ITMI20121022A1 - Elemento modulare in polistirene espanso sinterizzato per la formazione di solai in calcestruzzo armato e solaio in calcestruzzo armato comprendente una pluralita' di detti elementi modulari. - Google Patents

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

DESCRIZIONE

CAMPO DELL’INVENZIONE

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.

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

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:

fig. 1 Ã ̈ una vista schematica in prospettiva di un elemento modulare in polistirene secondo la presente invenzione:

fig. 2 à ̈ una vista in sezione trasversale a scala ingrandita dell’elemento modulare di fig. 1; e

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.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DI UNA PREFERITA FORMA DI ATTUAZIONE

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Claims (7)

1. RIVENDICAZIONI 1) Elemento modulare in polistirene espanso sinterizzato per la formazione di solai in calcestruzzo armato, del tipo comprendente un corpo di polistirene all’interno del quale sono inglobati profilati metallici (A) che conferiscono auto-portanza all’elemento stesso, ed in cui detto corpo di polistirene ha una lunghezza a piacere e una sezione sostanzialmente rettangolare dalla quale aggettano inferiormente ali laterali (4) di basso spessore, caratterizzato da ciò che detti profilati metallici (A) hanno altezza complessiva (h) uguale o poco superiore all’altezza di dette ali laterali (4) e da ciò che in detto corpo di polistirene sono inoltre previsti uno o più incavi (2) in direzione trasversale rispetto a quella dei profilati metallici (A).
2. 2) Elemento modulare in polistirene espanso sinterizzato come in 1, in cui detti profilati metallici (A) hanno sezione ad Ω con lati piani raccordati a spigolo.
3. 3) Elemento modulare in polistirene espanso sinterizzato come in 1 o 2, in cui detti incavi trasversali (2) hanno dimensioni sostanzialmente uguali a quelle delle cavità (3) che si formano, al di sopra di dette ali laterali (4), in corrispondenza della zona di giunzione di due elementi (E) adiacenti.
4. 4) Elemento modulare in polistirene espanso sinterizzato come in 3, in cui detti incavi trasversali (2) hanno direzione perpendicolare a detti profilati metallici (A).
5. 5) Elemento modulare in polistirene espanso sinterizzato come in 4, in cui la distanza tra due incavi trasversali (2) adiacenti à ̈ uguale alla larghezza delle porzioni rilevate (1) di detti elementi (E).
6. 6) Elemento modulare in polistirene espanso sinterizzato come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui detti profilati metallici (A) aventi sezione ad Ω con lati piani raccordati a spigolo, presentano i due lati terminali paralleli alla superficie di fondo di detto elemento (E), detti lati essendo posizionati, adiacente ed esterno e, rispettivamente, interno al corpo di polistirene espanso.
7. 7) Solaio in calcestruzzo armato comprendente: un piano di getto formato da una pluralità di elementi modulari di polistirene espanso come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, disposti reciprocamente affianca ti; ferri di armatura (F) disposti all’interno di dette cavità longitudinali (3) e detti incavi trasversali (2); ed, eventualmente, reti di armatura (R) disposte sopra le porzioni interne (1) del corpo di polistirene di detti elementi (E).