Método para elaborar elementos de construcción compuestos.

Un método para formar un elemento de construcción compuesto hueco (238) del tipo adecuado para uso comomaterial de construcción,

el método comprende:

proporcionar un ensamble de molde inflable alargado (202) que tiene un eje longitudinal, y que tiene adicionalmente:una pared de saco flexible, sustancialmente tubular (204) que definen una cavidad inflable alargada;

una tela de refuerzo (206) posicionada de forma concéntrica alrededor de la pared de saco flexible; y

una capa externa impermeable al aire flexible (208) posicionada de forma concéntrica alrededor de la tela (206), con lapared de saco (204) y la capa externa que define un espacio anular alargado, con la tela (206) que se posiciona dentrodel espacio;

aplicar tensión en una dirección longitudinal a la tela (206) e introducir un fluido en la cavidad para por lo menos inflarparcialmente el molde y dar forma a la tela;

diseñar el molde a una forma deseada mientras que la tela se mantiene bajo tensión;

impregnar el espacio anular alargado y la tela con un material que otorga rigidez; y

endurecer el material que otorga rigidez mientras que la tela se mantiene en tensión para formar un elemento deconstrucción compuesto hueco rígido.

Método para elaborar elementos de construcción compuestos Antecedentes Se describen aquí diversas realizaciones de un elemento de construcción compuesto y métodos para elaborar dichos elementos de construcción. En particular, las realizaciones descritas aquí se relacionan con elementos de construcción compuestos mejorados del tipo usualmente adecuado para uso como un material de construcción. Ejemplos de dichos elementos incluyen arcos y vigas tubulares livianos.

En el pasado, se han producido diversos tipos de tecnologías que se han utilizado con el fin de construir puentes de arco enterrados de tramo corto y medio, así como también algunas instalaciones de almacenamiento subterráneas y túneles. Estas estructuras tienen comúnmente forma de arco, y normalmente se recubren con una sobrecarga de tierra que recibe tráfico u otra carga. Los elementos de construcción con forma de arco también se utilizan en construcción de edificaciones como elementos estructurales.

Un método para proporcionar dichos elementos de construcción es utilizar estructuras de concreto prefundido que se hacen en una ubicación y luego se envían al sitio de construcción. Otro sistema incluye el uso de estructuras de concreto fundidas en el sitio que se forman en el sitio de construcción y luego se levantan de su lugar por medio de grúas o similares. Aún otra tecnología incluye el uso de estructuras de tubos metálicos. Adicionalmente, se puede utilizar concreto reforzado con acero y con metal como elementos de construcción. Cada vez más, se utilizan los materiales compuestos en la industria de la construcción.

Los factores importantes en la selección de materiales de construcción incluyen el coste de los materiales, facilidad de transporte e instalación, durabilidad, peso, duración de tiempo de construcción, necesidad de equipos de elevación para instalación, complejidad de la secuencia de construcción, rendimiento general, y costes de instalación generales. Sería ventajoso si se pueden desarrollar sistemas y materiales de construcción mejorados para la industria de la construcción.

El documento JP-A-61220830 describe el moldeo de una tubería en donde las fibras continuas impregnadas con resina se enrollan alrededor de un molde cilíndrico inflable, que luego se expande contra una cámara de formación externa después de lo cual se cura la resina.

Resumen La presente solicitud describe diversas realizaciones de un elemento de construcción. Una realización de un método para formar un elemento de construcción compuesto hueco del tipo adecuado para uso como material de construcción incluye proporcionar un ensamble de molde inflable alargado que tiene un eje longitudinal, una pared de saco tubular flexible que define una cavidad inflable alargada, una tela de refuerzo posicionada de forma concéntrica alrededor de la pared de saco flexible, y una capa externa impermeable al aire flexible posicionada de forma concéntrica alrededor de la tela. La pared de saco y la capa externa definen un espacio anular alargado con la tela posicionada allí. Se aplica tensión en forma longitudinal a la tela y el fluido introducido en la cavidad por lo menos para inflar parcialmente el molde y dar forma a la tela. El molde se diseña a una forma deseada mientras que la tela se mantiene bajo tensión. El espacio anular alargado y la tela se impregnan con un material que otorga rigidez. El material que otorga rigidez se endurece mientras que la tela se mantiene en tensión para formar un elemento de construcción compuesto hueco rígido.

Un ensamble de molde inflable para formar un elemento de construcción compuesto hueco adecuado para uso como material de construcción incluye un ensamble de molde. El ensamble de molde tiene un eje longitudinal, y adicionalmente incluye una pared de saco flexible, sustancialmente tubular que define una cavidad inflable alargada, una tela de refuerzo posicionada de forma concéntrica alrededor de la pared de saco flexible, y una capa externa impermeable al aire flexible posicionada de forma concéntrica alrededor de la tela, con la pared de saco y la capa externa que define un espacio anular alargado, con la tela que se posiciona dentro del espacio.

Un sistema para elaborar un elemento de construcción compuesto hueco rígido incluye un ensamble de molde inflable para un elemento de construcción compuesto hueco adecuado para uso como un material de construcción. El ensamble de molde inflable se alarga y tiene un eje longitudinal. El ensamble de molde tiene adicionalmente una pared de saco flexible, sustancialmente tubular que define una cavidad inflable alargada, una tela de refuerzo posicionada de forma concéntrica alrededor de la pared de saco flexible, y una capa externa impermeable al aire flexible posicionada de forma concéntrica alrededor de la tela, con la pared de saco y la capa externa que define un espacio anular alargado, con la tela que se posiciona dentro del espacio. Se proporciona un aparato para aplicar tensión a la tela en una dirección longitudinal, el aparato para introducir un fluido en la cavidad para inflar la pared de saco tubular, y un aparato para impregnar el espacio anular alargado y la tela con un material que otorga rigidez para formar un elemento de construcción compuesto hueco rígido.

En otra realización, un método para formar un elemento de construcción compuesto hueco del tipo adecuado para uso como un material de construcción incluye proporcionar un ensamble de molde inflable alargado que tiene un eje longitudinal, en donde el molde tiene una tela de refuerzo trenzada que se extiende a lo largo del ensamble de molde. La tensión se aplica en una dirección longitudinal a la tela y la tela se impregna con un material que otorga rigidez mientras que se da forma al ensamble de molde. El material que otorga rigidez se endurece mientras que la tela se mantiene en tensión para formar un elemento de construcción compuesto hueco rígido.

En otra realización, un método para formar un elemento de construcción compuesto hueco del tipo adecuado para uso como un material de construcción incluye proporcionar un ensamble de molde inflable alargado que tiene un eje longitudinal. El ensamble de molde tiene adicionalmente una pared de saco flexible, sustancialmente tubular que define una cavidad inflable alargada, una tela de refuerzo posicionada de forma concéntrica alrededor de la pared de saco flexible, la tela se preimpregna con un material de resina, y una capa externa impermeable al aire flexible posicionada de forma concéntrica alrededor de la tela, con la pared de saco y la capa externa que define un espacio anular alargado, y la tela se posiciona dentro del espacio. Se aplica tensión en una dirección longitudinal a la tela y se introduce un fluido en la cavidad para inflar por lo menos parcialmente la pared de saco y dar forma a la tela. El ensamble de molde se diseña en una forma deseada mientras que la tela se mantiene bajo tensión. Luego se inicia el curado del material de resina mientras que la tela se mantiene en tensión para formar un elemento de construcción compuesto hueco rígido.

Otras ventajas del elemento de construcción serán evidentes para aquellos expertos en la técnica a partir de la siguiente descripción detallada, cuando se lee a la luz de los dibujos acompañantes.

Breve descripción de los dibujos La Figura 1 es una ilustración esquemática de porciones de un ensamble de molde tubular inflable para elaborar elementos de construcción compuestos, el ensamble de molde está en una condición desinflada.

La Figura 2 es una vista en sección transversal esquemática en elevación de una porción del ensamble de molde en una condición parcialmente inflada.

La Figura 3 es una vista esquemática similar a aquella de la Figura 2, con el ensamble de molde completamente inflado, y con un vacío parcial aplicado al ensamble de molde.

La Figura 4 es una vista esquemática similar a aquella de la Figura 2, con el ensamble de molde que experimenta rigidez.

La Figura 5 es una ilustración esquemática que muestra un ensamble de molde inflado que se dobla alrededor de un encofrado mientras que se aplica una fuerza externa tangente a una curvatura del ensamble de molde curvado inflado en un punto de contacto con el encofrado, y que muestra un dispositivo para aplicar tensión a un extremo del ensamble de molde curvado.

La Figura 6 es una ilustración esquemática de una estructura compuesta inflable rígida después que se retira de un encofrado.

La Figura 7 es una ilustración esquemática alargada de un área en la Figura 6 que muestra un ángulo de fibras en estructura compuesta inflable rígida relativa a la dirección de aro de la estructura compuesta inflable rígida.

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1. Un método para formar un elemento de construcción compuesto hueco (238) del tipo adecuado para uso como material de construcción, el método comprende:

proporcionar un ensamble de molde inflable alargado (202) que tiene un eje longitudinal, y que tiene adicionalmente:

una pared de saco flexible, sustancialmente tubular (204) que definen una cavidad inflable alargada;

una tela de refuerzo (206) posicionada de forma concéntrica alrededor de la pared de saco flexible; y

una capa externa impermeable al aire flexible (208) posicionada de forma concéntrica alrededor de la tela (206) , con la pared de saco (204) y la capa externa que define un espacio anular alargado, con la tela (206) que se posiciona dentro del espacio;

aplicar tensión en una dirección longitudinal a la tela (206) e introducir un fluido en la cavidad para por lo menos inflar parcialmente el molde y dar forma a la tela;

diseñar el molde a una forma deseada mientras que la tela se mantiene bajo tensión;

impregnar el espacio anular alargado y la tela con un material que otorga rigidez; y

endurecer el material que otorga rigidez mientras que la tela se mantiene en tensión para formar un elemento de construcción compuesto hueco rígido.

2. El método de la reivindicación 1 en el que la tela (206) es una tela trenzada, y en el que la etapa de aplicar la tensión a la tela cambia la alineación de las fibras en la tela con respecto al eje longitudinal del molde.

3. El método de la reivindicación 1 en el que la etapa de formación involucra doblar el ensamble de molde (202) en una forma curva, y en el que la tensión aplicada a la tela (206) antes de doblado es suficiente para mantener la tela en tensión incluso después que el ensamble de molde se dobla en la forma curva.

4. El método de la reivindicación 3 en donde la tela (206) se estructura para que sea capaz de conformar ensambles de molde diseñados en diversas curvaturas mientras que todavía se mantienen bajo tensión.

5. El método de la reivindicación 4 en el que la tela (206) es una tela trenzada, y en el que la etapa de aplicar la tensión cambia el ángulo de las fibras en la tela con respecto al eje longitudinal.

6. El método de la reivindicación 1 incluye tensionamiento de la tela (206) antes que el saco tubular (204) del ensamble de molde se infla completamente, y luego se infla completamente el saco tubular.

7. El método de la reivindicación 1 en donde la tela (206) comprende una pluralidad de fibras, algunas de las cuales se orientan en una dirección fuera del aro que está en ángulo a la dirección de aro, y en donde adicionalmente la etapa de aplicar tensión a la tela durante la impregnación del material que otorga rigidez evitando pandeo de las fibras cuando se aplica curvatura al ensamble de molde que resulta en propiedades estructurales superiores relacionadas con la tela a la que no se aplica tensionamiento.

8. El método de la reivindicación 1 incluye la etapa adicional de por lo menos llenar parcialmente el elemento de construcción compuesto hueco rígido (238) con una carga que tiene material seleccionado del grupo que incluye concreto no encogible, concreto expansivo, lechada no encogible, lechada expansiva, espuma, y arena.

9. El método de la reivindicación 1 en el que el ensamble de molde inflable alargado (202) incluye un agarre mecánico (246, 248) en cada extremo, y se utiliza agarres mecánicos para aplicar tensión a la tela.

10. El método de la reivindicación 1 incluye retirar la pared de saco flexible (204) del elemento de construcción compuesto hueco rígido (230) después que se ha endurecido el material que otorga rigidez.

11. El método de la reivindicación 1 en el que la cavidad inflable alargada, cuando se infla, tiene una dimensión de sección transversal que varía a lo largo del eje longitudinal del ensamble de molde inflable alargado (202) .

12. El método de la reivindicación 1 en el que una multitud de ensambles de molde inflables alargados (202) se disponen juntos, con tensión aplicada a la tela (206) de cada ensamble de molde (202) y diseñar adicionalmente los ensambles de molde (202) a una forma deseada mientras que se mantiene la tela (206) bajo tensión, e impregnar la tela

(206) y los espacios anulares alargados con un material que otorga rigidez, y endurecer el material que otorga rigidez mientras que se mantiene la tela (206) en tensión para formar una de elementos de construcción compuestos huecos rígidos (238) .

13. El método de la reivindicación 12 en el que la multitud de ensambles de molde inflables alargados (202) todos se 5 forman a la misma curvatura, y todos se impregnan de forma simultánea.

14. El método de la reivindicación 1 en el que la tela (206) es una tela tejida.

15. Un método para formar un elemento de construcción compuesto hueco (238) del tipo adecuado para uso como un material de construcción, el método comprende: proporcionar un ensamble de molde inflable alargado (202) que tiene un eje longitudinal, y que tiene adicionalmente:

una pared de saco flexible, sustancialmente tubular (204) que define una cavidad inflable alargada; una tela de refuerzo posicionada de forma concéntrica alrededor de la pared de saco flexible, la tela se preimpregna con un material de resina; y

una capa externa impermeable al aire flexible (208) posicionada de forma concéntrica alrededor de la tela (206) , con la pared de saco (204) y la capa externa que define un espacio anular alargado, con la tela que se posiciona dentro del

espacio; aplicar tensión en una dirección longitudinal a la tela (206) e introducir un fluido en la cavidad para por lo menos inflar parcialmente la pared de saco y dar forma a la tela;

diseñar el ensamble de molde a una forma deseada mientras que la tela se mantiene bajo tensión; e iniciar rigidez del material de resina mientras que la tela se mantiene en tensión para formar un elemento de 20 construcción compuesto hueco rígido.