ITMI20102032A1 - CONCRETE PANEL WITH TRANSPARENT INSERTS AND ITS ACHIEVEMENT - Google Patents
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Description
TITOLO: “PANNELLO IN CEMENTO CON INSERTI TRASPARENTI E SUO OTTENIMENTO†TITLE: â € œCEMENT PANEL WITH TRANSPARENT INSERTS AND ITS OBTAINMENTâ €
Descrizione Description
La presente invenzione riguarda un pannello in cemento in cui sono affogati degli inserti trasparenti in modo da conferirgli la capacità di trasmettere la luce. L’invenzione riguarda anche un procedimento per il suo ottenimento. The present invention relates to a concrete panel in which transparent inserts are drowned in order to give it the ability to transmit light. The invention also relates to a process for obtaining it.
Nella descrizione che segue, con il termine “cemento†si intende sia la miscela di partenza che il prodotto finale, incluso il cosiddetto cemento, nonché una qualsiasi miscela di cemento con opportuni additivi, aggreganti o altri materiali che si rendessero necessari a seconda delle applicazioni. In the following description, the term â € œcementâ € means both the starting mix and the final product, including the so-called cement, as well as any cement mix with suitable additives, aggregates or other materials that may be necessary depending on of applications.
Pannelli o elementi in cemento dotati di una certa trasparenza sono già noti. La trasparenza può essere ottenuta annegando nella matrice cementizia dei fasci di fibre ottiche, le cui estremità sono lasciate affiorare tra due opposte facce del manufatto in cemento in modo da trasmettere la luce attraverso la parete. Questa soluzione presenta tuttavia degli inconvenienti. Innanzitutto, la posa in opera dei fasci di fibre ottiche à ̈ complessa. Le fibre ottiche sono delicate e non à ̈ impossibile che esse si spezzino durante la posa in opera, vanificando o almeno riducendo il desiderato effetto di trasmissione della luce. Inoltre, la superficie trasparente visibile non può essere troppo ampia – per evitare un eccessivo indebolimento del manufatto in cemento – per cui anche la trasmissione della luce risulta piuttosto ridotta. Concrete panels or elements with a certain transparency are already known. Transparency can be obtained by drowning bundles of optical fibers in the cement matrix, the ends of which are allowed to emerge between two opposite faces of the concrete product in order to transmit light through the wall. However, this solution has some drawbacks. First of all, the installation of the optical fiber bundles is complex. Optical fibers are delicate and it is not impossible for them to break during installation, nullifying or at least reducing the desired light transmission effect. Furthermore, the visible transparent surface cannot be too large - to avoid excessive weakening of the concrete structure - so that the transmission of light is also rather reduced.
Più recentemente à ̈ stato proposto di inserire nel substrato di cemento una serie di elementi in plastica trasparente che aumentino la superficie trasparente visibile, allargando in sostanza i canali di trasmissione della luce attraverso il manufatto. Tuttavia, anche questa soluzione non à ̈ ottimale, in quanto da una parte la fabbricazione del manufatto à ̈ complessa – dovendo posizionare manualmente i singoli elementi – soprattutto se la distribuzione degli elementi non vuole essere casuale ma ordinata. Inoltre, la presenza di un numero eccessivo di elementi trasparenti può indebolire la struttura del manufatto in cemento. More recently it has been proposed to insert a series of transparent plastic elements in the concrete substrate that increase the visible transparent surface, essentially widening the light transmission channels through the artifact. However, even this solution is not optimal, as on the one hand the manufacture of the product is complex - having to manually position the individual elements - especially if the distribution of the elements is not intended to be random but orderly. Furthermore, the presence of an excessive number of transparent elements can weaken the structure of the concrete product.
Il problema che sta alla base della presente invenzione à ̈ quello di fornire un manufatto in cemento dotato di proprietà di trasmissione della luce che sia semplice da realizzare e che possa prevedere un’elevata superficie trasparente alla luce. The problem underlying the present invention is that of providing a concrete product with light transmission properties which is simple to make and which can provide a high surface transparent to light.
Tale problema à ̈ risolto da un manufatto in cemento come delineato nelle annesse rivendicazioni, le cui definizione formano parte integrante della presente descrizione. This problem is solved by a concrete product as outlined in the attached claims, the definition of which forms an integral part of this description.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione di alcuni esempi di realizzazione, fatta qui di seguito a titolo indicativo e non limitativo, con riferimento alle seguenti figure: Further characteristics and advantages of the invention will become clearer from the description of some examples of embodiment, given below by way of non-limiting example, with reference to the following figures:
Figura 1 mostra una vista prospettica di una prima forma di realizzazione di un elemento trasparente secondo l’invenzione; Figure 1 shows a perspective view of a first embodiment of a transparent element according to the invention;
Figura 2 mostra una vista in pianta dell’elemento di figura 1; Figure 2 shows a plan view of the element of Figure 1;
Figura 3 mostra una vista prospettica di una seconda forma di realizzazione di un elemento trasparente secondo l’invenzione; Figure 3 shows a perspective view of a second embodiment of a transparent element according to the invention;
Figura 4 mostra una vista in pianta dell’elemento di figura 3; Figure 4 shows a plan view of the element of Figure 3;
Figura 5 mostra una vista laterale secondo la direzione A dell’elemento di figura 4; Figure 5 shows a side view according to the direction A of the element of Figure 4;
Figura 6 mostra una vista prospettica di una terza forma di realizzazione di un elemento trasparente secondo l’invenzione; Figure 6 shows a perspective view of a third embodiment of a transparent element according to the invention;
Figura 7 mostra una vista laterale secondo la direzione B dell’elemento di figura 6; Figure 7 shows a side view according to direction B of the element of Figure 6;
Figura 8 mostra una vista in pianta di una manufatto in cemento secondo l’invenzione; Figure 8 shows a plan view of a concrete product according to the invention;
Figura 9 mostra una vista secondo la sezione IX-IX del manufatto di figura 8. Figure 9 shows a view according to section IX-IX of the product of figure 8.
Con riferimento alle figure 8 e 9, il manufatto in cemento secondo l’invenzione, indicato nel suo complesso con il numero 1, comprende un elemento trasparente 2 ed una matrice cementizia. With reference to figures 8 and 9, the concrete product according to the invention, indicated as a whole with the number 1, comprises a transparent element 2 and a cementitious matrix.
Con il termine “elemento trasparente†si intende un elemento con caratteristiche di trasparenza alla luce. The term â € œtransparent elementâ € means an element with characteristics of transparency to light.
Detto elemento trasparente à ̈ affogato nella matrice cementizia in modo da far emergere su almeno due facce opposte del manufatto 1 l’elemento trasparente 2 e da creare una pluralità di canali 3 per la trasmissione della luce attraverso detto manufatto 1. Said transparent element is drowned in the cement matrix so as to make the transparent element 2 emerge on at least two opposite faces of the product 1 and to create a plurality of channels 3 for the transmission of light through said product 1.
Il manufatto 1 può assumere una qualsiasi forma, come verrà chiarito nel seguito della presente descrizione. Nel caso in cui il manufatto 1 assumesse una forma sferica o lenticolare, le due facce opposte sopra indicate corrisponderanno a due emisfere opposte o due facce concave o convesse opposte, in modo da realizzare in ogni caso una struttura in cui la luce viene trasmessa attraverso il manufatto per mezzo di detti canali 3. The artifact 1 can take any form, as will be clarified later in this description. In the event that the artifact 1 assumes a spherical or lenticular shape, the two opposite faces indicated above will correspond to two opposite hemispheres or two opposite concave or convex faces, so as to create in any case a structure in which the light is transmitted through the manufactured by means of said channels 3.
L'elemento trasparente 2 à ̈ un elemento singolo ed à ̈ preferibilmente realizzato in un unico pezzo. Transparent element 2 is a single element and is preferably made in one piece.
In una forma di realizzazione, mostrata nelle figure 1 e 2, l'elemento trasparente 2 Ã ̈ contenuto in un volume di forma parallelepipeda che si svolge in un piano principale X ed ha uno spessore Y corrispondente allo spessore del manufatto 1 in cemento che si vuole realizzare. In an embodiment, shown in Figures 1 and 2, the transparent element 2 is contained in a volume with a parallelepiped shape which takes place in a main plane X and has a thickness Y corresponding to the thickness of the concrete product 1 which is wants to accomplish.
L'elemento trasparente 2 comprende una pluralità di moduli 4 di forma sostanzialmente lamellare, disposti perpendicolarmente rispetto al piano X ed allineati in file tra loro parallele e sfalsate. Ogni altra disposizione, così come ogni altra forma dei moduli 4, sarà tuttavia possibile, a seconda del disegno con cui si vuole che gli elementi trasparenti 2 affiorino sulla superficie del manufatto 1. I moduli 4 possono anche essere di forma e/o dimensione diverse tra loro. The transparent element 2 comprises a plurality of modules 4 having a substantially lamellar shape, arranged perpendicular to the plane X and aligned in parallel and staggered rows. Any other arrangement, as well as any other shape of the modules 4, will however be possible, depending on the design with which you want the transparent elements 2 to surface on the surface of the product 1. The modules 4 can also be of shape and / or size different from each other.
I moduli 4 hanno una lunghezza “l†ed uno spessore “d†che determinano l'ampiezza dei canali 3 di trasmissione della luce all'interno del manufatto, ed una altezza “h†che determina l'estensione di detti canali 3 e contemporaneamente lo spessore Y del manufatto 1. The modules 4 have a length of â € œlâ € and a thickness of â € œdâ € which determine the width of the light transmission channels 3 inside the product, and a height of â € œhâ € which determines the extension of said channels. 3 and at the same time the thickness Y of the product 1.
I moduli 4 su una fila sono collegati tra loro da aste di collegamento 5 che uniscono due moduli 4 contigui in un punto qualunque della loro altezza “h†che sia diverso dalle due estremità , in modo da rimanere annegate – e quindi invisibili – nella matrice cementizia del manufatto 1. The modules 4 on a row are connected together by connecting rods 5 that join two contiguous modules 4 at any point of their height â € œhâ € that is different from the two ends, so as to remain drowned â € “and therefore invisible â € “in the cement matrix of the artifact 1.
Le varie file di moduli 4 sono inoltre collegate tra loro da una o più barre 6, trasversali rispetto alle file di moduli 4. In questo modo, l'elemento trasparente forma un'unica griglia di moduli 4. The various rows of modules 4 are also connected to each other by one or more bars 6, transversal with respect to the rows of modules 4. In this way, the transparent element forms a single grid of modules 4.
In una seconda forma di realizzazione, mostrata nelle figure 3, 4 e 5, l'elemento trasparente 102 à ̈ del tutto analogo alla forma di realizzazione precedentemente descritta, con l'unica differenza che esso comprende una cornice 7 che si sviluppa nel piano X dell'elemento trasparente 102, lungo la sua periferia, e che ha la funzione di elemento distanziatore quando detto elemento trasparente 2 à ̈ posto in uno stampo o cassero per la colatura del cemento. La cornice potrà avere una forma diversa per facilitare la funzione di posizionatore. Ad esempio, potrà presentare delle tacche su uno o più dei lati, per facilitare la sua introduzione nello stampo o nel cassero. In a second embodiment, shown in figures 3, 4 and 5, the transparent element 102 is completely similar to the previously described embodiment, with the only difference that it comprises a frame 7 which develops in the X plane of the transparent element 102, along its periphery, and which acts as a spacer element when said transparent element 2 is placed in a mold or formwork for pouring the cement. The frame may have a different shape to facilitate the positioner function. For example, it may have notches on one or more of the sides, to facilitate its introduction into the mold or formwork.
In una terza forma di realizzazione, mostrata nelle figure 7 e 8, l’elemento trasparente 202 si sviluppa su una superficie curva Z, con i moduli 4 disposti trasversalmente rispetto a tale superficie Z. Il raggio di curvatura può ovviamente variare, a seconda delle esigenze architettoniche o comunque di utilizzo del manufatto. Ad esempio, esso potrà presentare un profilo a S, a C, a ferro di cavallo, lenticolare o anche interamente cilindrico o piramidale. In a third embodiment, shown in figures 7 and 8, the transparent element 202 develops on a curved surface Z, with the modules 4 arranged transversely with respect to this surface Z. The radius of curvature can obviously vary, depending on of the architectural needs or in any case of use of the artifact. For example, it may have an S, C, horseshoe, lenticular or even entirely cylindrical or pyramidal profile.
Nell’esempio di figura 7 e 8, i moduli 4 sono disposti nell’identico modo sopra descritto per le altre forme di realizzazione, ed à ̈ presente una cornice 7 come distanziatore, analogamente alla forma di realizzazione di figura 3. In the example of figures 7 and 8, the modules 4 are arranged in the same way described above for the other embodiments, and there is a frame 7 as a spacer, similarly to the embodiment of figure 3.
Negli esempi mostrati nelle figure, l’elemento trasparente 2, 102, 202, se visto in pianta, ha forma quadrata o rettangolare, ma sarà possibile realizzarlo in una qualsiasi altra forma – parallelepipeda, romboidale, trapezoidale, ellittica, circolare, toroidale, ecc. – secondo le esigenze di utilizzo come manufatto 1 in cemento. In the examples shown in the figures, the transparent element 2, 102, 202, if seen in plan, has a square or rectangular shape, but it will be possible to make it in any other shape - parallelepiped, rhomboid, trapezoidal, elliptical, circular, toroidal, etc. - according to the requirements of use as a concrete product 1.
Anche la disposizione dei moduli 4 potrà variare. Essi ad esempio potranno essere allineati sia in file che in colonne, oppure potranno essere disposti in uno schema che, partendo da una disposizione parallela dei moduli lungo ogni lato dell’elemento trasparente 2, 102, 202, prevede una disposizione a spicchi convergenti verso il centro. Ogni altra disposizione che venga incontro alle esigenze finali di utilizzo del manufatto 1 sarà tuttavia possibile. The arrangement of the modules 4 may also vary. For example, they can be aligned both in rows and in columns, or they can be arranged in a pattern which, starting from a parallel arrangement of the modules along each side of the transparent element 2, 102, 202, provides for an arrangement in segments converging towards the center. Any other provision that meets the final needs of use of the product 1 will however be possible.
L’elemento trasparente 2, 102, 202 può essere realizzato in un qualsiasi materiale trasparente e/o traslucido che sia compatibile con l’uso in combinazione con cemento. Preferibilmente, l’elemento trasparente 2, 102, 202 sarà realizzato in materiale plastico trasparente e/o traslucido. In una forma di realizzazione, tale materiale plastico sarà selezionato tra policarbonato, metacrilato, polietilentereftalato (PET) eventualmente riciclato e polistirolo. The transparent element 2, 102, 202 can be made of any transparent and / or translucent material that is compatible with use in combination with concrete. Preferably, the transparent element 2, 102, 202 will be made of transparent and / or translucent plastic material. In one embodiment, this plastic material will be selected from polycarbonate, methacrylate, optionally recycled polyethylene terephthalate (PET) and polystyrene.
L’elemento trasparente 2, 102, 202 può essere ottenuto secondo varie metodiche note all’esperto del settore. The transparent element 2, 102, 202 can be obtained according to various methods known to the expert in the sector.
Una prima metodica utilizzabile à ̈ la lavorazione dal pieno, in cui un blocco di materiale trasparente e/o traslucido come sopra definito viene lavorato per asportarne le parti eccedenti rispetto alla geometria desiderata. A first method that can be used is machining from solid, in which a block of transparent and / or translucent material as defined above is worked to remove the excess parts with respect to the desired geometry.
Un’altra metodica utilizzabile per produrre l’elemento trasparente 2, 102, 202 dell’invenzione prevede lo stampaggio ad iniezione in appositi stampi o la sua formatura, anche a gravità , secondo altre metodiche note nel settore della lavorazione delle materie plastiche. Another method that can be used to produce the transparent element 2, 102, 202 of the invention involves injection molding in special molds or its forming, even by gravity, according to other methods known in the plastic material processing sector. .
E’ inoltre possibile formare i singoli moduli 4 o altre porzioni dell’elemento trasparente 2, 102, 202 (ad esempio le file di moduli 4) in modo separato in accordo ad una o più delle metodiche sopra descritte, ed assemblare infine le varie porzioni – mediante incollaggio o termosaldatura – così da ottenere l’elemento trasparente in un singolo pezzo. It is also possible to form the individual modules 4 or other portions of the transparent element 2, 102, 202 (for example the rows of modules 4) separately according to one or more of the methods described above, and finally assemble the various portions - by gluing or heat-sealing - so as to obtain the transparent element in a single piece.
Il manufatto 1 in cemento secondo l’invenzione può poi essere ottenuto con metodi noti. The concrete product 1 according to the invention can then be obtained with known methods.
Secondo la tecnica nota, i manufatti in cemento vengono normalmente ottenuti mediante un procedimento che prevede l’impiego di casseri in legno, in materiale plastico o, preferibilmente, in metallo che riproducono la forma del manufatto da realizzare. L’elemento trasparente 2, 102, 202 verrà innanzitutto disposto nel cassero. La cornice 7, presente nelle forme di realizzazione delle figure da 3 a 7, permette di mantenere l’elemento trasparente 102, 202 distanziato dalle pareti del cassero. Nel caso invece della prima forma di realizzazione mostrata nelle figure 1 e 2, sarà invece conveniente posizionare nel cassero dei distanziatori indipendenti. Secondo questo procedimento noto, il cemento viene colato quando ancora fluido nel cassero, dove viene mantenuto fino a solidificazione e a formazione del prodotto finito. Il cassero viene quindi aperto in modo da liberare il manufatto e viene quindi sottoposto ad una fase di pulizia con lo scopo di asportare ogni residuo di cemento. E’ anche da notare che la superficie interna del cassero deve normalmente essere trattata con opportuni additivi chimici che deprimono l†̃adesività del cemento alla superficie metallica. According to the known art, concrete products are normally obtained by means of a process which involves the use of wooden, plastic or, preferably, metal formworks which reproduce the shape of the product to be made. The transparent element 2, 102, 202 will first of all be placed in the formwork. The frame 7, present in the embodiments of figures 3 to 7, allows to keep the transparent element 102, 202 at a distance from the walls of the formwork. Instead, in the case of the first embodiment shown in Figures 1 and 2, it will be convenient to position independent spacers in the formwork. According to this known process, the cement is poured when still fluid into the formwork, where it is kept until solidification and formation of the finished product. The formwork is then opened in order to free the product and is then subjected to a cleaning phase with the aim of removing any residual cement. It should also be noted that the internal surface of the formwork must normally be treated with suitable chemical additives which reduce the adhesion of the cement to the metal surface.
Un diverso procedimento prevede la colatura di cemento in forme realizzate in materiale aggregabile per compressione e successivamente disgregabile. Tale materiale, una volta aggregato, sarà preferibilmente disgregabile meccanicamente. Più preferibilmente tale materiale sarà scelto nel gruppo comprendente terra di fonderia, altre opportune miscele di terra e sabbia, eventualmente in miscela con opportuni aggreganti. A different procedure involves pouring concrete into molds made of material that can be joined by compression and subsequently disintegrated. Once aggregated, this material will preferably be mechanically disintegrated. More preferably, this material will be chosen from the group comprising foundry earth, other suitable mixtures of earth and sand, possibly mixed with suitable aggregating agents.
Tale procedimento comprende generalmente le seguenti fasi operative: This procedure generally includes the following operational steps:
a) formatura di una o di più forme in serie in un materiale aggregabile per compressione, preferibilmente in terra di fonderia, in altre opportune miscele di terra o in sabbia, dette forme riproducendo in negativo il manufatto da realizzare; a) forming of one or more shapes in series in a material that can be joined by compression, preferably in foundry sand, in other suitable earth or sand mixtures, said shapes reproducing in negative the manufactured article to be made;
b) inserimento di detto elemento trasparente 2, 102, 202 in dette forme; b) insertion of said transparent element 2, 102, 202 in said forms;
c) colatura discontinua o in continuo di cemento in dette forme; c) discontinuous or continuous pouring of cement in said forms;
d) solidificazione del manufatto 1 in detta o in ciascuna di dette forme in serie; d) solidification of the article 1 in said or in each of said forms in series;
e) liberazione di detto manufatto 1 da detta forma o da ciascuna di dette forme in serie; e eventualmente e) freeing said product 1 from said shape or from each of said series shapes; and possibly
f) rifinitura di detto manufatto. f) finishing of said product.
Sia che si usi il primo o il secondo dei procedimenti sopra descritti, la profondità dei casseri o delle forme in materiale disgregabile, rispettivamente, sarà sostanzialmente uguale all’altezza “h†dei moduli 4 dell’elemento trasparente 2, 102, 202. In questo modo, le estremità superiore ed inferiore dei moduli 4 rimangono affioranti al livello della superficie del manufatto 1, venendo a creare i suddetti canali 3 di trasmissione della luce. Whether the first or the second of the procedures described above is used, the depth of the formworks or forms in disintegrating material, respectively, will be substantially equal to the height â € œhâ € of the modules 4 of the transparent element 2, 102, 202. In this way, the upper and lower ends of the modules 4 remain outcropping at the level of the surface of the product 1, creating the aforementioned light transmission channels 3.
Potrà essere conveniente che la fase f) di rifinitura comprenda la pulitura della superficie affiorante dei moduli 4, che altrimenti potrebbe risultare imbrattata dal cemento colato. Alternativamente, la pulitura della superficie affiorante dei moduli 4 potrà essere eseguita immediatamente dopo la colatura del cemento, prima della sua solidificazione. It may be convenient for the finishing step f) to include the cleaning of the outcropping surface of the modules 4, which otherwise could be soiled by the poured concrete. Alternatively, the cleaning of the outcropping surface of the modules 4 can be carried out immediately after the pouring of the cement, before its solidification.
Può essere utilizzato un qualsiasi cemento, particolarmente un cemento adatto alla preparazione di manufatti prefabbricati. Any cement can be used, particularly a cement suitable for the preparation of prefabricated products.
Da quanto sopra riportato, appaiono immediatamente i vantaggi dell’invenzione. From the above, the advantages of the invention immediately appear.
Innanzitutto, l’ottenimento del manufatto 1 risulta grandemente semplificato, in quanto à ̈ sufficiente posizionare il singolo elemento trasparente 2, 102, 202 nel cassero o nella forma e quindi colare il cemento. Non sarà quindi necessaria l’introduzione successiva alla colatura di una pluralità di elementi, come nei procedimenti dello stato dell’arte. First of all, obtaining the product 1 is greatly simplified, as it is sufficient to position the single transparent element 2, 102, 202 in the formwork or mold and then pour the concrete. It will therefore not be necessary to introduce a plurality of elements after the pouring, as in the procedures of the state of the art.
E’ inoltre possibile realizzare a priori, in sede di preparazione dell’elemento trasparente, un qualsiasi disegno superficiale desiderato, cosa che, con i metodi noti, avrebbe richiesto l’intervento umano con conseguente perdita di tempo ed incertezza del risultato. It is also possible to create a priori, during the preparation of the transparent element, any desired surface design, which, with the known methods, would have required human intervention with consequent loss of time and uncertainty of the result.
Infine, la struttura a griglia dell’elemento trasparente 2, 102, 202 dell’invenzione conferisce una maggiore solidità al manufatto, costituendone una sorta di armatura e permettendo la realizzazione di manufatti 1 anche di piccolo spessore o di forma irregolare. Finally, the grid structure of the transparent element 2, 102, 202 of the invention gives greater solidity to the product, constituting a sort of reinforcement and allowing the creation of products 1 even of small thickness or irregular shape.
E’ evidente che sono state descritte solo alcune forme particolari di realizzazione della presente invenzione, cui l’esperto dell’arte sarà in grado di apportare tutte quelle modifiche necessarie per il suo adattamento a particolari applicazioni, senza peraltro discostarsi dall’ambito di protezione della presente invenzione. It is evident that only some particular embodiments of the present invention have been described, to which the expert in the art will be able to make all the modifications necessary for its adaptation to particular applications, without departing from the scope of protection of the present invention.
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2010
- 2010-11-02 IT ITMI2010A002032A patent/IT1402548B1/en active
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