DESCRIPCIÓN

Procedimiento de construcción de bóvedas sin cimbra mediante arcos escarzanos de poliestireno extruido.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se incluye dentro del sector de la edificación industrial de piezas de poliestireno extruido (XPS) para su aplicación en la construcción de forjados de piso o cubiertas de naves mediante bóvedas de perfil escarzano. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El antecedente más cercano consiste en una solicitud de patente WO 2009053515 titulada "Procedimiento de construcción de bóvedas sin cimbra mediante arcos escarzanos", que utiliza bloques de cerámica o de hormigón para construir bóvedas. Esta solicitud fue presentada por la Universidad de Alicante en el pasado año 2007, y consiste en un procedimiento de construcción de bóvedas que fue desarrollado de forma previa al que hoy se presenta en esta solicitud.

El procedimiento arriba citado utiliza cuatro bloques diferentes (dovela, media dovela, clave y salmer) y consiste en el montaje de tales piezas apoyando unas con otras en la dimensión longitudinal. El nuevo procedimiento simplifica el montaje y el número de piezas, ahora se trabaja solo con dos modelos de piezas diferentes, bloque dovela y bloque media dovela, y se ha mejorado el diseño de tales piezas y el sistema de construcción en general.

Este segundo procedimiento aporta mejoras en cuanto a sencillez técnica y simplificación del sistema constructivo, puesto que se han eliminado etapas en el procedimiento de construcción y se agilizado el montaje de las piezas. Además, solo se utilizan dos tipos diferentes de piezas de poliestireno eximido con mayores facilidades de montaje derivadas de la utilización de este material.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

Se plantea un procedimiento de construcción que resuelve la construcción de forjados de piso o cubiertas de naves a base de bóvedas de perfil escarzano formadas por bloques dovelas de poliestireno extruido.

Estos bloques se colocan adosados unos con otros formando arcos, que pueden ser arcos pares o impares. Según la tipología del arco están formados solo por bloques dovelas en el caso de los arcos impares, o por bloques dovelas y medias dovelas en el caso de los pares. Los bloques dovelas y los bloques medias dovelas tienen salientes y entrantes que hacen que las piezas vayan encajando de manera limpia y sencilla.

Los arcos y por extensión la bóveda resultante apoyan en vigas paralelas de la estructura, expresamente preparadas para recibir la bóveda.

Las ventajas que aporta este procedimiento en comparación con el procedimiento anterior son las siguientes: ^■ Reduce el número de bloques pasando de cuatro en el procedimiento anterior, a dos piezas en este segundo procedimiento. ■ En el primer procedimiento, los bloques se fabrican con hormigón en masa o con cerámica, mientras que los bloques del segundo procedimiento son de poliestireno extruido, que es mucho más ligero y permite un montaje más sencillo y limpio. ■ Los bloques dovelas y medias dovelas no utilizan ningún adhesivo para su puesta en obra.

Mientras la unión entre los arcos impares y pares del procedimiento anterior se produce por adherencia del mortero de yeso y por otra parte mediante el saliente del bloque de clave, en este segundo procedimiento la unión se produce por el encaje de los salientes y entrantes que tiene los bloques dovelas.

El procedimiento inicial se aplica para salvar luces de 6m, mientras que el segundo procedimiento puede salvar luces mayores empleando bloques dovelas que tengan un canto del 5% de la luz entre apoyos.

^■ El segundo procedimiento proporciona aislamiento térmico y acústico muy superior al procedimiento inicial.

En la construcción de esas bóvedas se combinan los arcos escarzanos pares y los arcos escarzanos impares. Estos arcos se componen de dos piezas, que se explican a continuación: ^■ Bloque dovela.

Es una pieza en forma de prisma rectangular con seis caras. De estas seis caras, dos de ellas son paralelas y otras dos convergentes. Una de las caras mayores presenta dos salientes paralelos y la cara opuesta, presenta dos entrantes paralelos en el mismo lugar que los salientes de la primera cara, de tal manera que entrantes y salientes tienen dimensiones casi iguales para que se produzca el encaje entre los bloques dovelas. Los salientes y los entrantes tienen sus cuatro aristas redondeadas para facilitar el encaje entre los bloques.

Estas piezas se utilizan para formar los arcos impares y los pares que van a constituir la bóveda.

^■ Bloque media dovela.

Tiene la mitad de ancho que el bloque dovela. Es una pieza en forma de prisma rectangular con seis caras. De estas seis caras, dos de ellas son paralelas y otras dos convergentes. Una de las caras mayores presenta dos salientes paralelos y en la otra presenta dos entrantes paralelos en el mismo lugar que los salientes de la cara opuesta, de tal manera que entrantes y salientes tienen dimensiones casi ¡guales para que se produzca el acoplamiento entre los bloques. Al igual que sucedía con el bloque dovela, los salientes y entrantes tienen sus cuatro aristas redondeadas para facilitar el acoplamiento. La misión del bloque media dovela es la de producir trabazón en el aparejo entre los arcos por desplazamiento de las juntas entre los bloques dovelas. El bloque media dovela sólo está presente en los arcos pares y se coloca contra la estructura de apoyo lateral del arco, en ambos extremos de cada arco par. En cuanto a las características del material, que trabaja fundamentalmente a compresión, las propiedades del poliestireno extruido (XPS) están reguladas por la norma europea EN 13164, donde se especifica que:

■ La compresión está entre 2 Kp/cm2 y 7 Kp/cm2.

^■ La deformación es del 1 ,5% a 2% en 50 años.

■ La conductividad térmica está comprendida entre 0,029 W/mK y 0,036 W/mK.

■ La absorción de agua del 0,7% a inmersión total, y la densidad de 30 Kp/m3.

El proceso de fabricación se realiza creando un molde que se adapta al perfil del bloque dovela, y luego, en un proceso de extrusión, se cortan las piezas al tamaño preferido, y se obtienen los bloques medias dovelas.

Una vez construida la estructura de apoyo de los arcos, se comienza a formar el arco impar utilizando bloques dovelas sin montaje de cimbras, que van pegados a un muro de cabeza por la cara que muestran los entrantes, lo cual sirve para dar una estabilidad inicial a la bóveda. El único arco que va pegado es el primero, el resto de la estructura se forma a partir del encaje de los bloques.

El siguiente arco que se forma es un arco par y se empieza a construir utilizando bloques medias dovelas, que se apoyan en sus dos extremos, en la estructura de apoyo lateral, y que va encajado con el arco impar haciendo coincidir los salientes y los entrantes de los bloques.

La aplicación inmediata es la construcción de bóvedas para forjados en la edificación, y también naves y recintos de grandes luces ya que este material tiene muy baja densidad, se maneja fácilmente y las piezas pueden ser de gran tamaño.

No se requiere mano de obra especializada ya que se trata únicamente de encajar unas piezas con otras y no necesitan cimbras pues en la formación de arcos cada una apoya en la anterior y a su vez encaja entre las dos del arco contiguo quedando trabado un arco con el siguiente.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es la representación de un bloque dovela.

El espesor total del bloque dovela se compone de tres partes de la misma medida, los salientes, el cuerpo central y los entrantes. Por una de las caras mayores, la altura total del bloque dovela se divide en seis partes de la misma medida cada una, que de arriba a abajo serían, una parte plana, un saliente, dos partes planas, un saliente, y una parte plana; por la otra cara, la altura total del bloque dovela se divide también en seis partes de la misma medida cada parte, que de arriba a abajo se compone de, una parte plana, un entrante, dos partes planas, un entrante, y una parte plana.

La figura 2 es la representación de un bloque media dovela.

El espesor total del bloque media dovela se compone de tres partes de la misma medida, los salientes, el cuerpo central y los entrantes. Por una de las caras mayores, la altura total del bloque media dovela se divide en seis partes de la misma medida cada parte, que de arriba a abajo se compone de, una parte plana, un saliente, dos partes planas, un saliente, y una parte plana; por la otra cara, la altura total del bloque media dovela se divide también en seis partes de la misma medida cada parte, que de arriba a abajo se compone de, una parte plana, un entrante, dos partes planas, un entrante, y una parte plana.

En la figura 3 se representa el detalle del aparejo de los arcos para formar la bóveda arrancando de la estructura de apoyo lateral y partiendo del arco impar; a continuación un arco par encajado al anterior y trabado con él donde se observa la existencia del bloque media dovela; a continuación otro arco impar encajado al anterior y trabado con él; a continuación otro arco par encajado al anterior y trabado con él, que muestra el bloque dovela y el bloque media dovela separadas del resto para que se aprecie mejor el aparejo del conjunto de los arcos.

DESCRIPCIÓN DETALLADA

En el procedimiento de construcción descrito, los elementos que se utilizan son los siguientes:

^■ Bloque dovela (figura 1). Se utiliza para formar los arcos impares 5 y los arcos pares 6.

^■ Bloque media dovela (figura 2). Se utiliza para formar los arcos pares 6. En cada arco par se utilizan dos bloques medias dovelas para trabar el arco par con el arco impar, y hacer que el ajuste con la estructura de apoyo lateral 7 sea perfecto.

El procedimiento de construcción consiste en colocar apoyados longitudinalmente unos bloques dovelas con otros, formando los arcos de la bóveda. Cada arco contiene una serie de bloques dovelas colocados en paralelo, encajados unos con otros, con la particularidad de que los arcos pares tienen en cada uno de sus extremos un bloque media dovela que va colocado entre el bloque dovela contiguo y la estructura de apoyo lateral 7.

Las dovelas de cada arco van encajadas con las dovelas de los arcos contiguos, de modo que los salientes de los bloques dovelas de un arco encajan con los entrantes 2 de los bloques dovelas del siguiente arco. De esta forma, se van construyendo los distintos arcos que forman la bóveda.

Los bloques dovelas y los bloques medias dovelas tienen salientes 1 ,3 y entrantes 2,4 del mismo tamaño y forma para encajar con los demás bloques. Los salientes 1 ,3 tienen sus cuatro aristas redondeadas para facilitar el encaje con los entrantes 2,4 de los otros bloques.

Las piezas lateralmente están adosadas unas con otras. Mientras que los arcos están encajados unos con otros, así los bloques del arco impar se encajan con los bloques del arco par, de forma que los salientes de las dovelas del arco impar se introducen en los entrantes de las dovelas del arco par. El primer arco, que sería un arco impar 5, se empieza a construir colocando un bloque dovela sobre la estructura de apoyo lateral 7 en el extremo izquierdo del arco, y simultáneamente se hace la misma operación en el otro extremo. Este primer arco además va pegado sobre un muro frontal que proporciona estabilidad al mismo, evitando así el uso de cimbras.

El segundo arco, que sería un arco par 6, se empieza a construir colocando un bloque media dovela sobre la estructura de apoyo lateral 7 en el extremo izquierdo del arco, y simultáneamente se hace la misma operación en el otro extremo. Este segundo arco apoya como el primero sobre la estructura de apoyo, y además va encajado al primer arco impar que acabamos de construir.

Las dovelas de cada arco van encajadas con las dovelas de los arcos contiguos, de modo que los salientes 1 de las dovelas del arco impar primero, encajan con los entrantes 2 de las dovelas del arco par segundo. En una siguiente fase, los salientes 1 de las dovelas del arco par encajan con los entrantes 2 de las dovelas del siguiente arco impar y así sucesivamente hasta la construcción final de la bóveda.

A partir de la construcción de los dos primeros arcos, arco impar 5 y arco par 6, se continúa repitiendo el mismo sistema expuesto hasta aquí. El procedimiento de construcción continúa levantando arcos (tanto pares como impares) desde los apoyos hasta el centro para finalizar colocando los últimos bloques dovelas en la posición central para cerrar el arco.