COMPONENTE DE CONSTRUCCIÓN Y PROCEDIMIENTO DE REFUERZO DE UNA ESTRUCTURA DE CONSTRUCCIÓN.

Componente de construcción que comprende una estructura central cubierta por una capa de mortero de cemento que comprende entre el 5% y el 95% de cemento,

entre el 10% y el 70% de materiales de relleno minerales inertes finos que presentan un tamaño de partícula inferior a 700 micrómetros, aditivos químicos que comprenden entre el 0,1% y el 25% de resinas copoliméricas insaturadas, entre el 0,05% y el 2,5% de aditivos fluidificantes y entre el 0,005% y el 1% de aditivos tixotrópicos que pertenecen a la clase de la celulosa, siendo todos los porcentajes especificados en peso y haciendo referencia al peso total del mortero de cemento, estando incrustada una estructura de refuerzo en la capa de mortero de cemento, caracterizado porque dicha estructura de refuerzo está formada por fibra de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno]

La presente invención se refiere a un componente de construcción y a un procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción.

Tras su instalación, se sabe que las estructuras de construcción (construidas de ladrillo, hormigón en masa, hormigón reforzado, etc.) experimentan una degradación lenta pero progresiva con el paso del tiempo, provocada por una agresión ambiental o por una mala ejecución y/o por una elección inadecuada de los materiales para esta aplicación particular.

El documento EP 1541726 da a conocer una estructura de cemento/hormigón que puede reforzarse incrustando elementos de refuerzo de polibenzazol en el cuerpo de la estructura.

Las estructuras de construcción se refuerzan tradicionalmente aplicando una malla soldada eléctricamente que envuelve la estructura, con el fin de aumentar su ductilidad.

Sin embargo, este procedimiento adolece de numerosos inconvenientes, incluyendo la dificultad de instalación provocada por el peso y la poca manejabilidad de la malla soldada eléctricamente, y el riesgo de corrosión de la malla soldada eléctricamente, en particular en ambientes agresivos.

Para superar estos inconvenientes, se ha desarrollado un sistema de refuerzo basado en la utilización de cintas y materiales textiles de carbono u otras fibras, que se aplican utilizando resina termoplástica, normalmente resina epoxídica, para garantizar la adhesión entre la estructura de construcción y las cintas de carbono.

Sin embargo, este sistema también ha manifestado ciertos inconvenientes, incluyendo la insuficiente temperatura que puede resistir; a este respecto la temperatura se limita a aproximadamente 80ºC por la presencia de las resinas epoxídicas, por tanto en caso de fuego la resina epoxídica se degrada rápidamente y hace que las cintas de refuerzo de carbono se separen muy rápidamente de la estructura.

Los inconvenientes adicionales de la utilización de sistemas de refuerzo con fibras de carbono proceden de la nocividad para el operario y el medio ambiente por la utilización de resinas epoxídicas, el coste (muy elevado) de las resinas epoxídicas y de las cintas de carbono, y finalmente el hecho de que las resinas epoxídicas creen una barrera que impide la transferencia termohigrométrica entre la estructura de construcción y el exterior; por tanto, en la práctica la humedad queda atrapada dentro de la estructura de

construcción y no puede migrar de manera natural hacia el exterior.

Un sistema de refuerzo adicional se describe en la patente alemana DE A 19525508 que enseña a reforzar una estructura de construcción aplicándole una matriz mineral en forma de una capa de mortero de cemento, presionando entonces una malla de refuerzo textil sobre el mismo para incrustarla en el mortero de cemento, y finalmente aplicando una segunda capa de mortero de cemento del mismo tipo que la primera capa.

Sin embargo, este sistema de refuerzo adolece del inconveniente considerable de utilizar un mortero de cemento formado a partir de una mezcla de cemento, materiales de relleno y una dispersión en agua de estireno/acrilato, proporcionando particularmente esta última (la dispersión en agua de estireno/acrilato) al mortero de cemento una fluidez elevada, lo que hace que fluya cuando se aplica a paredes verticales; además, la presencia de estireno/acrilato provoca una degradación con la formación de fisuras en el mortero de cemento seco.

Para superar también estos inconvenientes, el documento EP 1245547 describe un sistema de refuerzo que consiste en aplicar un mortero de cemento particular al componente que va a tratarse, incrustando en esta capa de mortero de cemento una malla de fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras de aramida, poliéster, polietileno o similares, y finalmente aplicar una segunda capa de mortero de cemento sobre la primera.

En particular, el mortero de cemento descrito en dicha patente permite una transferencia termohigrométrica entre el componente de construcción y el ambiente externo, y presenta la misma resistencia al fuego que la estructura de construcción.

Se ha observado inesperadamente que el mortero de cemento del tipo indicado en el documento EP 1245547, junto con una estructura de refuerzo formada por fibra de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno] permite obtener resultados mecánicos (en cuanto al refuerzo) (además de las ventajas indicadas en el documento EP 1245547) que son sorprendentemente mejores que los otros tipos de refuerzo.

Específicamente, dicha estructura de refuerzo se forma a partir de un material textil (en el que las fibras de trama y de urdimbre están tejidas entre sí) o a partir de una malla (en la que las fibras de trama y de urdimbre está superpuestas unas sobre otras pero no tejidas).

Por tanto, el objetivo técnico de la presente invención es proporcionar un

componente de construcción y un procedimiento de refuerzo de una estructura de

construcción que garanticen la transferencia termohigrométrica entre la estructura de construcción y el exterior, en los que el componente de construcción presenta resistencia al fuego y a ambientes químicos agresivos, mientras que al mismo tiempo presenta propiedades mecánicas muy altas (en cuanto al refuerzo).

El objetivo técnico, junto con estos y otros objetos, se alcanza según la presente invención mediante un componente de construcción y un procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción según las reivindicaciones adjuntas.

Las características y ventajas adicionales de la invención se pondrán más claramente de manifiesto a partir de la descripción de una forma de realización preferida pero no exclusiva del componente y el procedimiento de la invención facilitada haciendo referencia a las figuras adjuntas, que se proporcionan a título de ejemplo no limitativo y en las que:

la figura 1 es una tabla que indica las características mecánicas de las fibras de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno] (N.º CAS 60857-81-0, comercializado con el nombre “zylon”); la figura 2 es una tabla que compara las características mecánicas de las fibras de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno] (N.º CAS 60857-81-0, comercializado con el nombre “zylon”) con otras fibras sintéticas; la figura 3 es una tabla que indica la naturaleza física de las mallas sintéticas utilizadas para llevar a cabo las pruebas de flexión; la figura 4 es una tabla que indica la mezcla de hormigón utilizada para preparar las piezas de prueba utilizadas en las pruebas de flexión; la figura 5 muestra el esquema para reforzar las piezas de prueba de hormigón frente a la flexión y para reforzarlas frente a la deformación; la figura 6 es un gráfico que muestra el diagrama carga-flecha para piezas de prueba con refuerzo de malla de fibra de polipropileno; la figura 7 es un gráfico que muestra el diagrama carga-flecha para piezas de prueba con refuerzo de malla de fibra de aramida; la figura 8 es un gráfico que muestra el diagrama carga-flecha para piezas de prueba con refuerzo de malla de fibra de vidrio; la figura 9 es un gráfico que muestra el diagrama carga-flecha para piezas de prueba con refuerzo de malla de fibra de carbono;

la figura 10 es un gráfico que muestra el diagrama carga-flecha para piezas de prueba con refuerzo de malla de fibra de carbono/fibra de aramida; la figura 11 es un gráfico que muestra el diagrama carga-flecha para piezas de prueba con refuerzo de malla de fibra de carbono/fibra de poliéster; la figura 12 es un gráfico que muestra el diagrama carga-flecha para piezas de prueba con refuerzo formado por una malla de fibras de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6diil-1,4-fenileno] (N.º CAS 60857-81-0, comercializado con el nombre “zylon”); y la figura 13 es una sección esquemática a través de un componente de construcción de la invención.

Haciendo referencia a dichas figuras, se muestra un componente de construcción indicado en conjunto con el número de referencia 1.

El componente 1 de construcción comprende una estructura central 2 que consiste en el elemento estructural que va a reforzarse, que puede ser por ejemplo elementos de fábrica, de hormigón en masa o de hormigón reforzado.

La estructura central 2 está cubierta con una capa 3 de mortero de cemento; este mortero de cemento se describe específicamente...

1. Componente de construcción que comprende una estructura central cubierta por una capa de mortero de cemento que comprende entre el 5% y el 95% de cemento, entre el 10% y el 70% de materiales de relleno minerales inertes finos que presentan un tamaño de partícula inferior a 700 micrómetros, aditivos químicos que comprenden entre el 0,1% y el 25% de resinas copoliméricas insaturadas, entre el 0,05% y el 2,5% de aditivos fluidificantes y entre el 0,005% y el 1% de aditivos tixotrópicos que pertenecen a la clase de la celulosa, siendo todos los porcentajes especificados en peso y haciendo referencia al peso total del mortero de cemento, estando incrustada una estructura de refuerzo en la capa de mortero de cemento, caracterizado porque dicha estructura de refuerzo está formada por fibra de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno].

2. Componente de construcción según la reivindicación 1, caracterizado porque dichas resinas copoliméricas insaturadas y/o dichos aditivos fluidificantes y/o dichos aditivos tixotrópicos se añaden a la mezcla de mortero como mezcla líquida o en forma de polvo.

3. Componente de construcción según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha fibra de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno] tiene el nº CAS 60857-81-0.

4. Componente de construcción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha estructura de refuerzo es una estructura textil.

5. Componente de construcción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha estructura de refuerzo es una malla.

6. Componente de construcción según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos aditivos fluidificantes se seleccionan de entre el grupo constituido por polímeros a base de sulfonatos de melamina-formaldehído, betanaftaleno o lignina policondensados, y los que son a base de cadenas de poliacrilato modificadas.

7. Procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción, que consiste en formar sobre la estructura de construcción que va a reforzarse una capa de mortero de cemento de recubrimiento que comprende entre el 5% y el 95% de cemento, entre el 10% y el 70% de materiales de relleno minerales inertes finos que presentan un tamaño de partícula inferior a 700 micrómetros, aditivos químicos que comprenden entre el 0,1% y el 25% de resinas copoliméricas insaturadas, entre el 0,05% y el 2,5% de aditivos fluidificantes y entre el 0,005% y el 1% de aditivos tixotrópicos que pertenecen a la clase de la celulosa, siendo todos los porcentajes especificados en peso y haciendo referencia al peso total del mortero de cemento, e incrustar una estructura de refuerzo en la capa de mortero de cemento, caracterizado porque la estructura de refuerzo está formada por fibra de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno].

8. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque dichas resinas copoliméricas insaturadas y/o dichos aditivos fluidificantes y/o dichos aditivos tixotrópicos se añaden a la mezcla de mortero como mezcla líquida o en forma de polvo.

9. Procedimiento según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque dicha fibra de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno] tiene el n.º CAS 60857-81-0.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 y siguientes, caracterizado porque dicha estructura de refuerzo es una estructura textil.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 y siguientes, caracterizado porque dicha estructura de refuerzo es una malla.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 7 y siguientes, caracterizado porque dichos aditivos fluidificantes se seleccionan de entre el grupo constituido por polímeros a base de sulfonatos de melamina-formaldehído, betanaftaleno o lignina policondensados, y los que son a base de cadenas de poliacrilato modificadas.

13. Utilización de una fibra de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4fenileno] para reforzar una estructura formada por medio de una capa de mortero de cemento que comprende entre el 5% y el 95% de cemento, entre el 10% y el 70% de

materiales de relleno minerales inertes finos que presentan un tamaño de partícula inferior a 700 micrómetros, aditivos químicos que comprenden entre el 0,1% y el 25% de resinas copoliméricas insaturadas, entre el 0,05% y el 2,5% de aditivos fluidificantes y entre el 0,005% y el 1% de aditivos tixotrópicos que pertenecen a la clase de la celulosa, siendo todos los porcentajes especificados en peso y haciendo referencia al peso total del mortero de cemento.

14. Utilización de una fibra según la reivindicación anterior, caracterizada porque dichas resinas copoliméricas insaturadas y/o dichos aditivos fluidificantes y/o dichos aditivos tixotrópicos se añaden a la mezcla de mortero como mezcla líquida o en forma de polvo.

15. Utilización de una fibra según la reivindicación 13 ó 14, caracterizada porque

dicha fibra de poli[benzo(1,2-D:5,4-D')bisoxazol-2,6-diil-1,4-fenileno] tiene el 15 nº CAS 60857-81-0.