ITMI20121022A1 - MODULAR EXPANDED EXPANDED POLYSTYRENE ELEMENT FOR THE FORMATION OF STALLS IN THE REINFORCED CONCRETE CONVEYOR AND REINFORCED CONCRETE FLOOR INCLUDING A PLURALITY OF THESE MODULAR ELEMENTS. - Google Patents
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Description
ELEMENTO MODULARE IN POLISTIRENE ESPANSO SINTERIZZATO PER LA FORMAZIONE DI SOLAI IN CALCESTRUZZO ARMATO E SOLAIO IN CALCE-STRUZZO ARMATO COMPRENDENTE UNA PLURALITA’ DI DETTI ELEMENTI MODULARI MODULAR ELEMENT IN SINTERED EXPANDED POLYSTYRENE FOR THE FORMATION OF REINFORCED CONCRETE FLOORS AND REINFORCED LIME-OSTRICH FLOOR INCLUDING A PLURALITY OF SAID MODULAR ELEMENTS
DESCRIZIONE DESCRIPTION
CAMPO DELL’INVENZIONE FIELD OF INVENTION
La presente invenzione si riferisce ad elementi prefabbricati in materiali isolanti da utilizzarsi nella costruzione di solai, ed in particolare ad un elemento modulare in polistirene espanso sinterizzato per la formazione di solai di calcestruzzo armato. L’invenzione riguarda anche un solaio in calcestruzzo armato costruito utilizzando una pluralità di detti elementi modulari reciprocamente affiancati, che rimangono incorporati nel solaio stesso. The present invention refers to prefabricated elements in insulating materials to be used in the construction of floors, and in particular to a modular element in sintered expanded polystyrene for the formation of reinforced concrete floors. The invention also relates to a reinforced concrete floor constructed using a plurality of said modular elements mutually placed side by side, which remain incorporated in the floor itself.
STATO DELLA TECNICA ANTERIORE STATE OF THE PRIOR ART
E’ già da tempo nota, nel settore edilizio, la tecnica di formare solai in calcestruzzo armato utilizzando, per la formazione del piano provvisorio di getto, elementi in materie plastiche espanse, preferibilmente polistirene espanso sinterizzato, anziché i tradizionali elementi in laterizio. In the construction sector, the technique of forming reinforced concrete floors has already been known for some time by using elements in expanded plastic materials, preferably sintered expanded polystyrene, instead of traditional brick elements for the formation of the temporary casting surface.
La tecnica di costruzione del solaio à ̈ sostanzialmente identica in entrambi i casi e prevede di formare detto piano di getto mediante una pluralità di elementi autoportanti affiancati, preferibilmente con sormonto o incastro, e appoggiati alle loro estremità a pareti perimetrali o pilastri. Prima di effettuare il getto, tra coppie di elementi in polistirene espanso affiancati in modo adiacente, e in corrispondenza di un canale longitudinale formato negli stessi, vengono disposti ferri di armatura in modo del tutto tradizionale, così che a getto avvenuto, il solaio inglobi al suo interno sia gli elementi in polistirene espanso che i ferri di armatura. In corrispondenza dei ferri di armatura si vengono dunque a formare dei travetti longitudinali che determinano la resistenza meccanica del solaio stesso una volta che il calcestruzzo ha fatto presa. Rispetto ai solai formati con elementi in laterizio, il solaio con elementi in polistirene espanso presenta, a parità di resistenza meccanica, un peso decisamente inferiore ed un coefficiente di isolamento termico molto maggiore. The construction technique of the floor is substantially identical in both cases and provides for the formation of said casting plane by means of a plurality of self-supporting elements placed side by side, preferably with overlapping or interlocking, and resting at their ends on perimeter walls or pillars. Before casting, reinforcing rods are arranged in a completely traditional way between pairs of expanded polystyrene elements placed side by side, and in correspondence with a longitudinal channel formed therein, so that once the casting has been completed, the floor incorporates inside, both the expanded polystyrene elements and the reinforcing rods. In correspondence with the reinforcing bars, longitudinal joists are therefore formed which determine the mechanical resistance of the floor itself once the concrete has set. Compared to floors formed with brick elements, the floor with expanded polystyrene elements has, with equal mechanical resistance, a decidedly lower weight and a much higher thermal insulation coefficient.
WO-A-98/16703 à ̈ un documento rappresentativo della tecnica sopra illustrata che divulga un elemento prefabbricato in polistirene in cui sono inglobati, al momento della sua fabbricazione, due profilati metallici longitudinali a Z che ne garantiscono la auto-portanza. I lati inferiori dei profilati ad L risultano in vista ed appoggiati sulla faccia inferiore dell’elemento prefabbricato, così che possono essere utilizzati per fissarvi, mediante saldatura, una rete metallica. Tale rete à ̈ destinata ad agevolare l’ancoraggio di un rivestimento inferiore tipo intonaco e a garantire la solidità meccanica complessiva del manufatto anche in caso di incendio, situazione in cui il materiale espanso di polistirene potrebbe fondere a causa delle alte temperature. PROBLEMA E SOLUZIONE WO-A-98/16703 is a document representative of the technique illustrated above which discloses a prefabricated element in polystyrene in which, at the time of its manufacture, two longitudinal Z-shaped metal profiles are incorporated which guarantee its self-bearing capacity. The lower sides of the L-shaped profiles are visible and resting on the lower face of the prefabricated element, so that they can be used to fix a metal mesh to it by welding. This mesh is intended to facilitate the anchoring of a lower plaster-like coating and to guarantee the overall mechanical strength of the product even in the event of fire, a situation in which the expanded polystyrene material could melt due to high temperatures. PROBLEM AND SOLUTION
Il problema alla base dell’invenzione à ̈ di proporre un elemento prefabbricato in polistirene del tipo sopra illustrato che consenta, in aggiunta alla formazione dei travetti longitudinali in calcestruzzo armato sopra descritti anche la formazioni di travetti trasversali, in modo che la resistenza meccanica del solaio sia identica nelle due direzioni formando un cosiddetto solaio a piastra di prestazioni nettamente superiori. The problem underlying the invention is to propose a prefabricated polystyrene element of the type illustrated above which allows, in addition to the formation of the longitudinal reinforced concrete joists described above, also the formation of transverse joists, so that the mechanical strength of the floor is identical in both directions forming a so-called plate floor with significantly higher performance.
Il medesimo problema à ̈ già stato in effetti affrontato nella tecnica nota, come vedremo nel seguito, con soluzioni tuttavia lungi dall’essere soddisfacenti sia per le complicazioni costruttive che comportano che per l’insufficiente livello di prefabbricazione che richiede ancora un elevato impiego di manodopera specializzata in sede di posa. The same problem has already been actually faced in the known technique, as we will see below, with solutions, however, far from being satisfactory both for the constructive complications they entail and for the insufficient level of prefabrication which still requires a high level of use. skilled labor at the installation site.
WO-A-2005/121467 presenta una struttura del tutto simile a quella sopra descritta per WO-A-98/16703, di cui riprende tutti gli elementi essenziali. I profilati metallici che rendono autoportante l’elemento in polistirene hanno tuttavia una forma ad L, in cui l’estremità superiore del profilato à ̈ ripiegata su sé stessa realizzando dunque un leggero ispessimento. In una prima forma di esecuzione l’elemento à ̈ concettualmente identico a quello sopra descritto e quindi consente la formazione di solai unicamente dotati di travetti in calcestruzzo armato a sviluppo longitudinale. In una seconda forma di esecuzione, i profilati metallici non vengono realizzati durante il processo di fabbricazione degli elementi in polistirene, ma vengono inseriti successivamente, in rispettive sedi formate nel polistirene mediante un pro cesso di taglio meccanico (per es. a filo caldo) dell’elemento stesso. Questo metodo di costruzione a stadi separati consente dunque di formare nell’elemento di polistirene anche una serie di incavi trasversali nei quali possono essere poi posizionati ferri di armatura per ottenere così in definitiva un solaio a piastra con travetti in calcestruzzo armato orientati in due direzioni perpendicolari. WO-A-2005/121467 has a structure entirely similar to that described above for WO-A-98/16703, of which it incorporates all the essential elements. The metal profiles that make the polystyrene element self-supporting, however, have an L-shape, in which the upper end of the profile is folded back on itself thus creating a slight thickening. In a first embodiment, the element is conceptually identical to the one described above and therefore allows the formation of floors only equipped with longitudinal reinforced concrete joists. In a second embodiment, the metal profiles are not made during the manufacturing process of the polystyrene elements, but are subsequently inserted into respective seats formed in the polystyrene by means of a mechanical cutting process (e.g. hot wire) of the € ™ element itself. This method of construction in separate stages therefore allows to form in the polystyrene element also a series of transversal grooves in which reinforcing rods can then be positioned to ultimately obtain a slab slab with reinforced concrete beams oriented in two perpendicular directions.
La soluzione proposta in WO-A-2005/121467 presenta tuttavia, oltre all’evidente complicazione e al maggior costo della fabbricazione in due stadi, anche due notevoli inconvenienti tecnici. Un primo inconveniente à ̈ dovuto al fatto che i profilati metallici non sono più ancorati strettamente al materiale espanso – come avviene invece nel processo di fabbricazione contemporaneo dove detto materiale penetra, allo stato fluido, nei fori praticati sull’ala di detti profilati – ma semplicemente inseriti nello stesso. Viene così a mancare quella stretta connessione tra profilati e materiale espanso che à ̈ l’unica in grado di garantire una omogenea e corretta distribuzione dei carichi reciproci sia durante le operazioni di trasporto e posa che durante la fase di costruzione del solaio. Un secondo rilevante inconveniente operativo à ̈ poi connesso al fatto che l’operazione di disposizione dei ferri di armatura nei canali trasversali può essere ovviamente fatta solo dopo che i profilati metallici sono stati messi in posizione, creando così una pluralità di barriere all’interno di detti canali. Non à ̈ quindi possibile disporre i ferri in detti canali dall’alto, secondo la normale operatività di cantiere, ma i ferri stessi devono essere invece inseriti lateralmente andandoli ad infilare uno per uno nei fori previsti sull’ala dei diversi profilati metallici che interrompono la continuità di detti canali. Operazione dunque non sempre possibile, per la evidente necessità di uno spazio libero a fianco del solaio in formazione di dimensioni almeno corrispondenti a quelle dello stesso solaio, e comunque estremamente lunga, laboriosa e ad alto impiego di manodopera. However, the solution proposed in WO-A-2005/121467 presents, in addition to the obvious complication and higher cost of two-stage manufacturing, also two significant technical drawbacks. A first drawback is due to the fact that the metal profiles are no longer tightly anchored to the expanded material - as it happens instead in the contemporary manufacturing process where said material penetrates, in a fluid state, into the holes made on the wing of said profiles. - but simply inserted into it. In this way, the close connection between profiles and foam material is missing, which is the only one able to guarantee a homogeneous and correct distribution of reciprocal loads both during the transport and installation operations and during the construction phase of the floor. A second important operational drawback is then connected to the fact that the operation of arranging the reinforcing rods in the transverse channels can obviously be done only after the metal profiles have been placed in position, thus creating a plurality of barriers to the ™ internal of said channels. It is therefore not possible to arrange the irons in said channels from above, according to normal site operations, but the irons themselves must instead be inserted laterally by inserting them one by one into the holes provided on the wing of the various metal profiles that interrupt the continuity of said channels. This operation is therefore not always possible, due to the evident need for a free space next to the slab in formation of dimensions at least corresponding to those of the slab itself, and in any case extremely long, laborious and labor-intensive.
WO-A-2006/040624 affronta il medesimo problema offrendo tuttavia una soluzione di diverso tipo, in cui gli elementi in polistirene vengono suddivisi in due strati separati che vengono montati solo in opera. Un primo strato di base costituisce un piano continuo di basso spessore ed incorpora i profilati metallici che ne garantiscono la auto-portanza. Un secondo strato à ̈ invece costituito da singoli elementi parallelepipedi che vengono disposti isolati a scacchiera sullo strato di base, incastrandoli su una porzione dei profilati metallici sporgente dallo stato di base, in modo tale da lasciare tra di essi sia canali longitudinali che trasversali in cui vengono poi disposti i ferri di armatura. Benché questa soluzione elimini l’inconveniente sopra descritto in relazione al brevetto WO-A-2005/121467 dell’inserimento laterale dei ferri di armatura, essa presenta invece sempre l’inconveniente di un insufficiente ancoraggio dello strato superiore di polistirene ai profilati metallici e di una notevole complessità di installazione di tale strato, i cui singoli elementi parallelepipedi devono essere oggetto di un accurato posizionamento in senso longitudinale, eventualmente utilizzando apposite dime, per garantire che i canali trasversali da essi formati abbiano larghezza costante e perfetto allineamento. WO-A-2006/040624 faces the same problem, however, offering a solution of a different type, in which the polystyrene elements are divided into two separate layers which are assembled only on site. A first base layer constitutes a continuous surface of low thickness and incorporates the metal profiles which guarantee its self-bearing capacity. A second layer is instead made up of individual parallelepiped elements which are arranged isolated in a checkerboard pattern on the base layer, fitting them onto a portion of the metal profiles protruding from the base state, in such a way as to leave between them both longitudinal and transverse channels in which the reinforcing bars are then arranged. Although this solution eliminates the drawback described above in relation to the patent WO-A-2005/121467 of the lateral insertion of the reinforcing rods, it always has the drawback of insufficient anchoring of the upper layer of polystyrene to the metal profiles and a considerable installation complexity of this layer, the individual parallelepiped elements must be accurately positioned in the longitudinal direction, possibly using special templates, to ensure that the transverse channels formed by them have constant width and perfect alignment.
Scopo della presente invenzione à ̈ dunque quello di fornire un elemento prefabbricato di polistirene di tipo autoportante che risolva il problema sopra descritto di permettere la formazione di un solaio a piastra comprendente travetti in calcestruzzo armato in due direzioni ortogonali, senza tuttavia soffrire degli inconvenienti della tecnica nota sopra descritti. The purpose of the present invention is therefore to provide a self-supporting prefabricated polystyrene element that solves the problem described above of allowing the formation of a slab slab comprising reinforced concrete joists in two orthogonal directions, without however suffering from the drawbacks of the technique. note described above.
In particolare à ̈ dunque un primo scopo della presente invenzione quello di fornire un elemento prefabbricato in polistirene del tipo sopra descritto in cui i profilati metallici di rinforzo siano perfettamente inglobati nel materiale espanso durante il procedimento di prefabbricazione. In particular, it is therefore a first object of the present invention to provide a prefabricated element in polystyrene of the type described above in which the reinforcing metal profiles are perfectly incorporated into the expanded material during the prefabrication process.
Un secondo scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un elemento prefabbricato in polistirene del tipo sopra descritto, già perfettamente completo e disponibile in moduli a sviluppo longitudinale di lunghezza desiderata, così che tale elemento possa essere direttamente installato in opera affiancato ad altri elementi similari, senza richiedere alcuna ulteriore operazione di montaggio o di finitura o di inserimento di corpi aggiuntivi, pur consentendo la desiderata formazione di detti canali trasversali. A second purpose of the present invention is to provide a prefabricated polystyrene element of the type described above, already perfectly complete and available in longitudinal modules of desired length, so that this element can be directly installed on site alongside other elements. similar, without requiring any further assembly or finishing operation or insertion of additional bodies, while allowing the desired formation of said transverse channels.
Tali scopi vengono raggiunti mediante un elemento modulare in polistirene espanso avente le caratteristiche definite nella rivendicazione principale qui allegata. Le rivendicazioni subordinate descrivono altre caratteristiche preferite dell’invenzione. These objects are achieved by means of a modular element in expanded polystyrene having the characteristics defined in the main claim attached hereto. The subordinate claims describe other preferred features of the invention.
BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno comunque meglio evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di una forma di esecuzione preferita, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo ed illustrata nei disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will in any case become better evident from the following detailed description of a preferred embodiment, given purely by way of non-limiting example and illustrated in the attached drawings, in which:
fig. 1 Ã ̈ una vista schematica in prospettiva di un elemento modulare in polistirene secondo la presente invenzione: fig. 1 is a schematic perspective view of a modular polystyrene element according to the present invention:
fig. 2 à ̈ una vista in sezione trasversale a scala ingrandita dell’elemento modulare di fig. 1; e fig. 2 is a cross-sectional view on an enlarged scale of the modular element of fig. 1; And
fig. 3 à ̈ una vista schematica in prospettiva di una pluralità di elementi modulari affiancati a formare un piano di getto per la costruzione di un solaio. fig. 3 is a schematic perspective view of a plurality of modular elements placed side by side to form a casting plane for the construction of a floor.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA PREFERITA FORMA DI ATTUAZIONE DETAILED DESCRIPTION OF A PREFERRED IMPLEMENTATION FORM
Come chiaramente illustrato nelle figg. 1 e 2, ogni elemento modulare E della presente invenzione à ̈ costituito da un unico corpo in polistirene espanso sinterizzato, all’interno del quale sono inglobati due profilati metallici A che conferiscono auto-portanza all’elemento, in modo del tutto analogo alla tecnica nota di riferimento costituita dal brevetto WO-A-98/16703 sopra descritto, il cui contenuto si intende qui interamente incorporato per riferimento. In particolare il corpo in polistirene ha una lunghezza a piacere e una sezione sostanzialmente rettangolare dalla quale aggettano inferiormente ali laterali 4 di spessore ridotto rispetto a quello della porzione principale interna 1 di detto corpo. As clearly illustrated in figs. 1 and 2, each modular element E of the present invention is made up of a single body in sintered expanded polystyrene, inside which two metal profiles A are incorporated which give the element self-bearing capacity, in a completely similar way to the known reference art constituted by the patent WO-A-98/16703 described above, the content of which is hereby understood to be entirely incorporated by reference. In particular, the polystyrene body has any length and a substantially rectangular section from which side wings 4 project lower than that of the main internal portion 1 of said body.
L’elemento modulare della presente invenzione si caratterizza tuttavia, rispetto alla tecnica nota, per il fatto che i profilati metallici A hanno una sezione ad Ω, preferibilmente a lati piani raccordati a spigolo, e inoltre per il fatto che lo sviluppo in altezza h di tali profilati à ̈ sostanzialmente uguale, o poco superiore, allo spessore delle ali 4 dell’elemento E. Grazie a questa particolare costruzione à ̈ possibile prevedere all’interno di ogni elemento E una serie di incavi trasversali 2 che si estendono in profondità fino alla parte superiore dei profilati metallici A. Gli incavi 2 possono così avere una dimensione del tutto equivalente, sia in larghezza che in profondità , alle cavità longitudinali 3 che si formano nella zona di giunzione tra due elementi E adiacenti, in conformità agli insegnamenti della tecnica nota, e delimitano con essi le porzioni interne 1 dell’elemento modulare E che presentano forma quadrata o rettangolare a seconda che il passo degli incavi 2 sia uguale o diverso dalla larghezza delle porzioni 1. The modular element of the present invention is characterized, however, with respect to the known art, by the fact that the metal profiles A have a â „¦ section, preferably with flat sides connected to an edge, and also by the fact that the height h of these profiles is substantially equal to, or slightly higher than, the thickness of the wings 4 of the element E. Thanks to this particular construction it is possible to foresee inside each element E a series of transversal grooves 2 which extend in depth up to the upper part of the metal profiles A. The recesses 2 can thus have an entirely equivalent dimension, both in width and in depth, to the longitudinal recesses 3 which are formed in the junction area between two adjacent elements E, in conformance to the teachings of the known art, and delimit with them the internal portions 1 of the modular element E which have a square or rectangular shape depending on whether the grooves 2 is equal to or different from the width of the portions 1.
Quando più elementi E vengono disposti adiacenti l’uno all’altro, si viene così a formare una rete di canali ortogonali 2 e 3 nei quali à ̈ facile e immediato disporre dall’alto ferri di armatura F mentre, ove desiderabile, una rete metallica di armatura R può essere semplicemente appoggiata sopra le porzioni interne 1 degli elementi E. A questo punto un getto di calcestruzzo C, al di sopra del piano di getto formato dagli elementi E affiancati, determina la formazione del desiderato solaio a piastra munito di travetti in calcestruzzo armato sia in direzione longitudinale che in direzione trasversale, raggiungendo così lo scopo dell’invenzione. When several elements E are arranged adjacent to each other, a network of orthogonal channels 2 and 3 is formed in which it is easy and immediate to arrange reinforcement bars F from above while, where desirable , a metal reinforcement mesh R can simply be placed on the internal portions 1 of the elements E. At this point a concrete casting C, above the casting plane formed by the elements E side by side, determines the formation of the desired slab slab equipped with reinforced concrete joists both in the longitudinal direction and in the transverse direction, thus achieving the aim of the invention.
Come si à ̈ detto sopra, i profilati metallici A presentano una sezione ad Ω, per la precisione costituita da cinque lati piani raccordati a spigolo tra di loro. I due lati terminali e quello centrale della sezione sono paralleli alla faccia inferiore dell’elemento E mentre i due lati intermedi sono perpendicolari o moderatamente inclinati rispetto a tale faccia. Inoltre, uno di detti lati terminali à ̈ posizionato adiacente ed esterno al corpo di polistirene espanso, così che possa essere utilizzato per l’ancoraggio di una rete metallica di rinforzo, in modo per sé noto, mentre l’altro lato terminale à ̈ inglobato nel corpo di polistirene espanso. As mentioned above, the metal profiles A have a â „¦ section, to be precise, consisting of five flat sides joined together at an edge. The two terminal sides and the central one of the section are parallel to the lower face of element E while the two intermediate sides are perpendicular or moderately inclined with respect to this face. Furthermore, one of said terminal sides is positioned adjacent and external to the expanded polystyrene body, so that it can be used for anchoring a reinforcing metal mesh, in a known way, while the other side terminal is incorporated in the expanded polystyrene body.
Come risulterà chiaro dalla descrizione che precede, l’elemento modulare di polistirene espanso E della presente invenzione ha pienamente raggiunto gi scopi prefissi. Si tratta infatti di un elemento che à ̈ completamente prefabbricato in tutti i suoi particolari nella lunghezza desiderata e che può dunque essere posizionato in opera in modo rapido e meccanizzato. In tale elemento E, i profilati metallici A che ne consentono la auto-portanza sono interamente inglobati nel corpo di polistirene espanso e quindi perfettamente solidali allo stesso. La disposizione di più elementi E adiacenti permette dunque di ottenere, senza altre operazioni che non siano la semplice posa dall’alto di ferri di armatura F in modo tradizionale, un piano di getto già predisposto con canali ortogonali per la formazione di un solaio a piastra con travetti armati bidirezionali. As will be clear from the foregoing description, the modular element of expanded polystyrene E of the present invention has fully achieved the intended purposes. It is in fact an element which is completely prefabricated in all its details in the desired length and which can therefore be positioned on site quickly and mechanically. In this element E, the metal sections A which allow its self-bearing capacity are entirely incorporated in the expanded polystyrene body and therefore perfectly integral with it. The arrangement of several adjacent elements E therefore allows to obtain, with no other operations than the simple laying from above of reinforcement rods F in the traditional way, a casting plane already prepared with orthogonal channels for the formation of a plate with bidirectional reinforced joists.
S’intende comunque che l’invenzione non deve considerarsi limitata alla particolare disposizione illustrata sopra, che costituisce soltanto una forma di esecuzione esemplificativa di essa, ma che diverse varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall’ambito di protezione dell’invenzione stessa, che risulta definito dalle rivendicazioni allegate. However, it is understood that the invention must not be considered limited to the particular arrangement illustrated above, which constitutes only an exemplary embodiment thereof, but that various variants are possible, all within the reach of a person skilled in the art, without thereby exit from the scope of protection of the invention itself, which is defined by the attached claims.
Claims (7)
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