WO2011104575A1 - Pieza cerámica autoajustable - Google Patents

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WO2011104575A1
WO2011104575A1 PCT/IB2010/002800 IB2010002800W WO2011104575A1 WO 2011104575 A1 WO2011104575 A1 WO 2011104575A1 IB 2010002800 W IB2010002800 W IB 2010002800W WO 2011104575 A1 WO2011104575 A1 WO 2011104575A1
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WO
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piece
self
centimeters
ceramic piece
adjustable
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PCT/IB2010/002800
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Inventor
Victor Velasquez
Andres Velasquez
Original Assignee
Victor Velasquez
Andres Velasquez
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Application filed by Victor Velasquez, Andres Velasquez filed Critical Victor Velasquez
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • E04B2/14—Walls having cavities in, but not between, the elements, i.e. each cavity being enclosed by at least four sides forming part of one single element
    • E04B2/16—Walls having cavities in, but not between, the elements, i.e. each cavity being enclosed by at least four sides forming part of one single element using elements having specially-designed means for stabilising the position
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B2/00—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls
    • E04B2/02—Walls, e.g. partitions, for buildings; Wall construction with regard to insulation; Connections specially adapted to walls built-up from layers of building elements
    • E04B2002/0202—Details of connections
    • E04B2002/0204—Non-undercut connections, e.g. tongue and groove connections
    • E04B2002/0208—Non-undercut connections, e.g. tongue and groove connections of trapezoidal shape

Definitions

  • This invention is related to the housing construction sector, in a timely manner, to the ceramic industry sector; brick making. It is called "SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE" It is an unconventional piece whose composition, manufacturing method, design and assembly, generate remarkable benefits in many respects with respect to traditional bricks, facilitating access to a house of maximum constructive standards to strata low population.
  • the clay is laminated, making it pass through two circular rollers.
  • the piece is cut. This cut is made with a wire horizontally, perpendicular to the direction of extrusion of the brick.
  • the result is a traditional brick building glue.
  • the glue consists of a mixture of cement, sand and water and is usually used in identical proportions for each component. These are very standardized pieces.
  • Non-block building systems that are not block:
  • WOODEN PANELERY This is a system in prefabricated modules in trunk, half trunk and splint with ease of transport and assembly. However, they have a very low resistance to the weather, so you need additional immunization processes, raising your costs. In addition, you need special ties or additional plates to meet earthquake resistance. From here, the PREFABRICATED WOOD PLATES were evolved, which are geometric and modular wood panels used for both interior and exterior, after immunization, the problem is that to meet earthquake resistance you will need an additional structure, to support it in addition. Finally, wood has high costs of maintenance over time and because it is a highly combustible element, the associated risks are run.
  • asbestos cement these are light, light and economic weatherproof plates. They are arranged in modulations similar to those of "dry walls” or plasterboard and similar structures. It has the advantage of being cheaper than the fiber cement board. However, it is not structural. Additionally, the main disadvantage of asbestos cement is that it is made with a material, asbestos, recognized in the world as highly toxic and carcinogenic.
  • the "dry walls” or plasterboard consist of a mixed system of structure in wood or metal and plasterboard. This system has the advantage of agility in construction and clean work, however, it has very high costs and because it is drywall they do not resist weathering.
  • the "fiber cement” board uses the same lightweight “dry wall” or plasterboard system, but changes the gypsum board to the fiber cement panel.
  • the fiber cement board system is equally agile, light and clean, and can also be used outdoors.
  • fiber cement plates require the use of technical and expensive tools such as special hardware and require energy for installation and the costs in coatings per square meter are very high.
  • this system consists of geometric modules of different dimensions and minimum thicknesses emptied into concrete.
  • the advantage of this system is that the plates are light, light and modular, however, it has disadvantages because they have too much heat and cold conduction; They have no thermal or acoustic insulation. In addition, it needs additional moorings to meet earthquake resistance.
  • each of the units has a high weight, which makes it difficult to transport, handle and dispose in a work.
  • the concrete block as such has low mechanical resistance.
  • the blocks are restricted in modulation due to the impossibility of drilling horizontally, which implies that the electrical and hydrosanitary installations involve the intervention of the blocks by demolishing them, leading to deterioration in their final quality of assembly and resistance.
  • the block is not insulating on its own and needs an outer coating to be waterproofed, so it can reach very high humidity peaks, affecting the comfort of the home.
  • the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE overcomes all these past attempts to develop clean building systems for the following reasons: -
  • the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE has the advantage of wood in the sense that it is an even lighter piece, but it resists weathering, surpassing the wooden panels, which for this purpose need an immunized process. It also does not have the disadvantage of being highly combustible, which improves its resistance to fire.
  • the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE retains the virtues of the "dry wall” or plasterboard system and the fiber cement board system in the sense that it is an agile, light and clean piece. However, it surpasses them because neither the "dry wall” or plasterboard system nor the fiber cement board system are elements that guarantee complete thermo-acoustic insulation. They need additional structural elements for insulation, which the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PART does not need.
  • the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE preserves the thermal, acoustic virtues and the lightness of the "poron panels", however, the "poron panels” require skilled labor for their disposal, something that the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE does not require. In addition to this, it needs special elements for cutting, both the poron and the welded mesh, and coating mortars and waterproofing. Instead, the CERAMIC PIECE SELF-ADJUSTABLE, once installed, does not need any subsequent intervention.
  • the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE preserves the virtues of precast concrete slabs for being light, light and modular. However, the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE surpasses them because it is a resistant earthquake, which prefabricated concrete plates are not. In addition, prefabricated concrete slabs have no thermal and acoustic insulation, however the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE does.
  • SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE retains some geometric proportions similar to the blocks without glue for handling. However, due to its different design from the other block systems, the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE differs in its mass and weight, being much lighter and therefore facilitating its transport, handling and disposition.
  • the invention registered under file 92 035991, by the inventor Diego Bernal Ceballos.
  • the invention of Bernal Ceballos consists of hollow or solid concrete blocks to build retaining walls and terraces without glue mortar or reinforcement.
  • this system refers to the construction of retaining walls, which has nothing to do with the housing construction
  • this system has the disadvantage of being very high cost, not being thermal, not being acoustic and being very heavy, which makes it not viable for self-construction.
  • the invention registered under file 01 100380, by the inventor Fernando Castro Guerrero.
  • the invention of Castro Guerrero consists of a system of assembled blocks for wall construction, based on a standard block, inscribed in a rectangular prism of variable height, which in the center of one of its major faces has a longitudinal groove (female), which forms two symmetrical spikes at its ends. Characterized because the dimensions of the groove of the standard block correspond to the union of its inverted spikes and the entrance of the groove is narrower than its interior.
  • This system has a very high cost for being manufactured in cement; In addition to being very heavy, non-thermal and non-acoustic. On the other hand, if it were intended to be manufactured in ceramics, the difficulties would be very high since in this case the contractions are usually 2% on average, which makes it impossible to match the male and the female.
  • the invention registered under file 06 083678, by the inventor Ricardo Enrique Arbella Said invention provides a brick and rod system for the construction of inclined walls, with great rigidity and lateral resistance, and great resistance to extreme gravitational, cyclic and uniform forces. This system has the disadvantage of not being applicable for the construction of social interest housing due to the high manufacturing cost.
  • the invention consists of a brick and rod system, wherein the system is characterized by a three-dimensional rectangular brick for building defined walls. This system has the disadvantage of not being commercial because of its high complexity, because of its high cost, since it cannot be done in series and needs special tools for assembly. It requires high technology, both by the staff that assembles it and in the required tools.
  • the invention registered under file 07 123219, by the inventor Mixza Yap Ching. It is a modulation system characterized by the principle that consists in maintaining in the centers twice the ends of the block in order to obtain vertical gaps of the blocks. This system has the disadvantage of requiring plastic joints, which implies that the resistance is not optimal and therefore does not meet the standards of earthquake resistance.
  • the "generic" SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE has variable models with special machining to accommodate towel rails, soap dishes, anchor sinks, anchor superior kitchen furniture, shower facilities and in general any singular element that is required so that in the work the workers only need to perform ASSEMBLY WORKS OF SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PARTS. These pieces have been developed and designed so that they can be modified and fulfill different functions in the construction of the houses with the construction system with said pieces. This leads to great advantages since only simple unskilled labor is required under simple supervision or direction.
  • SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE is a brick made of high quality clays, which have the characteristics of high resistance, low porosity and excellent performance to the processes of drying and burning.
  • the clay fraction is also far superior to those used in the manufacture of conventional products of red ceramics, reaching up to 40% of its composition below 2 mm and a maximum grain of less than 0.8 mm in diameter, which allows to obtain a product of a very high mechanical resistance (greater than 300 kg per square centimeter), low water absorption (less than 10%) and a finish impossible to obtain by conventional manufacturing systems.
  • Plasticity It is an element that favors cohesion. It is proportional to the silica and alumina content, so they are monitored, according to the table reported above.
  • Low content of organic matter such as tree waste, roots, topsoil, etc., avoiding losses due to calcination, which occur if the piece contains a lot of organic material, so it tends to contract during burning. The SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE controls the losses due to calcination, preventing the pieces from contracting or deforming.
  • the granulometry is obtained by two systems: the traditional one, which consists of processing the clay by means of lamination, which gives a very high granulometry, and the one adopted to obtain the clay used for the manufacture of the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE is obtained by spraying the clay, which is done with hammer mill machines obtaining a much lower granulometry, so that the grains are all very homogeneous. Is a more complex process, which gives the clay an aging, but it is very beneficial. In effect, this allows the piece to be more plastic and waterproof and that parts that cannot be made with the traditional system can be made (see table).
  • clays are mixed with 10% recycled material formed by breaks generated in the process and by ashes from the combustion of coal. As these products are inert materials, which have already been burned, it helps reduce the contraction of the piece when it goes to the burning process.
  • the contractions are regulated with the addition of calcined residues from the combustion of coal in the furnaces and breakage of the defective ceramic pieces properly mixed and ground in the appropriate proportions to make the total drying and burning contractions reach 7 %, with a variation of plus or minus 1%, which translates into a dimensional tolerance in the length of any SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE of plus or minus .03 mm.
  • the drying process is passed to dry grinding with hammer mills and subsequent sieving, obtaining grains of 0.8mm.
  • the homogeneity is guaranteed because the larger grains are returned to the mills, contrary to the traditional process where the average measurement of the grains is 1 mm and a uniformity of the grains is not guaranteed.
  • This grinding system allows to obtain better mechanical properties of the pieces so elaborated and the addition of the inert materials mentioned above.
  • the clay enters the extruder where vacuum extraction is done. Because the particles are small and homogeneous it is easier to extract the air.
  • the temperature control is very strict because it is very important that the final piece is CERAMIC.
  • the ceramic has the advantage of improving the comfort of the interior environments, since it is a totally inert material, therefore, it receives temperature but does not retain it and the acoustic insulation is superior to that achieved with traditional systems.
  • the design or shape of the SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE allows you to face or align horizontally and vertically generating closing panels (walls) to be used indoors and outdoors.
  • the lower scale ( Figure 2 - F) forms the base and the upper scale ( Figure 2 - G) forms the basis of the future wall.
  • the upper scale ( Figure 2 - G) forms the basis of the future wall.
  • it has a plural number of cavities ( Figure 2 - H) whose function will be to relieve the piece, to serve as thermal insulator and acoustic insulator.
  • Figure 1 Isometric of the "generic" SELF-ADJUSTABLE CERAMIC PIECE.

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Abstract

La pieza cerámica autoajustable consiste en un ladrillo para construir vivienda sin necesidad de utilizar pega, sin necesidad de utilizar mano de obra calificada, agilizando el proceso de construcción reduciendo el tiempo de construcción, ahorrando costos de forma importante. La pega es reemplazada por un sistema geométrico especial que por su forma es autoajustable; además se utilizan unas materias primas consistentes en arcillas micro pulverizadas en seco y un sistema de fabricación quemado a temperaturas superiores a las convencionales, Io que Ie da mayor resistencia, menor absorción de agua y menores contracciones, mejorando las características de las ladrillos convencionales, permitiendo a este ladrillo ser ensamblado por medio de autoajuste sin necesidad de pega.

Description

DESCRIPCIÓN
PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE
1 - CAMPO TÉCNICO
Esta invención está relacionada con el sector de la construcción de vivienda, en lo puntual, con el sector de la industria cerámica; fabricación de ladrillos. Se denomina "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" Se trata de una pieza no convencional cuya composición, forma de fabricación, diseño y ensamblaje, generan beneficios destacables en muchos aspectos con respecto a los ladrillos tradicionales, facilitando el acceso a una vivienda de máximos estándares constructivos a estratos bajos de la población.
En efecto, con la expedición del así llamado "Código Colombiano de Construcciones Sismo Resistentes", cuya primera versión se expidió en 1984 a raíz del terremoto de Popayán y que se ha seguido ajustando periódicamente (con la Ley 400 de 1997 y el Decreto 74 de 2001 por ejemplo), los altos costos del desarrollo de esta tipología de vivienda han implicado una menor accesibilidad a la misma por parte de los estratos más pobres y vulnerables de la población colombiana. "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" permite resolver este problema.
2 - ESTADO DE LA TECNICA
Tradicionalmente, la industria produce ladrillos con arcillas. Estas son extraídas y son procesadas inmediatamente. Este proceso consiste en lo siguiente:
- Se pulverizan los troncos de arcilla con un desintegrador
- Se lamina la arcilla, haciéndola pasar por dos rodillos circulares.
- Se humecta la arcilla a través de una mezcladora de agua
- Se pasa al proceso de extrusora al vacío, en donde adquiere su forma. Es importante resaltar que no se consigue la pulverización de todos los troncos con los rodillos circulares, por lo que el vacío no llega nunca a ser uniforme.
- Posteriormente se procede al corte de la pieza. Este corte se realiza con un alambre en sentido horizontal, perpendicular al sentido de extrusión del ladrillo.
- Luego se procede con el quemado, que tradicionalmente se realiza a una temperatura de 800 grados centígrados. La contracción del ladrillo tradicional en esta fase es de un 7 a un 8% lo cual implica que no todas las piezas tienen un tamaño uniforme.
El resultado es un ladrillo tradicional de construcción de pega. La pega consiste en una mezcla de cemento, arena y agua y normalmente se usa en roporciones idénticas por cada componente. Se trata de piezas muy estandarizadas.
En el sistema tradicional, antes de construir un muro, se procede a saturar los ladrillos sumergiéndolos en agua, lo que implica que construir un muro haciendo uso de este sistema, conlleva a desarrollar diversas fases (mojado y aplicación de pega) las cuales deben ser supervisadas por una interventoría muy estricta, lo que implica un aumento de tiempos y costos.
Los ladrillos tradicionales tienen una absorción mayor al 15%, lo que se debe a los tipos de arcillas que se utilizan tradicionalmente en su fabricación y que tienen una granulometría mayor, dejando espacios internos, que permiten la acomodación de moléculas de agua, retardando el proceso de secado y presentando manchas hacia el exterior. La "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" utiliza en su fabricación arcillas especiales, las cuales al tener una granulometría menor, tienen menos absorción de agua, inferiores al 10%, lo que elimina el problema descrito.
Otro inconveniente que presenta el sistema tradicional, es que después de ser construido un muro, para poder ser sometido a cualquier intervención posterior, necesita un tiempo de fraguado de al menos 48 horas. En el sistema que utiliza la "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE", el muro puede ser in tervenido de forma inmediata, pues no requiere de ningún tiempo de fraguado ya que no utiliza pega para su ensamble.
Para construir un muro con el sistema tradicional, se necesita mano de obra calificada por cada unidad pegada, para que no queden desniveles, lo cual evidentemente aumenta los costos. Con la "PIEZA CERAMICA AUTOAJUSTABLE" este inconveniente es superado, ya que no necesita de nivelación sino para la primera hilada, pues en adelante, por no requerir de pega, no es necesario nivelar las capas de pega, ni aplicar las cantidades exactas de pega. Simplemente se van ensamblando una hilada de ladrillos sobre otra, quedando niveladas por tener estos las mismas dimensiones y por no utilizar capas de pega entre las hiladas.
Adicionalmente, la construcción de muros bajo el sistema tradicional, requiere de unas condiciones atmosféricas propicias debido a las absorciones de agua antes citadas, lo que implica un aumento de costos ya que se prologan los tiempos de construcción. En el sistema que utiliza la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" este inconveniente es superado, ya que al tener menos absorción de agua, no se afecta por las condiciones atmosféricas, pudiéndose utilizar bajo cualquier circunstancia de este tipo. Otro factor que contribuye a aumentar los costos en el sistema que utiliza el ladrillo tradicional, es que las piezas o ladrillos son estándar, es decir, no vienen sino en una presentación típica, por lo que para introducir tuberías, cajas e instalaciones eléctricas, hidráulicas, de gas, etc., debe intervenirse el muro una vez esté fraguado, teniendo que realizar perforaciones sobre éste para introducir los elementos descritos. En el sistema que utiliza la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" este inconveniente es superado, ya que esta pieza viene en diferentes presentaciones, para cada necesidad, evitando tener que intervenir el muro o perforarlo para realizar las instalaciones descritas que se necesitan en una construcción.
Por todos los límites relativos a la aplicación de la pega se ha tratado en el pasado de superar este sistema, desarrollando sistemas constructivos que no necesiten de la aplicación de pega. Estos sistemas se pueden clasificar genéricamente como SISTEMAS EN SECO y que podemos distinguir en (1) Sistemas constructivos sin pega que no son bloque y (2) Sistemas constructivos sin pega por bloques.
1. Sistemas constructivos sin pega que no son bloque:
1.1. PANELERÍA EN MADERA: Este es un sistema en módulos prefabricados en tronco, medio tronco y tablilla con facilidad de transporte y ensamble. Sin embargo, tienen una resistencia muy baja a la intemperie, por lo que necesita de procesos adicionales de inmunizado, elevando sus costos. Además, necesita de amarres especiales o platinas adicionales para cumplir con sismo resistencia. De aquí se evolucionaron las PLACAS PREFABRICADAS DE MADERA, que son paneles de madera geométricos y modulares utilizados tanto para interior como para exterior, previa inmunización, el problema es que para cumplir con sismo resistencia necesitara de una estructura adicional, para soportarla además. Finalmente la madera tiene altos costos de mantenimiento en el tiempo y por ser un elemento altamente combustible se corren los riesgos conexos.
1.2. MUROS LIVIANOS EN SECO:
- Asbesto cemento, se trata de placas ligeras, livianas y económicas resistentes a la intemperie. Se disponen en modulaciones similares a las de "muros secos" o placas de yeso y en estructuras similares. Presenta la ventaja de ser más económico que la placa de fibrocemento. Sin embargo, no es estructural. Adiciona Imente, la principal desventaja del asbesto cemento es que se realiza con un material, el asbesto, reconocido en el mundo como altamente tóxico y cancerígeno.
- Los "muros secos" o de placas de yeso consisten en un sistema mixto de estructura en madera o en metal y placa de yeso. Este sistema presenta la ventaja de la agilidad en la construcción y de la obra limpia, sin embargo, presenta costos muy altos y por ser placas de yeso no resisten a la intemperie.
- La placa de "fibrocemento" se sirve del mismo sistema liviano de "muro seco" o placas de yeso, pero cambia el panel de yeso por panel de fibrocemento. El sistema de placas de fibrocemento es igual de ágil, de ligero y de limpio, y además se puede usar para exteriores. Sin embargo, las placas de fibrocemento requieren la utilización de herramientas técnicas y costosas como tornillería especial y requieren de energía para su instalación y los costos en recubrimientos por metro cuadrado son muy altos.
- Existe otro sistema que consiste en paneles de "porón" de diferentes dimensiones que necesariamente deben venir conjugados con sistemas adicionales para su resistencia, como lo son mallas electrosoldadas y revestidas en concreto. Esta es su principal desventaja. Por más liviano que sea el porón, por si solo no es un elemento confiable. Intrínseco al sistema constructivo deben ir las mallas y el mortero; se trata de un proceso muy dispendioso y por ende costoso.
- Placas prefabricadas de concreto, este sistema consiste en módulos geométricos de diferentes dimensiones y mínimos espesores vaciados en concreto. La ventaja de este sistema es que las placas son livianas, ligeras y modulares, sin embargo, presenta desventajas porque estas tienen demasiada conducción de calor y de frío; no tienen aislamiento ni térmico ni acústico. Además, necesita de amarres adicionales para cumplir con sismo resistencia.
2. Sistemas constructivos sin pega por bloques
Estos sistemas se caracterizan por diferentes formas geométricas y volúmenes que se entrelazan y conjugan entre sí para formar diferentes paneles o muros o cerramientos. Las desventajas de estos sistemas son varias. Primero, cada una de las unidades tiene un alto peso, lo que dificulta su transporte, manejo y disposición en una obra. Segundo, el bloque de concreto como tal tiene bajas resistencias mecánicas. Además, los bloques tienen restricción en la modulación debido a la imposibilidad de perforarse en sentido horizontal lo que incide en que las instalaciones eléctricas e hidrosanitarias implican la intervención de los bloques demoliéndolos, conllevando a deterioro en su calidad final de ensamble y resistencia. Adicionalmente, el bloque no es aislante por si solo y necesita de un recubrimiento exterior para ser impermeabilizado por lo cual puede llegar a picos de humedad muy altos, afectando el confort de la vivienda.
La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE supera todos estos pasados intentos por desarrollar sistemas constructivos en limpio por las siguientes razones: - La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE presenta la ventaja de la madera en el sentido que se trata de una pieza inclusive más ligera, pero resiste a la intemperie, superando los paneles de madera, que para tal fin necesitan de un proceso de inmunizado. Además no tiene el inconveniente de ser altamente combustible, lo que mejora su resistencia frente al fuego.
- La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE está comprometida con el ambiente, ya que al reciclar los residuos procedentes de la quema del carbón y de los desperdicios de las industrias ladrilleras se reutiliza un 10% de material. Evidentemente este aspecto supera todas las piezas vistas, ya que en ninguna se usa material reciclado. Está claro además que, a diferencia del asbesto cemento, la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE no atenta contra la salud.
- La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE conserva las virtudes del sistema de "muro seco" o placas de yeso y del sistema de placas de fibrocemento en el sentido que se trata de una pieza ágil, ligera y limpia. Sin embargo, los supera porque ni el sistema de "muro seco" o placas de yeso ni el sistema de placas de fibrocemento son elementos que garantizan un aislamiento termo-acústico completo. Necesitan de elementos estructurales adicionales para el aislamiento, que la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE no necesita.
- La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE conserva las virtudes térmicas, acústicas y la liviandad de los "paneles de porón", sin embargo, los "paneles de porón" necesitan de mano de obra calificada para su disposición, cosa que la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE no requiere. Adicionalmente a esto, necesita de elementos especiales para su corte, tanto del porón como de la malla electrosoldada, y de recubrimiento de morteros y de impermeabilizaciones. En cambio, la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE, una vez instalada, no necesita de ninguna intervención sucesiva.
- La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE c onserva las virtudes de las placas prefabricadas de concreto por ser liviana, ligera y modular. Sin embargo, la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE las supera ya que es sismo resistente, cosa que las placas prefabricadas de concreto no son. Además, las placas prefabricadas de concreto no tienen ningún aislamiento térmico y acústico, en cambio la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE sí lo tiene.
- La . PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE conserva algunas proporciones geométricas similares a los bloques sin pega para su manipulación. Sin embargo, por su diseño diferente a los demás sistemas de bloques, la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE se diferencia en su masa y peso, siendo mucho más liviana y por ende facilitando su transporte, su manipulación y su disposición.
- La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE por ser un producto cerámico y por ser quemado a temperaturas superiores a las utilizadas convencionalmente para este tipo de bloques, mejora ostensiblemente su permeabilidad, presentando un mejor desempeño frente a la humedad.
En el pasado se ha buscado superar los inconvenientes del sistema constructivo tradicional a través de las siguientes invenciones:
1. La invención registrada bajo el expediente 92 035991, del inventor Diego Bernal Ceballos. La invención de Bernal Ceballos consiste en bloques de concreto huecos o macizos para construir muros de contención y terrazas sin mortero de pega ni refuerzo. Sin embargo este sistema se refiere a la construcción de muros de contención, lo cual nada tiene que ver con la construcción de vivienda. Además este sistema presenta el inconveniente de ser de muy alto costo, no ser térmico, no ser acústico y ser de mucho peso, lo que lo hace no viable para autoconstrucción. La invención registrada bajo el expediente 01 100380, del inventor Fernando Castro Guerrero. La invención de Castro Guerrero consiste en un sistema de bloques ensamblables para construcción de muros, basado en un bloque estándar, inscrito en un prisma rectangular de altura variable, que en el centro de una de sus caras mayores tiene una ranura longitudinal (hembra), que forma en sus extremos dos espigos simétricos. Caracterizado porque las dimensiones de la ranura del bloque estándar corresponden a la unión de sus espigos invertidos y a la entrada de la ranura es más estrecha que su interior. Este sistema presenta un costo muy alto por ser fabricado en cemento; además de ser muy pesados, no térmicos y no acústicos. Por otro, si se pretendiera fabricarlos en cerámica, las dificultades serian altísimas puesto que en este caso por norma las contracciones son de un 2% promedio, lo que hace imposible coincidir el macho y la hembra. La invención registrada bajo el expediente 06 083678, del inventor Ricardo Enrique Arbella. Dicha invención provee un sistema de ladrillo y varilla para la construcción de paredes inclinadas, con gran rigidez y resistencia lateral, y gran resistencia a fuerzas extremas gravitacionales, cíclicas y uniformes. Este sistema presenta el inconveniente de no ser aplicable para la construcción de vivienda de interés social por el alto costo de fabricación. La invención registrada bajo el expediente 06 049234, del inventor Ricardo Enrique Arbella. La invención consiste en un sistema de ladrillo y varilla, en donde el sistema se caracteriza por un ladrillo rectangular tridimensional para construir paredes definido. Este sistema presenta el inconveniente de no ser comercial por su alta complejidad, ende por su alto costo, ya que no se puede hacer en serie y necesita de herramientas especiales para el montaje. Requiere de alta tecnología, tanto por parte el personal que lo ensambla como en las herramientas requeridas.
5. La invención registrada bajo el expediente 07 123219, del inventor Mixza Yap Ching. Se trata de un sistema de modulaciones caracterizado por el principio que consiste en mantener en los centros el doble de los extremos del bloque con el fin de obtener huecos verticales de los bloques. Este sistema presenta el inconveniente de requerir uniones plásticas, lo que implica que la resistencia no es óptima y por ende no cumple con las normas de sismo resistencia.
6. Igualmente las invenciones registradas bajo los expedientes 05 062684 y, 03 091538 de los inventores Rovinson Sierra Sierra y Jesús María Prieto, respectivamente, aunque se trata de sistemas de construcción por bloques que no requieren pega, presentan profundas diferencias con la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE por sus altos costos y su complejidad en el ensamble.
La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE "genérica" tiene modelos variables con maquinados especiales para alojar toalleros, jaboneras, anclar lavamanos, anclar muebles superiores de cocinas, instalaciones de duchas y en general cualquier elemento singular que se requiera para que en la obra los obreros solo requieran realizar trabajos de ensamble de PIEZAS CERÁMICAS AUTOAJUSTABLES. Estas piezas han sido desarrolladas y pensadas para que puedan ser modificadas y cumplan diferentes funciones en la construcción de las viviendas con el sistema de construcción con dichas piezas. Esto conlleva a grandes ventajas puesto que sólo se requiere mano de obra sencilla no calificada bajo una simple supervisión o dirección.
Igualmente no se requiere la utilización de herramientas especializadas o complejas en el montaje de una obra, evitándose así el manejo de herramientas o procesos tales como cortes con pulidoras, perforaciones con taladros, martillar con tachuelas, cortes con seguetas y otras más que se hacen sin las normas mínimas de seguridad y sin el conocimiento necesario.
El beneficio final serán construcciones rápidas, ágiles y seguras construidas a bajos costos con acabados superiores en cualquier topografía de la República de Colombia.
3 - DESCRIPCIÓN DE LA PATENTE
La n PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" es un ladrillo fabricado con arcillas de alta calidad, las cuales presentan las características de alta resistencia, baja porosidad y excelente comportamiento a los procesos de secado y quema. La fracción arcillosa es además muy superior a las usadas en la fabricación de productos convencionales de cerámica roja, llegando a tener hasta un 40% de su composición por debajo de 2 mm y un grano máximo de menos de 0.8 mm de diámetro, lo que permite obtener un producto de una altísima resistencia mecánica (superior a 300 kg por centímetro cuadrado), una baja absorción de agua (inferior al 10%) y un acabado imposible de obtener por los sistemas convencionales de fabricación.
Estas ventajas se obtienen de un sistema de beneficio de la arcilla que parte desde la extracción en la mina, donde se monitorean con periodicidad las variaciones en propiedades mecánicas y contracciones totales, en donde se tienen en cuenta elementos como la fisuración, la determinación de curvas de bigot, el índice de Nosova, la porosidad y la composición química entre otras.
Para obtener estas características, las arcillas utilizadas han sido sometidas a diferentes ensayos, obteniendo una arcilla "tipo" utilizada en la construcción de la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE, la cual tiene las siguientes características:
3.1 - CARACTERISTICAS DE LA ARCILLA "TIPO" CON LA QUE SE FABRICA LA PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE
a) Análisis químico por fluorescencia de rayos X: Oxidos Porcentaje
Si02 57.
AI203 19.2
F203 6.8
Ti02 .87
CaO .7
MgO 1.56
Na20 .18
K20 1.26
BaO .05
S03 .17
P205 0.05
PPI de 110° C. A 1000- C 11.6
b) Plasticidad: Es un elemento que favorece la cohesión. Es proporcional al contenido de sílice y alúmina, por lo cual estos son monitoreados, conforme a la tabla arriba reportada. c) Bajo contenido de materia orgánica, como los desechos de árboles, raíces, capa vegetal, etc, evitando perdidas por calcinación, que se dan si la pieza contiene mucho material orgánico, por lo que tiende a contraerse en el quemado. La PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE controla las pérdidas por calcinación, evitando que las piezas se contraigan o se deformen. d) Baja granulometría. La granulometría se obtiene por dos sistemas: el tradicional, que consiste en procesar la arcilla por medio de laminación, lo que da una granulometría muy alta, y el adoptado para obtener la arcilla utilizada para la fabricación de la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE se obtiene pulverizando la arcilla, lo cual se realiza con máquinas de molinos de martillo obteniendo una granulometría mucho más baja, de manera que los granos son todos muy homogéneos. Es un proceso más complejo, que le da un envejecimiento a la arcilla, pero es muy beneficioso. En efecto, esto permite que la pieza sea más plástica e impermeable y que se puedan realizar piezas que con el sistema tradicional no se pueden realizar (ver tabla).
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- PROCESO DE ELABORACIÓN DE LA PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE
Una vez extraída la arcilla con las características especiales antes descritas, es sometida a un proceso de secado en invernaderos de plástico (silos). En esta fase de secado se le mezcla a las arcillas un 10% de material reciclado formado por roturas que se generan en el proceso y por cenizas de la combustión del carbón. Como estos productos son materiales inertes, que ya fueron quemados, se ayuda a reducir la contracción de la pieza cuando pase al proceso de quemado. En efecto, las contracciones se regulan con la adición de residuos calcinados de la combustión del carbón en los hornos y de roturas de las piezas cerámicas defectuosas debidamente mezcladas y molidas en las proporciones adecuadas para hacer que las contracciones totales de secado y quema alcancen un 7%, con una variación de más o menos el 1%, lo que se traduce en una tolerancia dimensional en la longitud de cualquier PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE de más o menos .03 mm.
Esta reutilización de materiales inertes tiene virtudes ecológicas, puesto que reduce el tiempo de quema, con consiguiente menor utilización de combustible y menor suministro de gas carbónico al ambiente. Adicionalmente, no sólo se reutilizan desechos industriales (que en otras plantas se botan, contaminando el medio ambiente), sino que finalmente también se evita la proliferación de residuos sólidos en un tipo de industria caracterizado por este efecto en las factorías y con los sistemas de fabricación convencionales. La reutilización de estos desechos no va en detrimento de la calidad, por lo contrario, la mejora porque disminuye las contracciones durante el quemado, logrando dimensiones más exactas con tolerancias muchos menores.
Una vez completado el proceso de secado, se pasa a la molienda en seco con molinos de martillos y posterior tamizado, obteniendo granos de 0.8mm. La homogeneidad se garantiza porque los granos de tamaño mayor son devueltos a los molinos, contrariamente al proceso tradicional donde el promedio de medida de los granos es de 1 mm y no se garantiza una uniformidad de los granos. Este sistema de molienda permite obtener mejores propiedades mecánicas de las piezas así elaboradas y la adición de los materiales inertes mencionados anteriormente.
Posteriormente se pasa al proceso de mezclado de doble eje en agua. El control del agua en este caso es estricto, puesto que la humedad es un factor que afecta también las contracciones. En efecto, a través de un durómetro se controla que el porcentaje de humedad siempre sea del 20% al 25%.
Una vez superado el proceso de mezclado en agua, la arcilla entra a la máquina extrusora donde se hace la extracción de vacío. Debido a que las partículas son pequeñas y homogéneas es más fácil extraerles el aire.
Después de la extrusión el material se vacía a los moldes. De ahí se pasa a la cortadora vertical y posteriormente a una tercera máquina cortadora de hilos, que hace el corte en sentido perpendicular a la salida de la extrusión. Esto permite conseguir una corrección exacta de la medida, que con el ladrillo convencional no se logra, ya que el sistema tradicional se sirve sólo de la cortadora vertical, que es menos precisa. Con la máquina cortadora de hilos se hacen cortes que permiten darle diferentes formas al ladrillo, lo que no es posible hacer con la máquina cortadora vertical. De ahí la pieza sigue al secado artificial; el secado también puede ser natural, pero estaría sujeto a las condiciones atmosféricas y otras variables no controlables. Con el secado artificial, se aislan la humedad relativa externa, las condiciones atmosféricas y la temperatura. En este ambiente aislado, por medio de ventiladores externos e internos s e mantiene el aire en un porcentaje medido, con una relación de 1 a 10 entre aire externo e interno, obteniendo el control de la temperatura en el secado artificial. Sin este control las paredes pueden llegar a Usurarse, rajarse y torcerse.
De aquí se pasa al quemado, el cual se realiza a temperaturas que se adaptan al tipo de arcillas extraídas de manera que el resultado final sea una pieza cerámica. El control de temperaturas es muy estricto porque es muy importante que la pieza final sea CERÁMICA. La cerámica presenta la ventaja de mejorar el confort de los ambientes interiores, ya que es un material inerte totalmente, por ende, recibe temperatura pero no la retiene y el aislamiento acústico es superior al que se logra con los sistemas tradicionales.
3.3 - DESCRIPCION DE LA PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE
El diseño o la forma de la PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE, le permiten encarrarse o alinearse en sentido horizontal y vertical generando paneles de cierre (muros) para ser usados en interiores y exteriores.
Como ya mencionado anteriormente, para cumplir con el propósito constructivo, existe una pieza "genérica" y una variedad de piezas con pequeñas variaciones que no afectan la esencia del sistema, las cuales cumplen el propósito de resolver problemas puntuales en la construcción. Son adaptaciones de la pieza "genérica" para necesidades específicas.
3.3.1 - La "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" "genérica" (Figura 1) tiene forma de paralelepípedo y tiene un largo que va desde los 14 centímetros hasta los 32 centímetros; un ancho que va desde los 9 hasta los 16 centímetros y con una altura que va desde los 18 hasta los 22 centímetros , en donde en su parte superior, sobresale una pirámide longitudinal truncada y centrada (Figura 1 - A), dejando a cada lado de la parte superior, dos áreas iguales (Figura 1 - B) y en su parte inferior, tiene un vacio que copia la pirámide superior pero no truncada (Figura 1 - C), permitiendo un acoplamiento ajustado con otras piezas idénticas. En las caras laterales realza un volumen de 3 mm 5 mm que copia la forma rectangular de la cara lateral (Figura 1 - D) dejando un margen perimetral de un 5 mm a 8mm (Figura 1 - E). En la parte interior de la pieza y de forma longitudinal, posee un número plural de cavidades (Figura 1 - F) cuya función será alivianar la pieza, servir de aislante térmico y aislante acústico.
3.3.2 - La "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" "zócalo" (Figura 2) tiene forma de paralelepípedo y tiene un largo que va desde los 14 centímetros hasta los 32 centímetros; un ancho que va desde los 9 hasta los 16 centímetros y con una altura que va desde los 18 hasta los 22 centímetros , en donde en su parte superior, sobresalen dos prismas (Figura 2 - A) centrados, separados por una cavidad de forma rectangular (Figura 2 - B), dejando a cada lado de la parte superior, dos áreas iguales (Figura 2 - C) y en su parte inferior, tiene un vacio que copia una pirámide (Figura 2 - D), con otras dos ranuras en forma rectangular longitudinal (Figura 2 - E), ubicadas a ambos lados de forma simétrica permitiendo la introducción de varillas de hierro para formar una viga prefabricada que sirva de base para el muro y evite el uso de pega. En las caras laterales se presentan dos escalas. La escala inferior (Figura 2 - F) forma el zócalo y la escala superior (Figura 2 - G) forma la base del futuro muro. En la parte interior de la pieza y de forma longitudinal, posee un número plural de cavidades (Figura 2 - H) cuya función será alivianar la pieza, servir de aislante térmico y aislante acústico.
La realización de esta pieza se hace en una planta de producción en condiciones óptimas, bajo supervisión técnica especializada, que finalmente garantiza el alineado del muro sea perfecto, ya que la pieza sirve de base para iniciar el levantamiento de los muros y tiene un alineado previo, evitando fallas en los codales y en los niveles.
3.3.3 - La "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" "viga de amarre" (Figura 3) tiene la misma forma de la "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE "genérica", pero se reemplaza la pirámide superior truncada por una superficie plana, con dos paredes laterales que forman una caja (Figura 3 - A), sobresaliendo formando una saliente en los laterales (Figura 3 - B). En la parte superior de estos laterales, la pieza posee una figura ornamental en los remates (Figura 3 - C). Esta cavidad se utiliza para depositar el hierro figurado y el mortero, para fabricar la viga de amarre perimetral. Esto permite evitar el uso de formaletas con el fin de confinar el concreto.
4 - DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Figura 1: Isométrico de la "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" "genérica".
Figura 2: Isométrico de la "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" "zócalo".
Figura 3: Isométrico de la "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE" "viga de amarre".

Claims

5 - REIVINDICACIONES
1 - "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE genérica" Caracterizada por tener forma de paralelepípedo, con un largo que va desde los 14 centímetros hasta los 32 centímetros; un ancho que va desde los 9 hasta los 16 centímetros y con una altura que va desde los 18 hasta los 22 centímetros, en donde en su parte superior, sobresale una pirámide longitudinal truncada (Figura 1 - A), centrada, dejando a cada lado de la parte superior, dos áreas iguales (Figura 1 - B) y en su parte inferior, tiene un vacio que copia la pirámide superior pero no truncada, permitiendo un acoplamiento ajustado con otras piezas idénticas (Figura 1 - C). En las caras laterales realza un volumen de 3 mm 5 mm (Figura 1 - D) que copia la forma rectangular de la cara lateral dejando un margen perimetral de un 5 mm a 8mm (Figura 1 - E). En la parte interior de la pieza y de forma longitudinal, posee un número plural de cavidades (Figura 1 - F) cuya función será alivianar la pieza, servir de aislante térmico y aislante acústico.
2- "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE genérica" caracterizada según la reivindicación 1, por que en su parte superior sobresale una pirámide longitudinal truncada (Figura 1 - A), con una altura que va desde 1,5 centímetros hasta 4 centímetros, y una medida en su base mayor que va desde 4 centímetros hasta 6 centímetros y una medida en su base menor que va desde 1 centímetro a 2 centímetros, centrada, que permite la traba mecánica y permite el ensamble con otros piezas idénticas; dejando a cada lado de la base mayor dos áreas iguales (Figura 1 - B), restringiendo movimientos de la pieza una vez ensamblada.
3 - "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE genérica" caracterizada según la reivindicación 1, por que en su parte inferior tiene un vacio que copia la pirámide longitudinal superior, no truncada, centrada (Figura 1 -C), dejando a cada lado dos áreas planas en la base de la pieza, que permite la traba mecánica y permite el ensamble con otros piezas idénticas; restringiendo movimientos de la pieza una vez ensamblada. 4 - "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE genérica" caracterizada según la reivindicación 1, por que en las caras laterales realza un volumen de 3 mm 5 mm que copia la forma rectangular de la cara lateral (Figura 1 - D) dejando un margen perimetral de un 5 mm a 8mm (Figura 1 - E), generando unos canales entre las piezas una vez ensambladas, permitiendo ser rellenados con mortero, adquiriendo un acabado que mejora las condiciones estéticas y acústicas.
5 - " PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE zoca Id c aracterizada por tener forma de paralelepípedo y un largo que va desde los 14 centímetros hasta los 32 centímetros; un ancho que va desde los 9 hasta los 16 centímetros y con una altura que va desde los 18 hasta los 22 centímetros , en donde en su parte superior, sobresalen dos prismas (Figura 2 - A) centrados, separados por una cavidad de forma rectangular (Figura 2 - B), dejando a cada lado de la parte superior, dos áreas iguales (Figura 2 - C) y en su parte inferior, tiene un vacio que copia una pirámide (Figura 2 - D), con otras dos ranuras en forma rectangular longitudinal (Figura 2 - E), ubicadas a ambos lados de forma simétrica. En las caras laterales se presentan dos escalas. La escala inferior (Figura 2 - F) forma el zócalo y la escala superior (Figura 2 - G) forma la base del futuro muro. En la parte interior de la pieza y de forma longitudinal, posee un número plural de cavidades (Figura 2 - H) cuya función será alivianar la pieza, servir de aislante térmico y aislante acústico.
6 - "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE zócalo" caracterizada según la reivindicación 5, porque en su parte superior sobresalen dos prismas (Figura 2 - A) centrados, separados por una cavidad de forma rectangular (Figura 2 - B), dejando a cada lado de la parte superior, dos áreas iguales (Figura 2 - C) y en su parte inferior, tiene un vacio que copia una pirámide (Figura 2 - D), con otras dos ranuras en forma rectangular longitudinal (Figura 2 - E), ubicadas a ambos lados de forma simétrica. 7 - "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE zócalo" caracterizada según la reivindicación 5, porque en las caras laterales se presentan dos escalas. La escala inferior (Figura 2 - F) forma el zócalo y la escala superior (Figura 2 - G) forma la base del futuro muro.
8 - * PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE zócalo" caracterizada según la reivindicación 5, porque en la parte interior de la pieza y de forma longitudinal, posee un número plural de cavidades (Figura 2 - H) cuya función será alivianar la pieza, servir de aislante térmico y aislante acústico.
9 - PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE viga de amarre" por tener la misma forma de la "PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE DE ENSAMBLE PIRAMIDAL "genérica", descrita en la reivindicación 3, en su parte inferior, teniendo en su parte superior una superficie plana, con dos paredes laterales que forman una caja (Figura 3 - A), sobresaliendo formando una saliente en los laterales (Figura 3 - B). En la parte superior de estos laterales, la pieza posee una figura ornamental en los remates (Figura 3 - C).
10 - PIEZA CERÁMICA AUTOAJUSTABLE viga de amarre" caracterizada según la reivindicación 9, porque en su parte superior tiene una superficie plana, con dos paredes laterales que forman una caja (Figura 3 - A), sobresaliendo formando una saliente en los laterales (Figura 3 - B). En la parte superior de estos laterales, la pieza posee una figura ornamental en los remates (Figura 3 - C).
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