Bloque de hormigón armado de aislamiento integral y sistema de ensamblaje en obras de muros.

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El objeto de la presente invención es un bloque de hormigón armado con hueco interior, con unas características técnicas de estructura y componentes que le confieren una alta resistencia mecánica y unas0 cualidades de aislamiento integral hasta ahora no conseguidas en las obras de construcción prefabricada a que se destina, siendo también de invención el sistema de ensamblaje utilizado entre bloques contiguos, basado en un dispositivo de anclaje diseñado en función del perfil5 modular del bloque.

En esencia, dicho prefabricado está constituido por dos placas simétricas de hormigón armado con resaltes troncocónicos por uno de sus lados, íntimamente unidas por0 la base de los mismos. En una realización avanzada, esta estructura incluye entre las dos placas componentes una lámina de aluminio u otro material metálico con propiedades reflectantes e impermeabilizantes, o bien puede sustituirse esta lámina por un relleno de masa de5 hormigón termoaislante, por ejemplo hormigón celular, espumas de poliuretano o productos similares en el espacio comprendido entre los resaltes de la placa destinada a quedar por el interior del muro o pared del edificio. 0 Se consigue así un bloque a modo de panel modular de hormigón armado de alta resistencia mecánica y alta capacidad aislante, de montaje rápido y sencillo, y con la posibilidad de un acabado con los recubrimientos y revestimientos convencionales, o bien quedando como cerramiento cara vista, lo que le hace aplicable en todo tipo de construcciones prefabricadas de paramentos y fachadas. Además, en su variante de bloque con lámina de aluminio integrada, que crea una barrera antivapor y radiante, minimiza los problemas derivados de humedades por condensación y ofrece una solución a aquellas edificaciones que requieran de protección en su interior frente a las radiaciones electromagnéticas, caso de los rayos gamma de antenas, telefonía móvil, etc., o las radiaciones causadas por gases o elementos radiactivos, como el gas radón.

El campo técnico de la invención es el de los materiales y elementos constructivos, en particular el de los prefabricados de hormigón en forma de bloques o cualquier otra para la construcción de partes de edificios, como suelos, paredes, techos y cubiertas. ESTADO DE LA TÉCNICA. -

Es ampliamente conocida una extensa variedad de realizaciones de construcciones prefabricadas de diseño modular, que se encuentra cada vez más extendida en el ámbito de la construcción residencial, civil e industrial.

Básicamente, este tipo de construcción modular consiste en el acoplamiento de piezas y productos prefabricados de hormigón de diferentes características para crear distintos tipos de elementos constructivos: cerramientos, forjados, fechadas con cámara de aire interior, etc. En el Catálogo de Elementos Constructivos del CTE (Código Técnico de la Edificación) se recogen los hormigones para piezas y productos prefabricados, entre los que se encuentran el hormigón convencional, hormigón con arcilla expandida o el hormigón celular, asi como los propios prefabricados para las diferentes aplicaciones constructivas, como es el caso de las bovedillas y casetones de hormigón, los bloques y ladrillos de hormigón, y las tejas de hormigón.

Dentro de los bloques o ladrillos prefabricados de hormigón, que son los destinados a la construcción de fachadas y paramentos, el CTE distingue entre bloque de hormigón convencional, bloque de hormigón aligerado hueco o macizo, dependiendo de que el porcentaje de huecos sea mayor o menor del 15% respectivamente, bloque de picón, y ladrillo de hormigón perforado o macizo, considerándose como ladrillo perforado el que tiene un porcentaje de huecos entre un 25-50%.

Entre todos ellos, los más utilizados en dicho tipo de construcciones por ser ligeros y con buena capacidad aislante son los bloques de hormigón aligerado huecos, también conocidos como bloques de hormigón alveolar, y los ladrillos de hormigón perforados. Estos bloques tienen forma prismática, con dimensiones normalizadas, y se presentan en una gran variedad de modelos, según el número y formas geométricas de sus cavidades. Su utilización permite aumentar el rendimiento en los procesos de construcción consiguiéndose acabados de superficies que pueden quedar vistos en locales o naves o, si se prefiere, pueden ser complementados exterior y/o interiormente con acabados de pintura, enlucidos con yeso o material de fábrica, en función de las características de calidad que se quiera dar al edificio.

Sin embargo, estos bloques y ladrillos de hormigón perforados no son apropiados para muros de carga, eligiéndose para la construcción prefabricada de los mismos bloques de hormigón macizos o placas de hormigón armado, como la placa contemplada en la patente española con número de publicación ES2070047R, cuya unión se viene realizando mediante soldadura eléctrica, y en lo referente al aislamiento, dichos prefabricados tampoco están preparados para actuar como barrera antivapor, para evitar las humedades por condensación, ni como barreras radiantes, para neutralizar la cada vez más abundantes radiaciones del medio exterior.

El prefabricado de hormigón desarrollado cubre las carencias de este tipo de módulos estructurales habitualmente utilizados en la construcción de fachadas y paramentos, mejorando la capacidad aislante e insonorizante propia de los mismos. Además, es un producto económico, y de fácil montaje gracias al dispositivo de anclaje creado el efecto. Como ya se ha comentado, el referido producto constructivo consiste en un bloque de hormigón armado hueco con un novedoso diseño estructural de dos placas simétricas enfrentadas con armadura lateral integrada y resaltes troncocónicos interiores, que le dota de capacidad portante sin menoscabo de una capacidad aislante e insonorizante consecuencia de la gran cámara de aire creada entre los resaltes internos, que puede verse mejorada en variantes del bloque que incluyen rellenos de masas de hormigón celular u otro de características termoaislantes como espumas de poliuretano o similares, o ampliada en la versión del bloque más innovadora, con lámina de aluminio o metal similar incorporada entre las dos placas, para actúa de barrar antivapor y radiante.

No se conoce hasta ahora un elemento constructivo en forma de bloque o panel modular con una estructura similar al de invención, o que incluya una lámina de aluminio o metálica a modo de barrera.

Una búsqueda realizada a la base de datos Espacenet, que recoge patentes y solicitudes de patentes publicadas en más de 90 países, incluso patentes europeas y solicitudes PCT, revela la inexistencia a nivel mundial de documentos de patentes que anticipen cualquier prefabricado de hormigón con lámina de aluminio incorporada a modo de barrera aislante, y de búsquedas en bases de datos nacionales, como la base de datos Invenes de la OEPM, tampoco se desprende la existencia de una estructura de hormigón similar a la aquí presentada, todo lo cual confirma que el bloque de hormigón armado preconizado es una invención merecedora del derecho de patente .

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN. -

Profundizando en la exposición de la invención, se puede decir que ésta consiste en un bloque de hormigón armado con hueco interior, con un diseño y componentes en base a varias terminaciones que añaden a su función puramente estructural, de resistencia mecánica, una función de aislamiento integral en los muros y fachadas con cámara de aire de la diversidad de construcciones prefabricadas en las que encuentra aplicación, bien sean muros con cámara de aire estanco, o en versión ventilada, en tanto que una vez correctamente instalado a través de la especifica técnica desarrollada al efecto, actúa como aislante térmico, acústico, frente a la humedad, y en su variante de bloque con placa de aluminio integrada, también como barrera antivapor y barrera radiante. Concretamente se trata de un mampuesto prefabricado hueco de hormigón, que como todo esta clase de estructuras modulares está elaborado normalmente con hormigones finos o morteros de cemento, y con unas dimensiones predefinidas, catalogables , según el tipo de muro o pared objeto de construcción, esencialmente caracterizado por una estructura formada por dos placas rectangulares simétricas de hormigón con resaltes troncocónicos y armadura de acero integrada por su lado plano, unidas entre si por las bases de sus resaltes mediante una resina o pegamento epoxi especifico para hormigón.

En una versión avanzada, para edificaciones con altas exigencias aislantes, especialmente en lo referido a radiaciones electromagnéticas (rayos gamma) o gas radón, el bloque lleva incorporado una lámina o membrana metálica entre los resaltes troncocónicos de las dos placas enfrentadas, paralela a sus lados laterales, de modo que ambas placas constituyentes quedan unidas entre si a través de dicha lámina o membrana mediante una resina o pegamento epoxi especifico en este caso para hormigón- metal . Dicha lámina o membrana metálica interna es idealmente de aluminio, pero también puede ser de titanio- acero inoxidable, u otros metales o aleaciones con capacidad reflectante e impermeabilizante.

El bloque de hormigón en sus dos variantes anteriores, con o sin placa de aluminio incorporada, puede llevar un recubrimiento de espuma de poliuretano proyectado por la superficie interna de una o las dos placas enfrentadas, lo que le confiere un mayor grado de aislamiento térmico y acústico.

También puede presentarse con otras ventajosas variantes, sustituyendo la placa o membrana metálica por un relleno de cualquier masa de hormigón termoaislente, es decir, un hormigón liviano con propiedades aislantes del calor y también del sonido, o bien espuma de poliuretano o similar, en el espacio comprendido entre los resaltes troncocónicos de una de las placas enfrentadas, la destinada a quedar por el interior del muro o pared del edificio objeto de construcción, mejorándose además asi su resistencia y capacidad impermeabilizante. En particular, dicho relleno de la mitad interna del bloque puede ser de hormigón celular, hormigón de perlita expandida u hormigón de poliextireno expandido, que son materiales de contrastada capacidad de aislamiento térmico y acústico.

El bloque asi constituido, bien en su forma básica, de panel formado por dos placas de hormigón armado con resaltes enfrentados, en su versión avanzada, con lámina de aluminio incorporada entre resaltes, o en sus variantes con relleno de masas de hormigón o espuma de poliuretano en su mitad interior, puede utilizarse con diferentes tamaños tipificados en función del tipo de construcción a que se destine. Puede utilizarse en forma de un pequeño bloque ligero, de peso inferior a los 30 kg, como un prefabricado semipesado, de peso inferior normalmente a los 500 kg, o incluso como un prefabricado pesado, superior a los 500 kg.

Se presenta también como de propia invención un sistema de montaje de los bloques de hormigón armado desarrollados en la construcción de cerramientos, basado en un dispositivo de anclaje con pestañas a ambos lados de sus extremos que permiten el acoplamiento entre bloques contiguos . En las obras de construcción prefabricada de muros y paredes con cámara de aire estanco, o en versión ventilada, utilizando los bloques de invención, los bloques se van colocando y ensamblando posicionados lateralmente, asentados sobre dos perfiles paralelos de sus placas de hormigón laterales. Pues bien, dicho dispositivo de anclaje entre bloques está constituido por una placa o cercha de acero de forma rectangular de longitud igual a la de los dos perfiles paralelos de cada bloque que quedan en posición vertical una vez asentados, y anchura variable entre la existente entre lados externos e internos de las placas de hormigón laterales, que está provista en ambos lados de sus extremos de al menos tres pares de pestañas enfrentadas, dobladas a 90° en sentido opuesto en cada par a una distancia entre ellas igual a la existente entre los lados internos de las placas de hormigón laterales de cada bloque, de tal manera que dos bloques contiguos queda fijados a través la placa de anclaje mediante la inserción de las pestañas salientes de uno de los lados por la parte interna de las dos placas paralelas de hormigón de uno de los bloques, y la inserción de las pestañas salientes del lado opuesto por la parte interna de las dos placas paralelas de hormigón del bloque adyacente.

La ventaja técnica que aporta el bloque de invención en la construcción prefabricada de cerramientos, por el sistema también novedoso previsto al efecto, es la combinación de unas sobresalientes características mecánicas, que posibilitan su utilización en cualquier tipo de muro o paramento, incluso como bloque estructural, con una alta capacidad aislante frente a los diferentes factores físicos del medio exterior: la temperatura, el ruido, e incluso, en la variante de bloque con lámina reflectante integrada, la humedad por condensación y las radiaciones, tanto de tipo electromagnético, caso de los rayos gamma de antenas, teléfonos móviles, etc., como las provenientes de gases y elementos radiactivos, como el gas radón, todas las cuales pueden terminar siendo muy nocivas para la salud.

La singular estructura del bloque conformada por dos placas macizas de hormigón armado con resaltes troncocónicos solapadas por las bases de los mismos, le confiere una alta resistencia mecánica, tanto a esfuerzos de compresión, característica propia del hormigón, pero que en este caso se ve mejorada por la disposición de dichos resaltes macizos por los lados internos de las placas, como frente a otros tipos de esfuerzos, de tracción, flexión, cortante, etc., debido a la armadura de acero integrada en los lados externos de las placas, comportándose el conjunto muy favorablemente ante las diversas solicitaciones. Debido a ello el bloque pueda ser empleado sin problema en la construcción de muros con funciones estructurales, cuando deban soportar forjados superiores .

En cualquier caso, el bloque ofrece una alta capacidad de aislante térmico y acústico en las construcciones en las que se utiliza. Debido al gran espacio hueco entre sus dos placas con resaltes, puede ser utilizado en la construcción de muros y fachadas con cámara de aire estanco, o en versión ventilada, si se prevén puentes de aire en los puntos de acoplamiento entre bloques, con una gran cantidad de aire acumulada en su interior, lo que le convierte en un excelente aislante frente al calor, el frío y el ruido; capacidad esta que puede acentuarse utilizando el bloque con un recubrimiento interno de espuma de poliuretano proyectado.

En la versión avanzada de bloque con lámina o membrana metálica integrada se refuerza dicha capacidad de aislante término y acústico, y se le dota de una capacidad aislante adicional frete a la humedad por condensación y frente a las radiaciones electromagnéticas. Una lámina de aluminio, aleación de titanio-acero inoxidable, u otro metal o aleación de características similares, en cuanto a ligereza, resistencia a la corrosión, impermeabilidad y alta capacidad reflectante, insertada entre las dos placas de hormigón armado componentes del bloque, crea:

- un espacio interior compartimentado en dos cámaras que mejoran su comportamiento insonorizante; - una barrera antivapor que evita humedades por condensación, por lo que en esta versión también presenta un comportamiento impermeabilizante; y - una barrera radiante, tanto frente a la transferencia de calor por radiación, que mejora su capacidad de aislante térmico, como frente a las radiaciones de diferente naturaleza y procedencia, en particular las radiaciones electromagnéticas, los rayos gamma de teléfonos, antenas, etc., a los que algunas personas son susceptibles y terminan afectadas en la salud al cabo de los años si durante la mayor parte de su tiempo no están protegidas, y las originadas por metales y elementos radiactivos, como las emanaciones de gas radón que se dan en ciertos tipos de terreno y que también son muy peligrosas para la salud de cualquier persona.

La capacidad de aislamiento térmico y acústico del bloque también se ve incrementada sustituyendo la referida lámina interna de aluminio por relleno de masas de hormigón celular, hormigón de perlita expandida u hormigón de poliextireno expandido, que son los tres tipos elegidos por sus propiedades termoaislantes . Una de las ventajas más destacables del hormigón celular, además de su ligereza y características ignífugas, es su poder de aislamiento térmico y acústico, por lo que es ideal como relleno del bloque en cuestión, donde la resistencia mecánica ya viene conferida por sus placas de hormigón armado. Igual ocurre con el hormigón de perlita-expandida, conocido aglomerante en el hormigón ligero como aislante del calor y del sonido, y con los hormigones de poliestireno expandido, obtienen mezclando cemento, arena, agua y perlitas de poliestireno pre- expandidas o poliestireno expandido molido, que aportan un excelente aislamiento térmico, además de escasa absorción de humedad.

Por otro lado, el sistema de ensamblaje de bloques contiguos en la construcción modular de cerramientos, mediante el dispositivo de anclaje diseñado en función de la geometría de su estructura, supone un montaje rápido y seguro, lo que también es una ventaja considerable.

En definitiva, el presente invento es de tal magnitud, que utilizando únicamente estos bloques modulares, sin necesidad de importantes obras de acabado, se pueden construir diversidad de edificaciones con las mayores garantías de aislamiento térmico, acústico, contra la humedad y, en su caso, contra las radiaciones y energías nocivas producidas por la gran variedad de dispositivos electrónicos presentes en la vida cotidiana y fuentes naturales radiactivas. Nunca ha sido tan fácil y económico construir una edificación tan confortable, segura y saludable.

Planos y dibujos. -

Al final de la presente memoria descriptiva se incluyen las siguientes figuras para una mejor compresión de las características técnicas del bloque de hormigón armando desarrollado, y del sistema con el que se utiliza en la construcción prefabricada:

La figura 1 es una vista en perspectiva del bloque en su versión más sencilla, es decir, dos placas iguales de hormigón armado con resaltes fijadas por la bases de los resaltes .

La figura 2 es una vista en perspectiva del bloque con lámina de aluminio integrada, que es el bloque anterior en versión de aislamiento avanzada, donde la lámina queda fijada entre las bases de los resaltes de las dos placas. La figura 3 es una vista en sección transversal por la zona de resaltes del bloque con placa de aluminio integrada anterior.

La figura 4 es una vista en sección transversal por la zona de resaltes de un bloque en el que la placa metálica es sustituida por un relleno de masa de hormigón termoaislante, por ejemplo hormigón celular, en una de sus dos mitades interiores. La figura 5 es una vista en perspectiva del dispositivo de anclaje utilizado para el acoplamiento de bloques adyacentes en la construcción prefabricada de cerramientos . Por último, la figura 6 muestra una vista en sección transversal del de dos bloques con lámina metálica ensamblados por medio de dicho dispositivo de anclaje.

MODO DE EJECUCIÓN. -

Como puede verse en las anteriores figuras, el bloque de hormigón armado desarrollado consta de dos placas iguales (1) de hormigón con resaltes troncocónicos (2) unidas por la base de estos resaltes, y con armadura de acero (3) integrada en sus lados laterales. En una realización preferente, para crear la barrera antivapor y radiante, entre ambas placas se sitúa la lámina de aluminio (4), o metal reflectante de propiedades similares, y en cualquier caso el bloque pude llevar un recubrimiento de espuma de poliuretano proyectado por el interior (5) de una o las dos de sus placas componentes. El bloque puede comercializarse también, en lugar de con lámina metálica reflectante, con relleno (6) de masa de hormigón termoaislente o espuma de poliuretano en el espacio comprendido entre los resaltes de una de las placas componentes, la destinada a quedar por el interior de la fachada objeto de construcción.

En cualquiera de sus variantes, para el montaje y ensamblaje del bloque en la construcción de cerramientos se utiliza el dispositivo de anclaje representado en la figura 5, constituido por una placa o cercha de acero de forma rectangular (7) provista en ambos lados de sus extremos de al menos tres pares de pestañas (8) enfrentadas . Una vez repasadas estas características técnicas del bloque de hormigón en cuestión y de su sistema de ensamblaje, resulta fácil para un experto en el ámbito de los materiales y elementos constructivos poder llegar a su fabricación e instalación en obra.

Como todo elemento prefabricado, el bloque debe ser manufacturado previamente en fábrica o en otro sitio cercano a la obra, para luego proceder al montaje en la construcción modular de que se trate.

El proceso de fabricación se lleva a cabo de forma similar a la de cualquier bloque de hormigón, utilizando moldes metálicos donde se vierte la mezcla de cemento, arena, agregados pétreos y aditivos componentes de la masa. Las piezas pueden ser fabricadas en distintas densidades y con distintos aditivos químicos, según las aplicaciones concretas a las que estén destinados.

En este caso particular, dicho proceso de fabricación se aplica a la manufactura de las placas de hormigón armado con resaltes troncocónicos componentes del bloque, que son fabricadas por separado, en moldes de forma y dimensiones adecuadas donde primero se coloca la armadura de acero y luego se vierte la mezcla para la masa de hormigón . Una vez fabricadas estas placas de hormigón armado, que en su caso pueden ser recubiertas por el lado de resaltes troncocónicos con espuma de poliuretano proyectado, cada bloque se conforma enfrentando y pegando dos placas por las bases de sus resaltes, para lo cual se utiliza una resina o pegamento epoxi específico para hormigón. Ahora bien, si el bloque se presenta con lámina o membrana de aluminio o metálica integrada, ésta, previamente cortada a mediada, debe ser situada entre placas enfrentadas y proceder al pegado de las mismas a través de ella, utilizando para ello una resina o pegamento epoxi específico para hormigón-metal. Si el bloque prevé un recubrimiento interno de espuma de poliuretano proyectado, este debe ser aplicado antes del solape de las placas. Asimismo, si el bloque se presenta, en vez de con lámina metálica integrada, saturado en su mitad con masa de hormigón termoaislante o espuma de poliuretano, es decir, rellenando el espacio entre resaltes de una sus placas componentes, la destinada a quedar por el interior de la fachada objeto de construcción, este relleno se aplica durante el proceso de fabricación de la placa en molde, de modo que el bloque se conforma solapando una placa sin relleno con otra con relleno. Una vez fabricados los bloques en sus diferentes variantes, según el tipo de construcción en que deban aplicarse, quedan listos para su montaje en obra.

El montaje de los bloques puede realizarse con grúas o en forma manual, según sus dimensiones, que como se ha visto pueden ser variables dentro de unos márgenes normalizados .

El ensamblaje de los bloques, que deben estar lateralmente posicionados en el plano de construcción del muro o pared, asentados sobre dos perfiles paralelos de sus placas de hormigón laterales (1), se realiza por el sistema específicamente ideado para la estructura de los mismos, utilizando el dispositivo de anclaje entre bloques contiguos descrito, constituido por una placa o cercha de acero de forma rectangular. El aseguramiento de la estructura modular formada por los bloques así acoplados se puede conseguir con morteros o masillas de pegado cubriendo los intersticios entre bloques, incluso en determinados casos, por soldadura de la placa de anclaje con los extremos de las armaduras de acero dejadas, con este propósito, sobresaliendo de las placas externas de cada bloque.

Los muros y paredes de edificios así construidos, mediante bloques convenientemente ensamblados a modo de paneles modulares, pueden dejarse directamente a la vista como material de acabado, o pueden presentarse según diferentes terminaciones, recubiertos por una o ambas caras por cualquier capa superficial, sintética o mineral, según el uso que se destinen. Por ejemplo, una fachada de estos módulos prefabricados de hormigón, con cámara de aire estanco o cámara ventilada, y un revestimiento interior de fábrica de ladrillo cerámico hueco o placa de yeso laminado, o formado por un enlucido, un enfoscado o un alicatado, son las posibilidades más usuales de edificación .