler calcareo.
In accordo con il metodo di preparazione della composizione secondo l'invenzione, detta sabbia ha un diametro massimo inferiore a 12,5 mm, preferibilmente inferiore a 10 mm, ancor più preferibilmente inferiore a 6 mm, ancor più preferibilmente inferiore a 4 mm, secondo la normativa UNI 8520-1 per la conformità e UNI 2332 per la determinazione della distribuzione granulometrica.
In accordo con il metodo di preparazione della composizione secondo l’invenzione, detto filler, preferibilmente sabbia di quarzo o filler calcareo, ha un diametro massimo inferiore a 0,25 mm, preferibilmente inferiore a 0,125 mm, ancor più preferibilmente inferiore a 0,063 mm, secondo la normativa UNI 8520-1 per la conformità e UNI 2332 per la determinazione della distribuzione granulometrica. In accordo con il metodo di preparazione della composizione secondo l’invenzione, detta almeno una fibra polimerica è scelta tra fibre poliolefiniche, preferibilmente polipropilene (PP), polivinilalcool (PVA); poliesteri; poliammidi alifatiche (Nylon); e loro miscele. Preferibilmente, detta almeno una fibra polimerica è una fibra di polipropilene (PP). Preferibilmente, detta almeno una fibra polimerica, più preferibilmente polipropilene (PP), ha un diametro o una massima dimensione della sezione trasversale compreso tra 0,12 e 0,8 mm, più preferibilmente compreso tra 0,25 e 0,35 mm. Preferibilmente, detta almeno una fibra polimerica, più preferibilmente polipropilene (PP), ha una lunghezza inferiore a 60 mm, più preferibilmente compresa tra 10 e 57 mm, ancora più preferibilmente tra 40 e 55 mm.
In accordo con il metodo di preparazione della composizione secondo l’invenzione, detto almeno un agente superfluidificante è scelto tra polimeri opzionalmente modificati policarbossilici polieteri, naftalensolfonici, polifosfonici, acrilici glicoli polipropilenici e loro miscele. Preferibilmente, detto almeno un agente superfluidificante è un polimero eventualmente modificato policarbossilico polietere.
In accordo al con il metodo di preparazione della composizione secondo l'invenzione, la miscelazione nelle fasi a)-d) avviene ad una velocità compresa tra 20 e 60 giri al minuto, più preferibilmente tra 30 e 50 giri al minuto.
In accordo con il metodo di preparazione della composizione secondo l'invenzione, la miscelazione nella fase a) e c) è protratta per un tempo compreso tra 10 secondi e 10 minuti, preferibilmente tra 1 minuto e 7 minuti, più preferibilmente tra 2 minuti e 5 minuti.
In accordo con il metodo di preparazione della composizione secondo l’invenzione, la miscelazione nella fase b) è protratta per un tempo compreso tra 10 secondi e 10 minuti, preferibilmente tra 1 minuto e 7 minuti, più preferibilmente tra 2 minuti e 5 minuti durante i quali viene aggiunta tutta la quantità di acqua; successivamente all’aggiunta di acqua la miscelazione viene protratta per un tempo compreso tra 10 secondi e 15 minuti, preferibilmente tra 1 minuto e 10 minuti, più preferibilmente tra 2 minuti e 7 minuti.
In accordo con il metodo di preparazione della composizione secondo l’invenzione, la miscelazione nella fase d) è protratta per un tempo compreso tra 20 secondi e 20 minuti, preferibilmente tra 1 minuto e 15 minuti, più preferibilmente tra 2 minuti e 13 minuti.
In un ulteriore aspetto della presente invenzione è previsto un uso della composizione cementizia in accordo con l’invenzione per la stampa 3D di moduli/strutture in materiale cementizio armato.
3.1 PARTE SPERIMENTALE
ESEMPIO 1
Sono stati preparati 40 litri di una composizione cementizia rappresentativa dell'invenzione.
Nella fase a) in una betoniera elettrica del tipo a bicchiere avente capacità massima di 140 litri, precedentemente bagnata a rifiuto, sono stati introdotti circa 57.2 Kg di sabbia (diametro massimo 2 mm) e circa 3.98 Kg di sabbia di quarzo (diametro massimo 0.125 mm) corrispondenti rispettivamente a 1431 Kg e 99.5 Kg per m<3>di composizione cementizia finale.
Successivamente sono stati aggiunti nella betoniera circa 19.9 Kg di CEM ll/A-LL 42.5 R corrispondenti a 498 Kg per m<3>di composizione cementizia finale e si è proceduto alla miscelazione delle polveri asciutte per circa 3 minuti, approssimativamente ad una velocità di rotazione della betoniera di 40 giri al minuto.
Nella fase b) è stata aggiunta acqua in modo graduale, per un totale di circa 7 litri corrispondenti a 176.5 litri per m<3>di composizione cementizia finale, miscelando per un tempo corrispondente all’aggiunta di tutta la quantità di acqua, corrispondente a circa 3 minuti approssimativamente ad una velocità di rotazione della betoniera di 40 giri al minuto; successivamente la miscelazione è stata protratta per circa altri 5 minuti alle stesse condizioni di velocità di rotazione della betoniera sopra riportate, Nella fase c) sono state aggiunte le fibre di polipropilene (MapeFibre CN54, commercializzato da Mapei) nella quantità di 0.04 Kg corrispondente a 1 Kg per m<3>di composizione cementizia finale e si è proceduto a miscelazione per circa 3 minuti, approssimativamente ad una velocità di rotazione della betoniera di 40 giri al minuto.
Nella fase d) è stato aggiunto gradualmente (1/3 1/3 1/3) l’additivo superfluidificante a base di polimero modificato policarbossilico polietere (Melflux® 2651 F commercializzato da BASF) nella quantità di 0.069 Kg corrispondente a 1.74 Kg per m<3>di composizione cementizia finale e si è proceduto a miscelazione per ulteriori 5-10 minuti.
ESEMPIO 2
Determinazione della classe di consistenza della composizione cementizia preparata come descritto nell’esempio 1 allo stato fresco, misurata secondo la norma EN 12350-2:2009.
La classe di consistenza è stata misurata mediante il cono di Abrams, consistente in un cono di lamiera di acciaio zincato o inossidabile di spessore di circa 1,5 mm e avente forma tronco conica con le seguenti dimensioni interne:
- diametro della base inferiore: 200 ± 2 mm;
- diametro della base superiore: 100 ± 2 mm;
- altezza: 300 ± 2 mm.
Il recipiente tronco-conico è stato rapidamente riempito completamente e costipato con la composizione descritta nell’esempio 1 allo stato fresco (prima di essere inserita nella stampante) seguendo le indicazioni della citata norma di riferimento.
Immediatamente dopo la rimozione dello stampo, è stato misurato l'abbassamento al cono S (slump) per differenza fra l'altezza nominale dello stampo (hm = 300 mm) e quella del punto più alto del campione hs, con arrotondamento ai 10 mm più prossimi.
L’Abbassamento al cono di Abrams (SLUMP) della composizione cementizia dell'invenzione allo stato fresco è risultata essere di 34 mm, vale a dire detta composizione cementizia appartiene alla classe di consistenza S1.
ESEMPIO 3
Determinazione del valore di resistenza cubica media RCme di resistenza cilindrica media fcmdella composizione cementizia preparata come descritto nell’esempio 1 indurita dopo 28 giorni di maturazione, misurate secondo la norma EN 12390. La resistenza cubica media RCme la resistenza cilindrica media fcma compressione uniassiale (in controllo di forza) è stata misurata su provini normalizzati e cioè rispettivamente su 4 campioni cubici di spigolo 150 mm e su 4 campioni cilindri di diametro 150 mm e di altezza 300 mm.
La resistenza media RCmdella composizione cementizia dell'invenzione indurita dopo 28 giorni di maturazione è risultata essere di 53,5 MPa; la resistenza media fcmdella stessa composizione cementizia indurita dopo 28 giorni di maturazione è risultata essere di 44,4 MPa.
Dai dati riportati nell’esempio 2 e 3 si evince che la composizione cementizia della presente invenzione allo stato fresco presenta una ottima consistenza, di conseguenza tale composizione cementizia ha ottima capacità di essere erogata dalla testa di erogazione 101 e di rimanere separata in strati e sostenere gli strati via via stampati.
Inoltre tale composizione cementizia indurita ha ottima capacità di resistere alla compressione, pertanto è in grado di compensare le potenziali debolezze dei punti di connessione tra gli strati contigui.
ESEMPIO 4
Determinazione del valore di resistenza media a compressione fcpmdi elementi da costruzione cilindrici cavi ottenuti per stampa 3D dalla composizione cementizia preparata come descritto nell’esempio 1 e indurita dopo 28 giorni di maturazione.
La composizione cementizia dell’ invenzione è stata utilizzata per preparare tre elementi da costruzione C 1 , C2 e C3, mediante il procedimento di stampa 3D della presente invenzione come sopra descritto.
Tali elementi da costruzione sono cilindri cavi, aventi altezza 200 mm, spessore medio delle pareti di circa 50 mm ed essendo composti da 10 strati. Lo spessore risultante delle pareti corrisponde ad un unico strato di materiale stampato con la composizione cementizia sopra descritta.
Il diametro medio esterno (Dext, ave) e interno (Dint.ave) misurato in mm dei tre cilindri cavi, come pure l’area media della sezione trasversale (Aave) misurata in mm<2>a partire da questi ultimi, l’area media della sezione trasversale effettiva (Aeff) misurata in mm<2>a partire dalla larghezza effettiva della sezione trasversale (Seffvedere FIG. 19) ottenuta dal sezionamento dei provini post-prova, la forza (o carico) massima registrata (Fmax) misurata in kN, la resistenza di compressione calcolata sull’area media della sezione trasversale (fcp) misurata in MPa, la resistenza media di compressione calcolata sull’area media della sezione trasversale (fcpm) misurata in MPa dei tre elementi da costruzione C1 , C2 e C3, la resistenza di compressione calcolata sull’area media della sezione trasversale effettiva (fcp-eff) misurata in MPa, la resistenza media di compressione calcolata sull’area media della sezione trasversale effettiva (fcpm_eff) misurata in MPa dei tre elementi da costruzione C1, C2 e C3 sono riportati in tabella 1.
Tabella 1
Campione Dext,Dint.ave Aave Aeff F max fcp fcpm fcp_eff fcpm_eff
ave
mm mm<2>mm<2>kN MPa MPa MPa MPa mm
C1 218 160 17039 11618 594 34,9 51.1
C2 218 165 15763 10464 545 34,6 52. 1
37,2 52.9
C3 218 173 13776 10440 579 42,0 55.4
La resistenza media di compressione se calcolata sulla superficie media della sezione trasversale (fcpm) dei tre elementi da costruzioni C1, C2 e C3 testati, è risultata del 16% inferiore alla resistenza media cilindrica fcmdella composizione cementizia utilizzata nella stampa 3D dell’elemento da costruzione (37,2 MPa Vs 44,4 MPa).
Il calcolo corretto eseguito considerando l’area effettiva della sezione trasversale, ossia considerando unicamente la superficie netta in contatto tra gli strati (individuata dal segmento S_eff riportato nella vista in sezione del provino cilindrico riportato in FIG. 19) ha fornito risultati del tutto corrispondenti a quelli relativi alla resistenza media cubica Rondella composizione cementizia utilizzata nella stampa 3D dell’elemento da costruzione (52,9 MPa Vs 53,5 MPa).
Dai dati riportati nell’esempio 4 si evince che il materiale nella sua forma stampata conserva la sua capacità di resistenza a compressione esibita nella forma “bulk” dai provini cubici.
ESEMPIO 5
Determinazione del valore di rigidezza fissionale di una struttura tridimensionale ottenuta per stampa 3D dalla composizione cementizia preparata come descritto nell’esempio 1.
La composizione cementizia dell’invenzione è stata utilizzata per preparare, a partire da un determinato profilo 2D, una struttura tridimensionale (INV) lunga 3,20 m con una sezione rettangolare trasversale complessiva di rispettivamente 0,20 m e 0,40 m di larghezza e altezza, composta da 7 moduli, realizzata tramite il processo a stampa 3D della presente invenzione, come mostrata nella FIG.1.
II peso totale della struttura tridimensionale (INV) era di 2,9 kN, corrispondente a q = 0,9 kN/m di peso distribuito. Il peso della struttura tridimensionale (INV) corrisponde al 45% del peso di una equivalente struttura solida (RIF), la cui sezione trasversale ha le stesse dimensioni, cioè 0,20 m e 0,40 m, avente il medesimo rinforzo longitudinale in acciaio, vale a dire due barre da 10 mm di diametro con un copriferro di 40 mm.
Per entrambe le strutture (INV) e (RIF) è stato eseguito un calcolo della rigidezza flessionale per comprendere le potenzialità della tecnica di progetto e di stampa della trave ottenuta tramite moduli di forma particolare come mostrata nella FIG. 1.
In particolare, per la struttura (INV), è stata misurata la freccia della trave, f (o spostamento trasversale all’asse della trave), in corrispondenza della sezione di mezzeria della stessa per effetto del solo carico proprio della struttura appoggiata sulle due estremità. La misurazione è stata eseguita mediante un comparatore decimale.
La rigidezza flessionale equivalente (E/eq) della struttura dell’invenzione (INV) è stata determinata dalla teoria elastica classica delle travi continue ad asse rettilineo (solide) attraverso la seguente relazione nota tra freccia e carico applicato alla trave (per travi vincolate con appoggi alle estremità):
f = 5 * ql<4>/(384 * E/) →E/eq=5 * ql<4>/(384 * f)
in cui sono noti il valore del carico (proprio) della trave q e la sua lunghezza I, e la freccia f misurata;
dove E / rappresenta la rigidezza flessionale, vale a dire E rappresenta il modulo di Young del materiale, e / rappresenta il momento di inerzia della sezione trasversale. In tabella 2 sono riportati i valori di rigidezza flessionale E / della struttura tridimensionale dell’invenzione (INV) e di detta equivalente struttura solida (RIF) non fessurata (RIF1 , fessure minori del 50%) e fessurata (RIF2, fessure maggiori del 60 %).
Tabella 2
Struttura E /
N/mm<2>
INV 1,20*10<13>
RIF1 2,6*10<13>
RIF2 0.13*10<13>
Il valore della rigidezza flessionale della struttura dell’invenzione è risultato essere intermedio fra quello della struttura solida non fessurata (RIF1 ) e fessurata (RIF2), quest’ultima valutata in accordo con le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC2008).
Dai dati riportati nell’esempio 5 si evince che, benché ci si potesse aspettare che le cavità presenti nei moduli stampati secondo il processo dell’invenzione e la minore quantità di composizione cementizia presenti nella struttura dell’invenzione avrebbero potuto determinare una deformabilità troppo elevata della struttura, i presenti inventori hanno sorprendentemente trovato che la deformabilità di tale struttura si attesta intorno a valori accettabili. Questo è un risultato interessante perché permette di sfruttare al meglio le potenzialità della stampa 3D per progettare forme che al tempo stesso risultino strutturalmente efficienti e caratterizzate da basso uso di materiale cementizio.
In conclusione, la composizione cementizia della presente invenzione, caratterizzata dalla specifica quantità dei componenti (i)-(v), in particolare caratterizzata dal rapporto tra la quantità di acqua e la quantità di cemento, dalla quantità di agenti superfluidificanti e dalla granulometria degli aggregati inerti, è risultata essere particolarmente adatta alla realizzazione di strutture in materiale cementizio armato tramite il processo a stampa 3D della presente invenzione.
Claims (11)
- RIVENDICAZIONI 1. Procedimento di realizzazione di una struttura (1) in materiale cementizio armato, detto procedimento comprendendo almeno le seguenti fasi: > realizzare, mediante un processo di stampa tridimensionale, una pluralità di moduli in materiale cementizio, detto processo di stampa tridimensionale comprendendo una fase di deposito di una pluralità di strati (L) di materiale cementizio uno sopra l’altro secondo una direzione di stratificazione (D), detta pluralità di moduli comprendendo: o almeno un primo modulo (2) comprendente almeno una parete laterale (3) delimitata da una superficie esterna (3a) ed estendentesi lungo la direzione di stratificazione (D), almeno parte di detta superficie laterale esterna (3a) del primo modulo (2) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (3b), detto primo modulo (2) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (4) definente almeno una cavità (4a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D), o almeno un secondo modulo (5) comprendente almeno una parete laterale (6) delimitata da una superficie esterna (6a) ed estendentesi lungo la direzione di stratificazione (D), almeno parte della superficie esterna (6a) del secondo modulo (5) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (6b) controsagomata alla superficie di mutuo accoppiamento (3b) della superficie esterna (3a) del primo modulo (2), detto secondo modulo (5) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (7) definente almeno una cavità (7a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D), > porre a contatto il primo ed il secondo modulo (2, 5) in modo tale che le rispettive superfici di mutuo accoppiamento (3b, 6b) di detti moduli risultino attestate tra loro, > a seguito della fase di contatto del primo e secondo modulo, impegnare almeno un elemento di connessione (8), da un lato, all'interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2) e, da un altro lato, all'interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5), detto elemento di connessione (8) vincolando stabilmente il primo ed il secondo modulo (2, 5) ed essendo configurato per mantenere questi ultimi a contatto tra loro.
- 2. Procedimento secondo la rivendicazione precedente, in cui l’elemento di connessione (8) comprende almeno una barra di rinforzo, opzionalmente in materiale metallico, estendentesi lungo una direzione di sviluppo longitudinale tra una prima ed una seconda porzione di estremità (8a, 8b), detto elemento di connessione (8) comprendendo - in corrispondenza della prima porzione di estremità (8a) - una prima porzione d’innesto (9) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa, detto elemento di connessione (8) comprendendo inoltre - in corrispondenza della seconda porzione di estremità (8b) - una seconda porzione d’innesto (10) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa, ed in cui la fase di impegno dell’elemento di connessione (8) al primo e secondo modulo (2, 5) comprende almeno le seguenti sottofasi: > impegnare stabilmente la prima porzione d’innesto (9) all'interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2), > impegnare stabilmente la seconda porzione d’innesto (10) all'interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5).
- 3. Procedimento secondo la rivendicazione precedente, in cui la fase d’impegno della prima porzione d’innesto (9) al primo modulo (2) comprende almeno le seguenti sottofasi: > inserire la prima porzione d’innesto (9) all’interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2), > riempire almeno in parte la cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2) con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta prima porzione d’innesto (9), > vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità (4a) del primo modulo (2), detta prima porzione d’innesto (9), ed in cui la fase d’impegno della seconda porzione d’innesto (10) al secondo modulo (5) comprende almeno le seguenti sottofasi: > inserire la seconda porzione d’innesto (10) all'interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5), > riempire almeno in parte la cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5) con materiale cementizio almeno in parte allo stato liquido in modo tale che quest’ultimo possa contattare almeno parte di detta seconda porzione d’innesto (10), > vincolare, tramite la solidificazione del materiale cementizio interno alla cavità (7a) del secondo modulo (5), detta seconda porzione d’innesto (10).
- 4. Procedimento secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui la prima e la seconda porzione d’innesto dell’elemento di connessione (8) sono distinte e removibilmente associabili alla barra di rinforzo, il procedimento comprende le fasi d’impegno della prima e seconda porzione d’innesto (9, 10) rispettivamente nel primo e secondo modulo e successivamente una fase di vincolo della barra di rinforzo a dette prima e seconda porzione d’innesto (9, 10).
- 5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di deposito, mediante un processo di stampa tridimensionale, della pluralità di strati (L) di materiale cementizio uno sopra l’altro secondo la direzione di stratificazione (D) comprende una sovrapposizione di strati (L) presentanti sostanzialmente la medesima forma e dimensione, ciascun modulo presentando, secondo la direzione di stratificazione (D), una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un profilato.
- 6. Struttura (1) in materiale cementizio armato, preferibilmente ottenuta mediante il procedimento in accordo con una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, detta struttura comprendendo: > una pluralità di moduli in materiale cementizio comprendente: o almeno un primo modulo (2) comprendente almeno una parete laterale (3) delimitata da una superficie esterna (3a) ed estendentesi lungo una direzione di stratificazione (D), almeno parte di detta superficie laterale esterna (3a) del primo modulo (2) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (3b), detto primo modulo (2) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (4) definente almeno una cavità (4a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D), o almeno un secondo modulo (5) comprendente almeno una parete laterale (6) delimitata da una superficie esterna (6a) ed estendentesi lungo la direzione di stratificazione (D), almeno parte della superficie esterna (6a) del secondo modulo (5) definendo una superficie di mutuo accoppiamento (6b) controsagomata ed a contatto alla superficie di mutuo accoppiamento (3b) della superficie esterna (3a) del primo modulo (2), detto secondo modulo (5) comprendendo inoltre almeno una porzione di aggancio (7) definente almeno una cavità (7a) estendentesi almeno in parte lungo la direzione di stratificazione (D), > almeno un elemento di connessione (8) impegnato, da un lato, all'interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2) e, da un altro lato, all'interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (5), detto elemento di connessione (8) essendo configurato per vincolare stabilmente il primo ed il secondo modulo (2, 5) e mantenere questi ultimi a contatto tra loro.
- 7. Struttura secondo la rivendicazione precedente, in cui l’elemento di connessione (8) comprende almeno una barra di rinforzo, opzionalmente in materiale metallico, estendentesi lungo una direzione di sviluppo longitudinale tra una prima ed una seconda porzione di estremità (8a, 8b), detto elemento di connessione (8) comprendendo - in corrispondenza della prima porzione di estremità (8a) - una prima porzione d’innesto (9) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità (4a) della porzione di aggancio (4) del primo modulo (2), detto elemento di connessione (8) comprendendo inoltre - in corrispondenza della seconda porzione di estremità (8b) - una seconda porzione d’innesto (10) emergente dalla barra di rinforzo trasversalmente la direzione di sviluppo longitudinale della stessa ed impegnata all’interno della cavità (7a) della porzione di aggancio (7) del secondo modulo (2).
- 8. Struttura secondo la rivendicazione precedente, in cui la prima e la seconda porzione d’innesto (9, 10) dell’elemento di connessione (8) sono distinte e removibilmente associabili alla barra di rinforzo.
- 9. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 8, in cui ciascun modulo presentando, secondo la direzione di stratificazione (D), una sezione sostanzialmente costante a definire essenzialmente un profilato.
- 10. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, in cui la parete laterale (3) del primo modulo (2) definisce un perimetro esterno chiuso, in particolare avente forma poligonale, in cui la parete laterale (6) del secondo modulo (5) definisce un perimetro esterno chiuso, in particolare avente forma poligonale, in cui la porzione di aggancio (4) di detto primo modulo (2) è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso, opzionalmente detta porzione di aggancio (4) si estende per tutto uno sviluppo del primo modulo (2) lungo la direzione di stratificazione (D), in cui la porzione di aggancio (7) di detto secondo modulo (5) è definita internamente a detto perimetro esterno chiuso, opzionalmente detta porzione di aggancio (7) si estende per tutto uno sviluppo del secondo modulo (7) lungo la direzione di stratificazione (D).
- 11. Struttura secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 10, in cui il primo modulo (2) è cavo e presenta un perimetro esterno chiuso, il primo modulo (2) comprendendo, all’interno del perimetro esterno chiuso, una porzione di rinforzo (11) la quale si estende internamente al perimetro esterno chiuso tra due lati sostanzialmente contrapposti tra loro, in cui il secondo modulo (5) è cavo e presenta un perimetro esterno chiuso, il secondo modulo (5) comprendendo, all’interno del perimetro esterno chiuso, una porzione di rinforzo (14) la quale si estende internamente al perimetro esterno chiuso tra due lati sostanzialmente contrapposti tra loro.
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