ITGO20090004A1 - Procedimento di realizzazione o completamento di strutture dall esterno verso l esterno - Google Patents

Description

[z Descrizione del Breveto per Invenzione avente per titolo: Procedimento di realizzazione o completamento di strutture dall’esterno verso Γ esterno.

Procedimento di realizzazione o completamento di strutture dall’ esterno verso l’esterno.

CAMPO DI APPLICAZIONE II procedimento in oggeto trova applicazione nella costruzione navale, nell’edilizia, nella costruzione di piscine e vasche, ecc. ecc.

STATO DELLA TECNICA

Il bulbo di prora delle navi in acciaio è normalmente costruito in acciaio, con strutture interne e fasciame esterno puntati e saldati all’intemo. Il fasciame, se non può essere saldato con tecnica “ oneside ” (da un solo lato), necessita di saldatura dai due lati (all’interno e all’esterno) con scalpellatura prima della ripresa.

Le lamiere in acciaio del fasciame del bulbo, anche di grosso spessore, hanno bisogno di onerose e pericolose operazioni di curvatura alla pressa, prima di essere tagliate sul contorno. Poi sono necessari lavori di carpenteria, ossitaglio e saldatura in spazi angusti per costruire il bulbo in acciaio.

Per navi militari sono stati realizzati bulbi in composito con tecniche usuali, ma non con funzioni di scafo resistente.

Per navi mercantili si sono realizzate strutture in composito come fumaioli, strutture varie per allestimento, ma non col procedimento di seguito esposto. Nella nautica, molti scafi, oltre che in acciaio inox o in leghe leggere, sono realizzati in composito, con costosi stampi che realizzano la superficie esterna. All’interno dello stampo si posa lo strato di superficie, e poi con passate successive si realizza lo spessore voluto e le strutture interne, togliendo infine lo stampo che può venire riutilizzato.

Per le imbarcazioni realizzate completamente in legno l’unione del fasciame esterno alle ossature presenta molte difficoltà. Anche dopo finita, l’imbarcazione ha problemi di manutenzione che riguardano specialmente la tenuta del fasciame esterno e le riparazioni.

Ci sono molte imbarcazioni e manufatti per impianti offshore in cemento armato, ma non sembrano esistere bulbi di prora in cemento armato.

Le piscine a bordo di navi e nell’edilizia sono realizzate con una struttura che viene ricoperta da idonei rivestimenti e finiture, ma non in composito strutturale rifinito e pitturato come di seguito descritto.

SOMMARIO DELL’INVENZIONE

Lo scopo primario della presente invenzione è quello di mettere a disposizione degli utilizzatori un procedimento in grado di realizzare o completare strutture dall’esterno verso l’esterno, senza stampo, con supporti, con o senza rinforzi. Questo ed altri scopi (come quello di evitare lavori di curvatura di lamiere alla pressa, lavori di carpenteria, ossitaglio e saldatura in spazi angusti) sono raggiunti dal procedimento in oggetto, il quale prevede che la struttura esterna della nave, la struttura edile, della piscina, ecc. sia realizzata partendo dall’ esterno verso l’esterno utilizzando composito che trova supporto su strutture in acciaio, composito o legno oppure utilizzando cemento che trova supporto su strutture in acciaio.

Tali strutture interne consistono in supporti e reti di metallo od altro materiale, eseguiti e sistemati dall’esterno prima di procedere alla posa del composito, cemento od altro materiale sintetico idoneo. Il contorno dei supporti interni è più rientrato rispetto alla forma finita esterna del manufatto, di una misura uguale allo spessore calcolato per la struttura esterna in composito, mentre per il cemento tale rientranza ha misure diverse a seconda del progetto. I supporti per la rete non devono essere distanti fra loro più di circa due metri.

Ai lati delle strutture di sostegno interne, possono essere fissati dei rinforzi che non affiorano rispetto alle stesse strutture interne. Tali rinforzi possono consistere in strisce in lamiera, ferri piatti, tondini od angolari e creano una base di appoggio più larga per il rivestimento in composito. Dei tondini in ferro possono costituire degli scontri per la rete di acciaio. Altri supporti per la rete possono essere costituiti da ferri piatti od angolari a L o T, sagomati in modo da servire di appoggio alla rete, uniti alle altre strutture e tra di loro. In blocchi di costruzione che si vogliono realizzare con una parte tutta in acciaio ed un’altra tutta in composito, possono essere adottati anche altri tipi di giunzione, utilizzando bulloni o chiavette, con eventuali guarnizioni per la tenuta stagna.

Sui supporti sono fissate alcune spie per il controllo dello spessore del composito.

Dopo eseguiti tali supporti, si esegue il controllo, la pennellatura con primer o resina e poi si inizia la sistemazione del tessuto in fibra e la sua impregnatura, o se del caso con stucco di resina ed additivi si riempiono i vani dei supporti, portandoli a paro dei rinforzi stessi. Poi tutte le strutture sono ricoperte da una robusta rete di acciaio alla quale si darà la forma voluta e che viene fissata ai supporti, controllandone la forma con leggere sagome mobili (seste in legno). Pennellata con primer la rete di acciaio ed i supporti, si fissa un primo tessuto di fibre e si impregna con resina. Poi si stende un secondo tessuto di fibre e si impregna, a strati successivi, fino allo spessore voluto, ed attendendo di dissipare il calore di reazione della resina col composito, come si procede solitamente, controllando la forma ottenuta, completando così il procedimento di realizzazione in composito della struttura dall’esterno verso l’esterno. Cicli di finitura e pitturazione sono eseguiti in seguito.

Un’altra sequenza di fasi per il procedimento in oggetto prevede che ai supporti sia fissata subito la rete di acciaio. Quindi il tutto viene spruzzato con il primer e quindi, attraverso la rete di acciaio, sono riempiti con stucco di resina ed additivi i vani e sono portati a paro della rete. Si continua poi come prima descritto.

Analogo procedimento può essere adottato per la costruzione in composito del fasciame esterno per le imbarcazioni in legno. Pur lasciando al fascino del legno i ponti e l’eventuale opera morta, cioè la parte emersa dello scafo, sarebbe consigliabile costruire in composito, secondo il procedimento qui descritto, il fasciame esterno almeno dell’opera viva, cioè la parte immersa dello scafo.

Per piscine e vasche, si può realizzare un rivestimento strutturale in composito delle lamiere, anche al posto delle piastrellature. La struttura delle piscine e vasche può essere realizzata anche senza stampo, da un’apposita rete, con rinforzi, che può avere qualsiasi forma e si realizza lo spessore strutturale in composito dall’esterno verso l’esterno con successiva finitura e pitturazione. Anche nel caso di navi, la piscina può essere realizzata e finita a terra e poi imbarcata per il suo fissaggio a bordo al suo posto definitivo.

Allo stesso modo si può procedere per la realizzazione del fasciame esterno dei ponti superiori per navi in metallo, composito o legno.

Con questo procedimento, una struttura in metallo, cemento amato, composito, o legno, o mista, può essere completata lavorando dall’esterno verso l’esterno, senza stampi ma con leggere sagome mobili per la forma. Il tutto con risparmio di costo e di tempo.

Una struttura in metallo può essere completata con composito o cemento armato, una struttura in composito può essere completata con composito, una struttura in acciaio può essere completata con cemento armato, una struttura in legno può essere completata con composito.

Si può adottare il procedimento per realizzare dall’esterno verso l’esterno una struttura mista metallo/composito anche quando si ritiene utile rivestire un lamiera, piana o curva, fissata su supporti con o senza rinforzi, cominciando a pennellarla con resina e coprendola con tessuto di fibra, e proseguendo fino allo spessore ed alla forma voluta, poi con cicli di finitura e pitturazione. L’aderenza col composito si può migliorare anche con apposite rugosità o saldando agganci, come, ad esempio, tondini di metallo di diametro adeguato e più o meno lunghi, a distanze opportune, preferibilmente annegati poi nel composito stesso.

Quindi con lo stesso procedimento si realizza anche un rivestimento di tipo strutturale che contribuisce a migliorare la resistenza meccanica ed alla corrosione della struttura così costruita.

La compatibilità dei materiali migliorano le qualità della struttura mista in una sinergia di risultati.

Si intende che facciano parte della presente invenzione anche i dettagli costruttivi ed i miglioramenti consigliati dalle applicazioni e da nuovi materiali.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione del procedimento, illustrato a titolo indicativo ma non limitativo negli uniti disegni, in cui:

- la figura 1 mostra una sezione longitudinale del bulbo di prora di una nave in acciaio;

- la figura 2 mostra una sezione trasversale dello stesso bulbo secondo il piano A-A;

- la figura 3 mostra uno schema parziale della struttura mista, in verticale, non in scala, nel quale è indicata la paratia stagna e il paramezzale centrale, per far capire dove sono sezionate le sezioni A-B e A-C;

- la figura 4 mostra la sezione A-B didattica, non in scala;

- la figura 5 mostra la sezione A-C didattica, non in scala;

- la figura 6 mostra una vista schematica e prospettica del bulbo di prora, con indicati in tratto più marcato i supporti ad L di appoggio della rete per il composito.

DESCRIZIONE DI UN ESEMPIO PREFERITO DI ESECUZIONE

Più in particolare, nel presente esempio viene descritto la realizzazione del procedimento in oggetto sul bulbo di prora di una nave in acciaio. Un bulbo completo può avere le dimensioni di cinque metri di diametro per sette metri di lunghezza ed il peso di circa quaranta tonnellate. Si descrive il bulbo di prora in due parti: l’estremità 1 più curva del bulbo di prora e la parte 2 di raccordo verso lo scafo.

La parte 2 del bulbo che si raccorda allo scafo in acciaio è realizzata con strutture di sostegno interne in acciaio sulle quali sono saldate le lamiere del fasciame. Questa parte in acciaio proponiamo sia realizzata come un conoide, mentre ha una forma che rispetta di più l’idrodinamica, ma il conoide se ne può discostare di pochi centimetri. L’eventuale perfezionamento del conoide, per portarlo alla forma idrodinamica, può essere realizzato con il presente procedimento rivestendolo strutturalmente con composito 3 dall’esterno verso l’esterno, con eventuali agganci, poi con cicli di finitura e pitturazione.

La parte 2 del bulbo che si raccorda allo scafo in acciaio supponiamo sia sistemata in posizione verticale e completata con la paratia 4 stagna, i paramezzali centrale 5 e laterali 6 ed il copertino 7 delle Figg. 1, 2, 4. La paratia 4 ha un tappo di fondo per il controllo di eventuali infiltrazioni ed un passo d’uomo con sportello stagno per l’ispezione.

Le strutture di sostegno interne in acciaio, paramezzali 5, 6 e copertino 7 sono ossitagliate o tagliate al plasma con una sagoma inferiore a quella esterna di una misura uguale allo spessore previsto per il fasciame in composito 3, che si prevede circa il doppio di quello che risulterebbe col calcolo di quello in acciaio e che nel presente esempio è di tre centimetri per il composito. I supporti in acciaio sono posti ad una distanza inferiore a due metri uno dall’altro.

Alle estremità di ciascuna delle lamiere di sostegno interne, copertino 7 e paramezzali 5, 6, lungo i lati, sono saldate con punti, inclinate a 45°, delle strisce di lamiera 8 della larghezza di 2,5 cm, con spessore di 2 mm, che non affiorano rispetto alle estremità dei paramezzali 5, 6 e del copertino 7. Al posto di ciascuna striscia di lamiera 8, su un solo lato, si può saldare lateralmente un ferro piatto di 20x3 mm od un angolare di 20x20x3 mm. Un tondino 9 in ferro da dieci millimetri di diametro può essere fissato sulle estremità 10 del fasciame in acciaio dell’ estremità 2 del bulbo che si raccorda allo scafo e costituire uno scontro per la rete 11 di acciaio. Tali strisce di lamiera 8 possono essere assenti qualora non necessari. Il ferro piatto 12 di 30x3 mm serve di contenimento per il riempimento del vano con stucco di resina ed additivi. Nell’estremità 1 del bulbo di prora può venire creato un appoggio piano, con rete di acciaio od altro, per ottenere così uno spessore maggiore di composito 3 all’estremità, anche in questo caso solo se ritenuto necessario.

Sui supporti in acciaio dell’estremità 1 del bulbo di prora viene sistemata qualche spia di 20x3x30 mm, saldata se in acciaio od incollata se in composito, poi annegata nel composito 3, per il controllo dello spessore di quest’ultimo. Si sistemano dei supporti 13, 14 di Fig. 6, che possono essere dei ferri ad L (o T) con il concavo rivolto verso l’esterno, e sagomati secondo la forma del fasciame esterno in composito, e che serviranno di appoggio alla rete 11 in acciaio. Dimensioni, posizione, ed eventuale riempimento saranno precisati nel progetto esecutivo.

I supporti, dopo controllate le superfici, vengono pennellati con primer o resina ed eventualmente riempiti con resina e fibra o con stucco di resina ed additivi. Quindi tutti i supporti dell’estremità 1 del bulbo di prora vengono ricoperti da una robusta rete di acciaio 11, alla quale si dà forma simile a quella esterna finale del fasciame esterno, che viene fissata ai supporti. La forma assunta dalla rete 11 di acciaio viene controllata con leggere sagome mobili (seste di legno).

La rete 11 di acciaio ed i supporti, controllate le superfici, sono quindi pennellati con primer, poi ricoperti con tela di fibre che viene impregnata con resina e che servirà di base ad un altro tessuto di fibra da impregnarsi con resina a strati successivi, e che alla fine farà un tutto unico con i rinforzi, realizzando un blocco misto in acciaio/composito, con procedimento dall’estemo verso l’esterno, senza stampo. Anche in questo esempio, la rete 11 può essere fissata prima di riempire i supporti, che possono essere riempiti dopo il suo fissaggio e prima del completamento in composito.

Si prevede di iniziare il completamento in composito 3 dall’alto verso il basso, per zone sferoidali, fino a raccordarsi con la parte 2 del bulbo, a filo del suo fasciame in acciaio, sporgente con un’estremità 10 di quattro centimetri dalla paratia 4 stagna. La superficie esterna del composito 3 viene lisciata fino a raggiungere la perfezione sufficiente, poi viene finita e dipinta. Può essere previsto un riempimento anche parziale dell’estremità del bulbo finito con resina espansa idrofuga e/o con materiale resistente alla compressione.

Il blocco misto del bulbo di prora finito, formato dall’estremità 1 più curva del bulbo e dalla parte 2 di raccordo verso lo scafo, viene imbarcato e saldato allo scafo della nave come di consueto per i blocchi tutti in acciaio.

Nelle strutture miste previste in questo procedimento, i materiali hanno una compatibilità ed una capacità per resistere bene insieme, uniti opportunamente, all’impiego, all’ambiente, alle sollecitazioni meccaniche e termiche.

La durata del procedimento per la realizzazione dell’estremità 1 del bulbo di prora considerato è di circa due settimane, con un costo inferiore rispetto a quello per l’esecuzione in solo acciaio. Non è più necessario curvare alla pressa le lamiere in acciaio, fare lavori di carpenteria, ossitaglio e saldatura in spazi angusti e con la possibilità in caso di avaria di eseguire le eventuali riparazioni dall’estemo verso l’esterno in modo semplice e senza mano d’opera specializzata come carpentieri e saldatori. Si può lavorare con temperature comprese tra 5°C e 35°C, al riparo dalla pioggia, ma senza problemi per l’umidità.

Il procedimento di realizzazione o completamento di strutture dall’esterno verso l’esterno, senza stampo, così concepito, è suscettibile di ulteriori numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo. Inoltre tutti i particolari sono sostituibili con altri tecnicamente equivalenti.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento di realizzazione o completamento di strutture dall’esterno verso l’esterno, senza stampo, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: a) realizzazione di strutture di sostegno in acciaio, composito (3) o legno aventi il contorno più rientrato rispetto alla forma finita esterna del manufatto di una misura uguale allo spessore calcolato per il composito (3); dette strutture interne consistono in supporti e reti (11) di metallo od altro materiale, eseguiti e sistemati dall’esterno; detti supporti per la rete (11) non devono essere distanti fra loro più di circa due metri; b) eventuale fissaggio ai lati delle strutture di sostegno di rinforzi; detti rinforzi possono consistere in strisce di lamiera (8), ferri piatti od angolari che non affiorano rispetto alle strutture stesse ma creano dei vani per essere riempiti con stucco di resina ed additivi; dei tondini (9) in ferro possono costituire degli scontri per la rete (11) di acciaio; altri supporti per la rete (11) possono essere costituiti da ferri piatti od angolari a L o T, uniti alle altre strutture e tra di loro; in blocchi di costruzione che si vogliono realizzare con una parte tutta in acciaio ed un’altra tutta in composito, possono essere adottati anche altri tipi di giunzione, utilizzando bulloni o chiavette, con eventuali guarnizioni per la tenuta stagna; c) fissaggio sui supporti di alcune spie per il controllo dello spessore della struttura esterna finita in composito (3); d) fissaggio di ulteriori altri supporti angolari ad L sagomati in modo da servire di appoggio alla rete (11), e con il concavo verso l’esterno, con tratti sagomati intermedi trasversali di unione tra loro; i supporti per la rete (11) non devono distare fra loro più di circa due metri; e) pennellatura, dopo controllate le superimi, con primer o resina dei supporti sagomati e riempimento dei vani con stucco di resina ed additivi fino a paro; f) appoggio sui supporti di una robusta rete (11) di acciaio alla quale si dà la forma esterna finita del manufatto e che viene fissata a tali supporti, controllandone e regolandole la forma con leggere sagome mobili (seste in legno); g) pennellatura con primer o resina della rete (11) di acciaio e dei supporti, dopo controllate le superfici; h) fissaggio di un primo tessuto di fibre successivamente impregnato con resina; i) stesura di un secondo tessuto di fibre ed impregnatura, a strati successivi, fino allo spessore voluto; 1) controllo della forma esterna ottenuta; m) cicli di finitura e pitturazione. 2 - Procedimento, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: a) realizzazione di strutture di sostegno in acciaio, composito (3) o legno aventi il contorno più rientrato rispetto alla struttura esterna finita, di una misura uguale allo spessore calcolato per la struttura esterna in composito (3); b) eventuale fissaggio ai lati delle strutture di sostegno di strisce di lamiera (8) od angolari che non affiorano rispetto alle strutture stesse ma creano dei vani per essere riempiti con stucco di resina ed additivi; c) fissaggio di ulteriori altri supporti (angolari ad L) sagomati in modo da servire di appoggio alla rete (11) e con il concavo verso l’esterno, con tratti sagomati intermedi trasversali di unione tra loro; i supporti per la rete (11) non devono distare fra loro più di circa due metri; d) appoggio sui supporti sagomanti di una robusta rete (11) di acciaio alla quale si dà la forma esterna finita del manufatto e che viene fissata a tali supporti, controllandone e regolandole la forma con leggere sagome mobili (seste in legno); e) fissaggio sui supporti di alcune spie per il controllo dello spessore della struttura esterna finita in composito (3); f) pennellatila con primer o resina della rete (11) di acciaio e dei supporti; g) riempimento eventuale dei vani con stucco di resina ed additivi attraverso la rete (11) di acciaio, fino ad essere portati a paro della rete (11); h) pennellatura con primer o resina della rete (11) di acciaio e dei supporti, e stesura di un tessuto in fibre e sua impregnatura; i) stesura di un secondo tessuto di fibre ed impregnatura, a strati successivi, fino allo spessore voluto; l) controllo della forma esterna ottenuta; m) cicli di finitura e pitturazione. 3 - Procedimento di realizzazione o completamento di strutture dall’estemo verso l’esterno, senza stampo, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi: a) realizzazione di armature in acciaio aventi il contorno più rientrato rispetto alla struttura esterna finita in cemento di misure diverse a seconda del progetto; b) fissaggio di supporti in acciaio, sagomati in modo da servire di supporto alla rete (11) di sostegno del cemento che può avere anche spessori notevoli; c) ricoprimento dei supporti, dopo controllate le superfici, con una robusta rete (11) di acciaio che serve di appoggio alla prima stesura di cemento, controllandone la forma con leggere sagome mobili (seste in legno); d) fissaggio sui supporti di alcune spie per il controllo dello spessore del cemento armato finito; e) ricoprimento del tutto con cemento fino alla forma esterna voluta, in più riprese; f) controllo della forma esterna ottenuta; g) cicli di finitura e pitturazione. 4 - Procedimento, secondo le rivendicazioni precedenti, il tutto come precedentemente descritto ed illustrato negli allegati disegni.