Barra reforzada con fibras para el armado del hormigón que comprende,

al menos:

una primera zona (1) formada por un núcleo central, compuesta por hilos de filamentos de fibras de vidrio u otro tipo de refuerzo, adheridas entre sí por resinas poliméricas.

una segunda zona (2) que envuelve la primera zona formada por tejidos de refuerzo, preferentemente de fibra de vidrio, los cuales, además de envolver y zunchar, apantalla la primera zona ante elevadas temperaturas.

una tercera zona (3) formada por la adición de un granulada sujeto por medio de resinas resistentes a altas temperaturas a la segunda zona (2)

Barra a base de polímeros reforzados con fibras para el armado del hormigón.

Objeto de la invención

La presente invención describe una barra, normalmente del tipo circular, prevista para trabajar como armadura de refuerzo en la formación del hormigón armado; fabricada por pultrusión con materiales poliméricos y que presentan buen comportamiento bajo los esfuerzos de compresión y un buen comportamiento ante la acción del fuego de los elementos de hormigón armado con este material.

Campo de la invención

La presente invención es de aplicación en el campo de la construcción en general y en especial en estructuras construidas cerca del mar, en estructuras sujetas a otros agentes agresivos como son plantas de depuración, en plantas petroquímicas, en instalaciones que requieren baja conductividad eléctrica, como son conducciones para instalaciones eléctricas o en zonas que se necesite baja permeabilidad magnética y a radiofrecuencias en cuyo caso es factible su empleo al no producir apantallamiento a equipos de comunicación y de telefonía; y para todo tipo de carreteras, vías férreas, puentes y en general en cimentaciones para todo tipo de construcciones que estén sometidas a las dos cualidades principales de dicho material, como son la resistencia a la corrosión y el aislamiento térmico.

Antecedentes de la invención

Los plásticos reforzados con fibras o composites se emplean por primera vez en reforzar estructuras de hormigón armado a mediados de los años cincuenta, desde entonces y hasta ahora se siguen empleando como sistema de refuerzo en estructuras de hormigón. El desarrollo y perfeccionamiento de los métodos de fabricación hace que aparezcan otras aplicaciones, como son su uso como armado de estructuras de hormigón, los cuales se han basado en las experiencias y resultados obtenidos de su empleo como refuerzo estructural. Este tipo de refuerzos, desde sus inicios hasta la actualidad, se ha llevado a cabo con la estratificación de tejidos o por la adhesión de placas o planchas de estos materiales en las partes exteriores de las piezas a reforzar.

El desarrollo de los actuales materiales estructurales empleados en las obras públicas y en la edificación han venido marcados, aparte de por las propiedades y características de los mismos, por los ciclos económicos que han existido. El acero ha sido y es el gran protagonista en diversos periodos, pero su vulnerabilidad ante el fuego, su cada vez mayor costo, que se ve incrementado por la gran demanda existente en países emergentes, junto a otros problemas técnicos, como puede ser la corrosión, hace necesaria la sustitución del mismo en aquellos casos que sea necesario y posible.

Por otro lado el desarrollo de la industria de la pultrusión lleva pareja la aparición de nuevos productos, primero se desarrollan aquellos que precisan como características principales del material su homogeneidad, su resistencia mecánica y su comportamiento eléctrico; posteriormente se pasa a cubrir campos complementarios a los anteriores en los que además se necesita un buen comportamiento en ambiente agresivos y es ahora cuando comienza su empleo en estructuras de hormigón armado para su empleo en zonas de ambientes corrosivo, como son en puentes y calzadas de zonas con clima frío y fuertes nevadas o en zonas marinas y costeras con ambiente salino. Durante muchos años se ha estado trabajando más en proteger a las armaduras de acero que en buscar un sustituto a las mismas, se galvanizan, se protegen con resina pulverizada, con resinas tipo epoxy, etc..., y no es hasta finales de los años setenta del pasado siglo cuando se reconocen las ventajas de las barras de resinas reforzadas con fibras como armaduras del hormigón armado. Durante los años ochenta se desarrolla su uso en aquellas estructuras que requerirían especificaciones especiales, por ejemplo en puentes.

Es necesario resaltar que en todas las normativas que existen actualmente a nivel mundial sobre el uso de estos refuerzos en estructuras de hormigón no se hace en ningún momento referencia a nivel de cálculo el que los redondos pultrusionados con fibra de vidrio puedan trabajar a compresión, no se recomienda su uso y no se incluye la formulación para este tipo de solicitación.

La pérdida de las propiedades mecánicas a elevadas temperaturas de las barras de resina reforzadas con fibras para el armado del hormigón es otra de las desventajas más importantes con las que se ha de contar, para posibilitar su empleo en la construcción. En comparación con el acero, se pueden establecer los inconvenientes propios ante la exposición a elevadas temperaturas de estos elementos:

La adherencia de las barras de composites con el hormigón se lleva a cabo mediante acabados superficiales con el fin de que ambos materiales, hormigón y barras de composite, trabajen al unísono. Existen generalmente tres tipos de acabado superficial para este tipo de redondo, el corrugado, el granular y el granular - acanalado.

Del estado de la técnica se deduce que este tipo de barras como armadura de refuerzo del hormigón viene empleándose desde finales del siglo XX, con algunas ventajas sobre el uso de estructuras de acero, pero que todavía no se han conseguido su empleo, bajo los siguientes condicionantes:

Descripción de la invención

Para paliar o eliminar los problemas arriba mencionados, se presenta la barra reforzada con fibras para el armado de hormigón, objeto de la presente patente de invención.

La barra o redondo de pultrusión prevista para ser usada como armadura de hormigón, comprende, al menos, tres zonas diferenciadas:

La barra prevista para trabajar a compresión y bajo la acción de cargas de fuego, se consigue mediante el tejido que se encuentra situado en la segunda zona el cual logra zunchar las fibras de los refuerzos longitudinales de hilos o mechas de fibras...

1. Barra a base de polímeros reforzados con fibras para el armado del hormigón, caracterizada porque comprende al menos:

2. Barra reforzada con fibras para el armado del hormigón, según reivindicación primera, caracterizada porque los refuerzos de la primera zona son hilos de filamentos de fibra de vidrio.

3. Barra reforzada con fibras para el armado del hormigón, según reivindicación primera, caracterizada porque la segunda zona (2) actúa como manta de vidrio apantallando la primera zona (1) ante elevadas temperaturas.

4. Barra reforzada con fibras para el armado del hormigón, según reivindicación primera, caracterizada porque la tercera zona (3) confiere adherencia a la barra con el hormigón armado en que se sitúa la barra a modo de armadura, siendo resistente a altas temperaturas, al emplearse gránulos de sílice adheridos con resinas resistentes a altas temperaturas.