WO2019073097A1 - Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón - Google Patents

Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón Download PDF

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Alfonso GARCÍA SANTOS
Elena MALPARTIDA VÁZQUEZ
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Universidad Politecnica de Madrid
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    • E04G9/00Forming or shuttering elements for general use
    • E04G9/08Forming boards or similar elements, which are collapsible, foldable, or able to be rolled up
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02BHYDRAULIC ENGINEERING
    • E02B3/00Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/12Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
    • E02B3/122Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips
    • E02B3/127Flexible prefabricated covering elements, e.g. mats, strips bags filled at the side
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E04BUILDING
    • E04BGENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/16Structures made from masses, e.g. of concrete, cast or similarly formed in situ with or without making use of additional elements, such as permanent forms, substructures to be coated with load-bearing material
    • E04B1/167Structures made from masses, e.g. of concrete, cast or similarly formed in situ with or without making use of additional elements, such as permanent forms, substructures to be coated with load-bearing material with permanent forms made of particular materials, e.g. layered products
    • E04B1/168Structures made from masses, e.g. of concrete, cast or similarly formed in situ with or without making use of additional elements, such as permanent forms, substructures to be coated with load-bearing material with permanent forms made of particular materials, e.g. layered products flexible

Definitions

  • the object of the invention is a flexible formwork-reinforcing system for the execution of concrete elements, which combines the versatility of flexible armatures with their precise positioning by means of joining to flexible, rigid or mixed formwork.
  • the flexible formwork-reinforcing system for the execution of concrete elements is part of the technical sector of construction systems, more specifically concrete formwork systems.
  • the disclosed invention discloses a flexible formwork-reinforcing system for the execution of concrete elements comprising a flexible, rigid or mixed container element configured to retain concrete during the phases of pouring and setting, a plurality of flexible assemblies attached to the concrete. container element through a plurality of junction points, where the plurality of flexible assemblies are configured to, during a phase of pouring of the concrete and a setting phase, be placed in a position inside the concrete element, which contributes to the provide tensile strength to the concrete element once the concrete has set.
  • the plurality of flexible armatures are joined together forming a network of flexible armatures.
  • the connections between the container element and the plurality of flexible assemblies are with a system to be chosen between sewing, thermofixing, adhesive or mechanical means.
  • the container element of the flexible formwork-reinforcing system for the execution of concrete elements object of the invention comprises openings that allow the concrete to be poured.
  • the container element of the flexible formwork-reinforcing system for the execution of concrete elements object of the invention is designed by means of methods of calculation or patterning of membranes of pneumatic architecture.
  • the container element is manufactured with one of the following options:
  • the flexible formwork-reinforcing system for the execution of concrete elements object of the invention comprises auxiliary means for supporting the container element.
  • Figure 1. It shows a view of the container container element before making the pouring of the concrete with the flexible assemblies of its interior represented in a dotted line.
  • Figure 2. Shows a view of the container element once the concrete pouring process has finished, with the flexible assemblies that are inside represented in dotted line.
  • Figure 3. Shows the hardened concrete element without removing the container element, the lines of the figure showing the seams of the container element.
  • Figure 4.- Shows a view of the concrete part once it has hardened with the removed membrane and with the assembled ones in its interior in the calculated position, where the flexible assemblies inside it have been represented in dotted line and a part of the piece of concrete removed showing the flexible armored.
  • Figure 5. Shows a plurality of armed carbon fiber type for a beam.
  • Figure 6. Shows a proposal of joining element between flexible reinforcement and concrete container element.
  • Figure 7. Shows the plurality of flexible assemblies of Figure 4 inside a rigid character container element. PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
  • the following invention consists of a system that combines shuttering and reinforcement for concrete, which allows both to make concrete elements of complex shapes and to perform the precise positioning of reinforcements inside the concrete element whose exterior shape is also provided by the system object of the invention. the invention, specifically by a container element.
  • the system object of the invention consists of a container element (1) configured to support the concrete during the phases of pouring and setting thereof and a plurality of flexible assemblies (2), the plurality of flexible assemblies (2) being attached to the element container (1) through a plurality of attachment points (3).
  • the flexible armatures (2) are joined together forming a network of flexible armatures (2), which is fixed to the container element (1).
  • the container element (1) of the system object of the invention can be membrane, rigid or mixed, in addition the system object of the invention allows, once the concrete poured on the container element (1) has set, remove said container element (1). ) while the flexible assemblies (2) are retained inside the concrete in the calculated position.
  • the container element (1) is custom designed to provide the final shape of the concrete element that is to be built. In the customized design, it is necessary to control the surface of the container element (1) such that it makes it possible to specify the points of attachment (3) of the flexible assemblies (2), whether point or linear, so that it is possible to controlling the final position of said flexible assemblies (2) inside the set concrete element.
  • the flexible formwork-reinforcing system object of the invention in an alternative embodiment is supported by auxiliary means.
  • auxiliary means for the design of the container element (1), methods of calculation or patterning of membranes of pneumatic architecture are used, which guarantee an adequate relationship between the position of the flexible assemblies (2) inside the concrete element constructed, and the final shape of the structure. said concrete element constructed.
  • the connections between the container element (1) and the plurality of flexible assemblies (2) are with a system to be chosen between sewing, heat sealing, adhesive or mechanical means.
  • the surface of the manufactured concrete element can be topped with mortars that hide the marks of the joints between the plurality of flexible armatures, although given that the plurality of flexible armatures is not made of steel, there is no risk of oxidation of the plurality of armatures.
  • the object of the present invention proposes a formwork system which besides being able to contain and mold the concrete, serves as support and support for non-rigid reinforcement elements for the concrete so as to allow the control of the position of said reinforcements in the interior of the element with the final shape.
  • This system can be used for the construction of elements in situ or prefabricated, and for structural elements such as for enclosures, furniture or decorative works.
  • the proposed formwork-reinforcing system solves in a fully satisfactory way the problems previously exposed, allowing the construction in concrete of complex shapes with a great constructive simplicity.
  • the container element (1) is preferably made with a flexible membrane ( Figures 1, 2, 3 and 4) based on polyolefins fabric, if it is to be permeable, or based on impermeable polyethylene sheets, if any of the faces are air and allows sufficient evaporation.
  • a flexible assembly (2) carbon fiber-based fabric is preferably used.
  • the container element (1) comprises openings or holes that allow the concrete to be poured.
  • the formwork-reinforced system object of the invention allows to build all kinds of shapes and elements of concrete, for example structural, facade, prefabricated or in situ.

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Abstract

Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón que comprende un elemento contenedor (1) de carácter flexible, rígido o mixto configurado para retener hormigón durante las fases de vertido y fraguado,una pluralidad de armados flexibles (2) unidos al elemento contenedor (1) a través de una pluralidad de puntos de unión (3),donde la pluralidad de armados flexibles (2) están configurados para, durante las fases de vertido y fraguado del hormigón, situarse en una posición en el interior del elemento de hormigón, que contribuya a proporcionar resistencia tracción al elemento de hormigón una vez el hormigón ha fraguado, y donde la pluralidad de armados flexibles (2) están unidos entre sí formando una red de armados flexibles.

Description

SISTEMA DE ENCOFRADO-ARMADO FLEXIBLE PARA EJECUCIÓN DE ELEMENTOS
DE HORMIGÓN
DESCRIPCIÓN
SECTOR DE LA TÉCNICA
El objeto de la invención es un sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón, que combina la versatilidad de los armados flexibles con su posicionamiento preciso mediante la unión al encofrado flexible, rígido o mixto. El sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón se encuadra en el sector técnico de sistemas de construcción, más concretamente de sistemas de encofrado de elementos de hormigón. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La historia de la construcción del hormigón presenta obras de distinto carácter formal sin embargo la necesidad de moldes para dar forma al hormigón y la construcción de estos moldes con elementos rígidos limita las capacidades del hormigón por lo que finalmente su uso más generalizado es en la construcción de geometrías cartesianas.
La construcción de formas curvas y en apariencia flexible con elementos rígidos conlleva una gran dificultad, trabajo laborioso y elevados costes económicos y temporales.
En el panorama arquitectónico existen gran variedad de formas en la construcción de hormigón a las que los sistemas de encofrado tradicional no consiguen dar una respuesta adecuada.
La utilización de encofrados tradicionales nos presenta el hormigón como un elemento rígido y cuadriculado, desaprovechan su potencial formal, flexibilidad, capacidad de adaptación y expresividad. Dado que el hormigón refleja las cualidades del material que se utiliza en su encofrado el uso de materiales flexibles permitirá, además de utilizar la cualidad resistente del hormigón, aprovechar su carácter moldeable y sacar máximo rendimiento a sus posibilidades creativas y de expresividad. La armadura del hormigón es otro de los elementos que limitan su libertad formal. La necesidad de armadura en el hormigón para alcanzar una resistencia suficiente a tracción dificulta la construcción de formas complejas. Esta dificultad tiene su origen de nuevo en que tradicionalmente se utilizan elementos de armado rígido, tradicionalmente de acero. Respecto al armado han aparecido nuevos tipo de refuerzos plásticos, a base de fibras de vidrio o de carbono, pero no resuelven el problema debido a la imposibilidad de posicionarlas en lugar adecuado que permita un comportamiento eficaz y de ese modo alcanzar los mismos niveles de resistencia a tracción que los hormigones que utilizan un armado rígido.
DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN
La invención que se describe divulga un sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón que comprende un elemento contenedor de carácter flexible, rígido o mixto configurado para retener hormigón durante las fases de vertido y fraguado, una pluralidad de armados flexibles unidos al elemento contenedor a través de una pluralidad de puntos de unión, donde la pluralidad de armados flexibles están configurados para, durante una fase de vertido del hormigón y una fase de fraguado, situarse en una posición en el interior del elemento de hormigón, que contribuye a proporcionar resistencia tracción al elemento de hormigón una vez el hormigón ha fraguado.
En el sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón objeto de la invención la pluralidad de armados flexibles están unidos entre sí formando una red de armados flexibles. En el sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón las uniones entre el elemento contenedor y la pluralidad de armados flexibles son con un sistema a elegir entre costura, termo-sellado, adhesivo o medios mecánicos.
El elemento contenedor del sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón objeto de la invención comprende aberturas que permiten realizar el vertido del hormigón.
El elemento contenedor del sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón objeto de la invención se diseña mediante métodos de cálculo o patronaje de membranas de arquitectura neumática. En la realización preferente del sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón objeto de la invención el elemento contenedor está fabricado con una de las siguientes opciones:
- una membrana flexible a base tejido de poliolefinas,
una membrana flexible a base de láminas de polietileno impermeables.
El sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón objeto de la invención comprende medios auxiliares para sustentar el elemento contenedor.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista del elemento contenedor patronado antes de realizar el vertido del hormigón con los armados flexibles de su interior representados en línea de puntos. Figura 2.- Muestra una vista del elemento contenedor una vez finalizado el proceso de vertido del hormigón, con los armados flexibles que se encuentran en su interior representados en línea de puntos.
Figura 3.- Muestra el elemento de hormigón endurecido sin retirar el elemento contenedor, mostrando las líneas de la figura las costuras del elemento contenedor.
Figura 4.- Muestra una vista de la pieza de hormigón una vez ha endurecido con la membrana retirada y con los armados en su interior en la posición calculada, donde los armados flexibles de su interior se han representado en línea de puntos y una parte de la pieza de hormigón eliminada mostrando los armados flexibles.
Figura 5.- Muestra una pluralidad de armados tipo de fibra de carbono para una viga.
Figura 6.- Muestra una propuesta de elemento de unión entre armado flexible y elemento contenedor de hormigón. Figura 7.- Muestra la pluralidad de armados flexibles de la figura 4 en el interior de un elemento contenedor de carácter rígido. REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
La siguiente invención consiste en un sistema que aúna encofrado y armado para hormigón, que permite tanto realizar elementos de hormigón de formas complejas como realizar el posicionamiento preciso de armados en el interior del elemento de hormigón cuya forma exterior también es proporcionada por el sistema objeto de la invención, concretamente por un elemento contenedor.
El sistema objeto de la invención consta de un elemento contenedor (1) configurado para sostener el hormigón durante las fases de vertido y fraguado del mismo y una pluralidad de armados flexibles (2), estando la pluralidad de armados flexibles (2) unida al elemento contenedor (1) a través de una pluralidad de puntos de unión (3).
Los armados flexibles (2) están unidos entre sí formando una red de armados flexibles (2), que se fija al elemento contenedor (1). El elemento contenedor (1) del sistema objeto de la invención puede ser de membrana, rígido o mixto, además el sistema objeto de la invención permite, una vez fraguado el hormigón vertido sobre el elemento contenedor (1), retirar dicho elemento contenedor (1) mientras que los armados flexibles (2) quedan retenidos en el interior del hormigón en la posición calculada.
El elemento contenedor (1) está diseñado a medida para proporcionar la forma final del elemento de hormigón que se quiere construir. En el diseño a medida se tiene que realizar un control de la superficie del elemento contenedor (1) tal que permita precisar los puntos de unión (3) de los armados flexibles (2), ya sean puntuales o lineales, de manera que sea posible controlar la posición final de los citados armados flexibles (2) dentro del elemento de hormigón fraguado.
El sistema de encofrado-armado flexible objeto de la invención, en una realización alternativa está sustentado por medios auxiliares. Para el diseño del elemento contenedor (1) se utilizan métodos de cálculo o patronaje de membranas de arquitectura neumática que garantizan una adecuada relación entre la posición de los armados flexibles (2) en el interior del elemento de hormigón construido, y la forma final de dicho elemento de hormigón construido.
Para el control de la posición de los armados flexibles (2) es necesario realizar una modelización previa del elemento contenedor (1), para establecer el punto de unión entre el elemento contenedor (1) y los armados flexibles (2) en el punto óptimo, de modo que una vez vertido el hormigón, la posición del armado flexibles (2) y la forma final del elemento de hormigón son las deseadas.
Las uniones entre el elemento contenedor (1) y la pluralidad de armados flexibles (2) son con un sistema a elegir entre costura, termo-sellado, adhesivo o medios mecánicos. La superficie del elemento de hormigón fabricado puede ser rematada con morteros que oculten la marcas de las uniones entre la pluralidad de armados flexibles, aunque dado que la pluralidad de armados flexibles no es de acero, no existe el riesgo de oxidación de la pluralidad de armados flexibles. El objeto de la presente invención propone un sistema de encofrado que además de ser capaz de contener y moldear el hormigón, sirve de sustento y soporte de elementos de refuerzo no rígidos para el hormigón de modo que permita el control de la posición de dichos refuerzos en el interior del elemento con la forma final. Este sistema puede ser utilizado para la construcción de elementos in situ o prefabricados, y para elementos tanto estructurales como para cerramientos, mobiliarios u obras decorativas.
El sistema de encofrado-armado propuesto resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática previamente expuesta, permitiendo la construcción en hormigón de formas complejas con una gran simplicidad constructiva.
El elemento contenedor (1) se realiza preferentemente con una membrana flexible (Figuras 1 , 2, 3 y 4) a base tejido de poliolefinas, si ha de ser permeable, o a base de láminas de polietileno impermeables, si alguna de las caras queda al aire y permite una evaporación suficiente. La utilización de este tipo de materiales para la membrana permite prescindir del uso de líquidos desencofrantes porque no se adhieren al hormigón. Como armado flexible (2) se utiliza preferentemente tejido a base de fibra de carbono.
Una vez realizado el cálculo estructural del elemento de hormigón que se quiere construir, se definen los puntos de unión (3) entre la pluralidad de armados flexibles (2) y el elemento contenedor (1) y se realiza el patronaje del elemento contenedor (1).
En función del tamaño, la geometría del elemento a construir y las características del hormigón a emplear, el elemento contenedor (1) comprende aberturas o huecos que permiten realizar el vertido del hormigón.
El sistema de encofrado-armado objeto de la invención permite construir todo tipo de formas y elementos de hormigón, por ejemplo estructurales, de fachada, prefabricados o in situ.
La invención no debe verse limitada a las formas de realización descritas en este documento. Expertos en la materia pueden desarrollar otras realizaciones a la vista de la descripción aquí realizada. En consecuencia, el alcance de la invención se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón caracterizado por que comprende:
- un elemento contenedor (1) de carácter flexible, rígido o mixto configurado para retener hormigón durante una fase de vertido y una fase de fraguado,
una pluralidad de armados flexibles (2) de fibra de carbono unidos al elemento contenedor (1) a través de una pluralidad de puntos de unión (3),
donde la pluralidad de armados flexibles (2) están configurados para situarse en el interior del elemento de hormigón durante la fase de vertido del hormigón y la fase de fraguado, y para proporcionar resistencia a tracción al elemento de hormigón una vez el hormigón ha fraguado.
2. Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón según la reivindicación 1 caracterizado por que la pluralidad de armados flexibles (2) están unidos con el elemento contenedor (1) y entre sí, a través de una pluralidad de puntos de unión formando al menos una red de armados flexibles, donde la situación de los puntos de unión entre los elementos que conforman dicha pluralidad de armados flexibles, y con el elemento contenedor, están determinados a partir de la resistencia estructural a soportar por el elemento de hormigón, una vez el hormigón ha fraguado.
3. Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón según la reivindicación 1 caracterizado por que las uniones entre el elemento contenedor (1) y la pluralidad de armados flexibles (2) son con un sistema a elegir entre costura, termo-sellado, adhesivo o medios mecánicos.
4. Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el elemento contenedor (1) comprende aberturas que permiten realizar el vertido del hormigón.
5. Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el elemento contenedor (1) está fabricado con una membrana flexible a base tejido de poliolefinas.
6. Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado por que el elemento contenedor (1) está fabricado con una membrana flexible a base de láminas de polietileno impermeables.
7. Sistema de encofrado-armado flexible para ejecución de elementos de hormigón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que comprende medios auxiliares para sustentar el elemento contenedor (1).
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