ITMI20110490A1 - Tubazione in calcestruzzo con giunto saldato - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Description
“Tubazione in calcestruzzo con giunto saldatoâ€
La presente invenzione riguarda il settore dei manufatti (tipicamente tubi) in calcestruzzo, e più in particolare riguarda una tubazione in calcestruzzo con giunto saldato.
Sono noti da molti anni tubi in calcestruzzo per convogliare liquidi e liquami da un luogo ad un altro luogo. Tali liquidi possono essere acque chiare, acque scure, liquami di processi industriali o liquidi fognari. I liquidi ed i liquami vengono convogliati lungo una tubazione formata da un certo numero di tubi connessi l’uno all’altro, testa a testa, in successione.
I liquidi possono essere chimicamente aggressivi o sostanzialmente inerti. I liquidi aggressivi possono essere quei liquidi che sviluppano un acido (ad esempio, acido solforico) nella tubazione.
Sia nel caso di liquido sostanzialmente inerte che nel caso di liquido chimicamente aggressivo sorge il problema di fornire un sistema per evitare la fuoriuscita di liquido dalla tubazione (o anche, in alcuni casi, l’ingresso dall’esterno di liquidi indesiderati nella tubazione). I punti più critici e dove si verifica la fuoriuscita di liquido sono i punti di giunzione tra un tubo ed il successivo. Infatti, ogni tubo à ̈ accoppiato ad un altro tubo in corrispondenza di un’estremità che tipicamente à ̈ del tipo maschio-femmina. Tuttavia, tale zona di accoppiamento maschio-femmina non fornisce una perfetta tenuta ai liquidi che filtrano passando nello spazio tra un tubo e l’altro e si disperdono nell’ambiente.
La Richiedente si à ̈ posta l’obiettivo di risolvere il problema migliorando la precisione dell’incastro maschio-femmina ma non ha comunque completamente risolto il problema della tenuta. Inoltre, fabbricare tubi in calcestruzzo di grosso diametro con estremità sagomate in modo preciso non à ̈ comunque risolutivo del problema della tenuta e implica significativi incrementi di costi per i produttori di tubi. In ogni caso, durante l’installazione dei tubi potrebbero verificarsi piccole rotture in corrispondenza delle estremità che renderebbero sostanzialmente inutile la maggiore accuratezza di fabbricazione. Inoltre, potrebbero facilmente verificarsi perdite a seguito di assestamenti dopo che la tubazione à ̈ stata installata.
La Richiedente si à ̈ posta l’obiettivo di risolvere il problema della tenuta dei tubi in calcestruzzo in un modo vantaggioso, senza intervenire nella precisione degli incastri maschio-femmina.
Secondo un primo aspetto della presente invenzione viene fornito un tubo in calcestruzzo comprendente una prima estremità ed una seconda estremità , caratterizzato dal fatto di comprendere, associata a detta prima estremità , una prima fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della prima estremità e, associata a detta seconda estremità , una seconda fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della seconda estremità .
In una forma di realizzazione, la prima fascia di giunzione si prolunga assialmente verso l’esterno del tubo per una certa distanza di sormonto. Preferibilmente, la prima fascia e la seconda fascia sono in un materiale plastico scelto dal gruppo comprendente: polietilene ad alta densità , HDPE, PVC, polietilene lineare a bassa densità , LLDPE, e polipropilene flessibile, FPP.
Secondo forme di realizzazione, la prima e la seconda fascia sono ancorate al tubo in calcestruzzo in fase di realizzazione dello stesso.
Secondo forme di realizzazione, detta prima e detta seconda fascia comprendono una superficie interna sostanzialmente liscia ed una pluralità di ancoraggi sporgenti radialmente verso l’esterno ed annegati nel calcestruzzo.
Preferibilmente, gli ancoraggi sono disposti in modo da formare file parallele che si sviluppano sostanzialmente trasversalmente all’asse longitudinale del tubo.
Secondo un altro aspetto, l’invenzione prevede una tubazione comprendente un primo tubo in calcestruzzo ed un secondo tubo in calcestruzzo accoppiati testa a testa in modo che l’asse longitudinale del primo tubo sostanzialmente coincida con l’asse longitudinale del secondo tubo,
- il primo tubo a sua volta comprende una prima estremità , una seconda estremità e, associata alla prima estremità , una prima fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della prima estremità ;
- il secondo tubo a sua volta comprende una prima estremità , una seconda estremità e, associata alla seconda estremità , una seconda fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della seconda estremità ;
- la prima e la seconda fascia di giunzione sono collegate l’una all’altra lungo almeno un bordo.
Preferibilmente, la prima e la seconda fascia di giunzione sono collegate l’una all’altra tramite saldatura lungo almeno un bordo di una striscia di sormonto.
Secondo forme di realizzazione, la striscia di sormonto à ̈ una striscia sporgente assialmente verso l’esterno di detta prima fascia di giunzione. In alternativa, à ̈ una striscia separata che viene collegata alla prima ed alla seconda fascia lungo due bordi.
Secondo un terzo aspetto, l’invenzione fornisce un metodo per realizzare una tubazione comprendente un primo tubo in calcestruzzo ed un secondo tubo in calcestruzzo, comprendente le fasi di:
- prevedere il primo tubo con una prima estremità , una seconda estremità e, associato alla prima estremità , una prima fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della prima estremità ;
- prevedere il secondo tubo con una prima estremità , una seconda estremità e, associato alla seconda estremità , una seconda fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della seconda estremità ; e
- collegare la prima e la seconda fascia di giunzione l’una all’altra lungo almeno un bordo.
Preferibilmente, la fase di collegare la prima e la seconda fascia di giunzione comprende la fase di saldare la prima e la seconda fascia di giunzione tramite un sistema ad aria calda, un sistema di testa-testa con piastre riscaldanti, con tecniche ad estrusione o altro sistema idoneo.
Segue ora una descrizione dettagliata della presente invenzione, data a puro titolo esemplificativo e non limitativo, da leggersi con riferimento agli annessi disegni, in cui:
- la Fig. 1 à ̈ una vista in assonometria che evidenzia l’estremità maschio di un tubo in calcestruzzo secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la Fig. 1.1 à ̈ una vista in assonometria che evidenzia l’estremità maschio di un tubo in calcestruzzo secondo un’altra forma di realizzazione della presente invenzione;
- la Fig. 2 à ̈ una vista in sezione longitudinale dell’estremità maschio del tubo di Fig.1;
- la Fig. 2.1 à ̈ una vista in sezione longitudinale dell’estremità maschio del tubo di Fig.1.1;
- la Fig. 3 à ̈ una vista in assonometria di una estremità femmina di un tubo in calcestruzzo secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la Fig. 4 à ̈ una vista in sezione longitudinale dell’estremità femmina del tubo di Fig.3;
- la Fig. 5 à ̈ una vista in sezione di una giunzione tra un’estremità maschio di un tubo ed una estremità femmina di un altro tubo secondo una forma di realizzazione della presente invenzione;
- la Fig. 5.1 à ̈ una vista in sezione di una giunzione tra un’estremità maschio di un tubo ed una estremità femmina di un altro tubo secondo un’altra forma di realizzazione della presente invenzione.
Il tubo 10 secondo la presente invenzione può essere a sezione circolare, ellittica, quadrata, rettangolare o poligonale. Il tubo secondo la presente invenzione à ̈ un manufatto in calcestruzzo, preferibilmente in calcestruzzo vibro-compresso. Tipicamente, un tubo circolare secondo la presente invenzione potrebbe avere un diametro, espresso in cm, pari a: DN 30, 40, 50, 60, 70, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 250 o 300. Tipicamente, un tubo quadrato o rettangolare potrebbe avere una sezione espressa in cm da 75x100 a 600x300 con incrementi di 25 cm in entrambi i lati.
Il tubo secondo la presente invenzione comprende una prima estremità 20 ed una seconda estremità longitudinalmente opposta 30. Preferibilmente, la prima estremità 20 à ̈ sagomata in modo adatto ad accoppiarsi alla seconda estremità 30 di un altro tubo 10 del tutto identico (o comunque complementare) al tubo in questione. Preferibilmente, il tubo 10 secondo la presente invenzione comprende una prima estremità 20 maschio ed una seconda estremità 30 femmina di diametro maggiore del diametro dell’estremità maschio.
Secondo la presente invenzione, in corrispondenza della prima estremità 20 viene associata una prima fascia di giunzione 22. Detta prima fascia di giunzione 22, in una prima forma di realizzazione, à ̈ una fascia ad anello chiuso che segue tutto il profilo interno della sezione trasversale del tubo 10. In un’altra forma di realizzazione, detta prima fascia 22 di giunzione à ̈ una fascia che si sviluppa solo lungo una porzione del profilo della sezione trasversale interna del tubo 10, la volta superiore, la volta inferiore o una loro parte. Tale porzione quindi può essere maggiore, minore o sostanzialmente uguale ad una semisezione del tubo 10. L’estensione della fascia aperta dipende principalmente dalla portata presunta di liquido nel tubo e/o dal tipo di liquido. Quindi, se à ̈ previsto che il livello medio di liquido non vada oltre la metà della sezione del tubo, una fascia che copra solo la volta inferiore del tubo può essere sufficiente. In altre realizzazioni può essere preferibile proteggere con la fascia solo la volta superiore o entrambe le volte (superiore ed inferiore) con due separate fasce.
Preferibilmente, secondo una prima forma di realizzazione (Fig. 1 e Fig. 2), la prima fascia di giunzione 22 sporge rispetto alla prima estremità 20 del tubo 10 per una certa lunghezza L22 e forma una striscia di sormonto.
In alternativa (Fig. 1.1 e Fig. 2.1), la prima fascia di giunzione 22 non sporge rispetto alla prima estremità 20 del tubo 10.
Secondo la presente invenzione, in corrispondenza della seconda estremità 30 viene associata una seconda fascia di giunzione 32. Detta seconda fascia di giunzione 32, in una prima forma di realizzazione, à ̈ una fascia ad anello chiuso che segue tutto il profilo interno della sezione trasversale del tubo 10. In un’altra forma di realizzazione, detta seconda fascia di giunzione 32 à ̈ una fascia che si sviluppa solo lungo una porzione del profilo della sezione trasversale del tubo, la volta superiore, la volta inferiore o una loro parte. Tale porzione quindi può essere maggiore, minore o sostanzialmente uguale ad una semisezione del tubo. L’estensione della fascia aperta dipende principalmente dalla portata presunta di liquido nel tubo e/o dal tipo di liquido. Quindi, se à ̈ previsto che il livello medio di liquido non vada oltre la metà della sezione del tubo, una fascia che copra solo la volta inferiore del tubo può essere sufficiente. In altre realizzazioni può essere preferibile proteggere con la fascia solo la volta superiore o entrambe le volte (superiore ed inferiore) con due separate fasce.
Preferibilmente, la seconda fascia di giunzione 32, a differenza della prima fascia di giunzione di Fig. 1 e di Fig. 2, non sporge rispetto alla seconda estremità 30 del tubo. Più preferibilmente, à ̈ sostanzialmente a filo. Secondo una forma di realizzazione, la prima e la seconda fascia sono integrate nel getto in fase di realizzazione del manufatto in calcestruzzo. In alternativa, esse potrebbero essere calzate internamente dopo la realizzazione del manufatto in calcestruzzo. Secondo tale seconda opzione, le fasce potrebbero essere sigillate alla superficie interna del manufatto in calcestruzzo mediante un adesivo o un prodotto sigillante (ad esempio siliconico).
Preferibilmente, la prima e la seconda fascia di giunzione sono realizzate nello stesso materiale o in un materiale con caratteristiche simili per quanto riguarda il punto di fusione. Preferibilmente, la prima e la seconda fascia di giunzione sono realizzate in un materiale plastico, preferibilmente polietilene ad alta densità (HDPE). Tale materiale possiede ottime caratteristiche di resistenza all'attacco chimico di soluzioni saline, acide ed alcaline, nonché di solventi quali alcool, esteri e chetoni. Inoltre esso possiede ottime caratteristiche di resistenza in ambienti da ph 2 a ph 12, senza alcun effetto per le eventuali evaporazioni di solfati e solfuri.
Altri materiali adatti, ma meno preferiti, per la prima e la seconda fascia di giunzione sono il PVC, il polietilene lineare a bassa densità (LLDPE) ed il polipropilene flessibile (FPP).
In generale, i polietilene sono preferibili in quanto hanno un elevato allungamento a rottura, anche nell’ordine del 800% che gli consente di non rompersi quando sottoposti a sollecitazioni.
Preferibilmente la prima fascia di giunzione 22 e la seconda fascia di giunzione 32 comprendono una superficie interna 221, 321 sostanzialmente liscia ed una superficie esterna 222, 321 dotata di ancoraggi 23, 33 per ancorare la fascia al manufatto di calcestruzzo in fase di realizzazione dello stesso. Gli ancoraggi possono essere con sezione a “T†che si sviluppano lungo linee tra loro parallele, ad esempio linee ad anello se la fascia à ̈ ad anello chiuso, e comunque trasversali al flusso. Ogni fila può essere distanziata dall’altra fila di una distanza pari a 3-10 cm, ad esempio 5 o 6 cm. L’altezza degli ancoraggi a “T†può essere compresa tra circa 5 e 15 mm. Questo sistema di ancoraggio à ̈ anche molto vantaggioso perché forma una serie di linee di barriera che fungono da ostacoli trasversali alla direzione di flusso. Le file di ancoraggi preferibilmente non sono presenti nella striscia di sormonto di larghezza L22.
Preferibilmente, la superficie interna 221, 321 della prima e della seconda fascia à ̈ liscia in modo da limitare l’adesione di melme, fanghi o alghe in generale. Inoltre, tale superficie liscia può essere facilmente pulita e decontaminata.
Inoltre, le resine polietileniche con cui viene prodotta la prima e la seconda fascia sono termoplastiche e quindi riparabili in ogni punto ed in qualsiasi momento.
Nella Tabella 1 sono riassunte altre caratteristiche del materiale HDPE con cui possono essere convenientemente fabbricate le fasce 22, 32.
Tabella 1
INDICE DI FLUIDITA’ 1,0 g/10min DENSITA’ 0,941 g/cm<3>RESISTENZA A ROTTURA PER 27,24 Mpa TRAZIONE VALORE PER ALLUNGAMENTO A ≥ 600 % ROTTURA VALORE SNERVAMENTO A 17 Mpa TRAZIONE DUREZZA SHORE 58 RESISTENZA A ≥ 2 bar RETROPRESSIONE ESTERNA RESISTENZA PULL OUT TEST ≥ 38 TON/M<2>RESISTENZA ALLA 350 N/mm PERFORAZIONE ASSORBIMENTO ACQUA 0,3%
MATERIA SOLUBILE IN ACQUA (a 0,003%
24h)
RESISTENZA ALL’ABRASIONE 170 n
MAX. TEMPERATURA COSTANTE 65 °C
I valori della tabella 1 sono a norma STM.
Come detto sopra con riferimento a Fig. 1 e 2, preferibilmente la prima fascia 22 sporge per una distanza L22 di sormonto e forma una striscia di sormonto rispetto all’estremità del manufatto in calcestruzzo. In questo modo, quando un tubo 10 secondo l’invenzione viene associato ad un altro tubo 10 sostanzialmente identico incastrando la prima estremità 20 del primo tubo alla seconda estremità 30 del secondo tubo, la prima fascia 22 sormonta almeno parzialmente la seconda fascia 32 e può essere saldata ad essa (Fig.5).
In alternativa, quando la prima fascia 22 non sporge rispetto alla prima estremità del tubo (Fig. 1.1 e Fig. 2.1), viene prevista una separata fascia di sormonto per sormontare parzialmente la prima fascia e la seconda fascia. Secondo una forma di realizzazione, la prima fascia può avere una larghezza compresa tra circa 200 mm e circa 500 mm, preferibilmente tra 200 mm e 400 mm e ancora più preferibilmente di circa 300 mm. La striscia di sormonto può avere una larghezza L22 compresa tra circa 80 mm e circa 200 mm, preferibilmente tra 100 mm e 150 mm e ancora più preferibilmente di circa 100 mm. La seconda fascia può avere una larghezza compresa tra circa 150 mm e circa 300 mm, preferibilmente tra 150 mm e 200 mm e ancora più preferibilmente di circa 200 mm.
La saldatura può avvenire con un sistema ad aria calda, un sistema di testa-testa (piastre riscaldanti) o con tecniche ad estrusione. Generalmente il sistema di testa-testa viene utilizzato su spessori non inferiori a 2 mm, la saldatura ad aria calda viene utilizzata per sovrapposizione fino ad uno spessore di 2 mm, mentre per spessori superiori ai 2 mm, viene utilizzata esclusivamente la tecnica della saldatura ad estrusione.
Secondo la prima forma di realizzazione (Fig.5), la saldatura avviene solo lungo un bordo, ossia in corrispondenza solo dell’estremità libera della fascia di sormonto.
Secondo la seconda forma di realizzazione (Fig.5.1), la saldatura avviene lungo due bordi, ossia in corrispondenza dei due bordi della fascia di sormonto. Questa seconda forma di realizzazione à ̈ vantaggiosa per il fatto che non à ̈ prevista una fascia sporgente che potrebbe intralciare le operazioni di installazione. Inoltre, questa seconda forma di realizzazione si dimostra particolarmente vantaggiosa nel caso si verifichino assestamenti del terreno dopo la posa della tubazione.
Quando le fasce 22, 32 sono ancorate al manufatto in calcestruzzo durante la sua realizzazione, esse presentano una elevata resistenza alla pressione idrostatica esterna. Ancoraggi di circa 10 mm permettono un ancoraggio permanente in molti casi superiore alla resistenza del calcestruzzo. Infatti il calcestruzzo normalmente si rompe a 22 Mpa quando le fasce sono soggette ad un test di strappo (Pull-out test). Questo si traduce in resistenza alla spinta esterna di una colonna d’acqua di 30mt, o circa 50psi (circa 3,5 BAR).
Tramite la saldatura di una prima fascia 22 e di una seconda fascia 32 di un altro tubo, viene fornita una perfetta tenuta della tubazione che può essere utilizzata sia in caso di piccole pressioni che nel caso di attraversamento di zone con presenza di pozzi di emungimento acqua a servizio di acquedotti pubblici.
Claims (12)
- RIVENDICAZIONI 1. Tubo (10) in calcestruzzo comprendente una prima estremità (20) ed una seconda estremità (30), caratterizzato dal fatto di comprendere, associata a detta prima estremità (20), una prima fascia di giunzione (22) che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della prima estremità (20) e, associata a detta seconda estremità (30), una seconda fascia di giunzione (32) che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della seconda estremità (30).
- 2. Tubo (10) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima fascia di giunzione (22) si prolunga assialmente verso l’esterno del tubo per una certa distanza di sormonto (L22).
- 3. Tubo (10) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta prima fascia e detta seconda fascia sono in un materiale plastico scelto dal gruppo comprendente: polietilene ad alta densità , HDPE, PVC, polietilene lineare a bassa densità , LLDPE, e polipropilene flessibile, FPP.
- 4. Tubo (10) secondo la rivendicazione 1, 2 o 3, caratterizzato dal fatto che detta prima e detta seconda fascia sono ancorate al tubo in calcestruzzo in fase di realizzazione dello stesso.
- 5. Tubo (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta prima e detta seconda fascia comprendono una superficie interna sostanzialmente liscia ed una pluralità di ancoraggi sporgenti radialmente verso l’esterno ed annegati nel calcestruzzo.
- 6. Tubo (10) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detti ancoraggi sono disposti in modo da formare file parallele che si sviluppano sostanzialmente trasversalmente all’asse longitudinale del tubo.
- 7. Tubazione comprendente un primo tubo (10) in calcestruzzo ed un secondo tubo (10) in calcestruzzo accoppiati testa a testa in modo che l’asse longitudinale del primo tubo sostanzialmente coincida con l’asse longitudinale del secondo tubo, - il primo tubo a sua volta comprende una prima estremità , una seconda estremità e, associata alla prima estremità , una prima fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della prima estremità ; - il secondo tubo a sua volta comprende una prima estremità , una seconda estremità e, associata alla seconda estremità , una seconda fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della seconda estremità ; - la prima e la seconda fascia di giunzione sono collegate l’una all’altra lungo almeno un bordo.
- 8. Tubazione secondo la rivendicazione 7, caratterizzata dal fatto che la prima e la seconda fascia di giunzione sono collegate l’una all’altra tramite saldatura lungo almeno un bordo di una striscia di sormonto.
- 9. Tubazione secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che la striscia di sormonto à ̈ una striscia sporgente assialmente verso l’esterno di detta prima fascia di giunzione o à ̈ una striscia separata.
- 10. Tubazione secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 7-9, caratterizzata dal fatto che detta prima e detta seconda fascia sono in un materiale plastico scelto dal gruppo comprendente: polietilene ad alta densità , HDPE, PVC, polietilene lineare a bassa densità , LLDPE, e polipropilene flessibile, FPP.
- 11. Metodo per realizzare una tubazione comprendente un primo tubo in calcestruzzo ed un secondo tubo in calcestruzzo, comprendente le fasi di: - prevedere il primo tubo con una prima estremità , una seconda estremità e, associato alla prima estremità , una prima fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della prima estremità ; - prevedere il secondo tubo con una prima estremità , una seconda estremità e, associato alla seconda estremità , una seconda fascia di giunzione che si sviluppa seguendo almeno parte del perimetro interno della sezione trasversale della seconda estremità ; e - collegare la prima e la seconda fascia di giunzione l’una all’altra lungo almeno un bordo.
- 12. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detta fase di collegare la prima e la seconda fascia di giunzione comprende la fase di saldare la prima e la seconda fascia di giunzione tramite un sistema ad aria calda, un sistema di testa-testa con piastre riscaldanti, con tecniche ad estrusione o altro sistema idoneo.
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