ELEMENTO DE REFUERZO Y METODO PARA PRODUCIR UN ELEMENTO DE REFUERZO.

Método de fabricación de un elemento de refuerzo (19, 28) para hormigón,

en el que un haz de fibras extendido, preferentemente continuo (10), en especial fibras de carbono, se impregna (3) con una matriz basada en plástico, seguido por un curado, de tal manera que el material plástico penetre en la sección transversal del haz de fibras y llene los huecos entre las fibras individuales,

en el que

el haz de fibras (10), que incluye un número muy grande de fibras individuales, como mínimo, del orden de magnitud de 1.000, después de la impregnación (3) y antes del curado (17), se lleva a cooperar con un material en forma de partículas (15, 25), preferentemente arena, sometiendo a tracción hacia arriba a través de orificios (13) de la parte inferior de un recipiente (12) que contiene el material en forma de partículas (15), que se adhiere a la superficie del haz de fibras principalmente sin entrar entre las fibras y se fija a la superficie mediante el curado, para la creación de un elemento de refuerzo (19, 28)

Elemento de refuerzo y método para producir un elemento de refuerzo.

La invención se refiere a un elemento de refuerzo para hormigón, tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 4, y a un método del modo de fabricar dicho elemento de refuerzo. Un elemento de este tipo se conoce, por ejemplo, del documento U.S.A.-B-6.200.678. El elemento es de la clase que incluye un haz de fibras extendido, preferentemente de modo continuo, en especial fibras de carbono, impregnadas, con una matriz basada en plástico que está curada.

En la utilización de refuerzos tradicionales de hormigón, se conoce el modo de utilizar varillas de refuerzo de acero con superficie perfilada, con la intención de aumentar la unión con el hormigón, por ejemplo, una varilla con nervios. Dichas varillas de refuerzo con nervios se pueden utilizar asimismo como mallazo y otras estructuras de refuerzo, dependiendo de lo que se va producir o construir en hormigón armado. Se conoce asimismo el modo de utilizar elementos de refuerzo o mallazo en base a materiales no metálicos, especialmente elementos basados en fibras, incluyendo asimismo fibras de carbono. También, este tipo de elementos de refuerzo ha sido sometido a un tratamiento superficial de estriado o a otro tratamiento superficial similar con la intención de asegurar una adherencia apropiada cuando están embebidos en hormigón.

Un ejemplo de realizaciones conocidas anteriores se puede encontrar en los documentos U.S.A. 5.362.542 y U.S.A. 6.060.163, y en las publicaciones de Patente japonesa 020.484.45A, 040.596.42A, 031.502.41A, 031.502.42A, 032.958.38 A, 020.484.44 A, 021.924.44 A, 030.838.40 A y 010.189.50 A.

El documento de la técnica anterior U.S.A. 6.200.678 B1 muestra un elemento de refuerzo de hormigón revestido con arenilla y el U.S.A. 5.030.282 muestra un material compuesto a base de cemento reforzado con fibras de carbono.

A la luz de la tecnología conocida, la presente invención toma como punto de partida un método en el que un haz de fibras extendido, preferentemente continuo, en especial fibras de carbono, está impregnado con una matriz basada en material plástico seguido por un curado.

La invención hace posible conseguir un mejor comportamiento de los materiales de refuerzo o el mallazo en los que la estructura superficial proporciona un fundamento y una adherencia muy favorables en el hormigón que se está vertiendo alrededor, además de que la fabricación de dichos elementos puede tener lugar de manera sencilla y eficaz para disminuir costes. Esto se consigue con la ayuda de la propiedad nueva y característica de acuerdo con la invención, tal como se da a conocer en las reivindicaciones de la patente.

La invención se explicará más detalladamente en lo que sigue haciendo referencia a los dibujos, en los que:

la figura 1 muestra esquemáticamente la primera etapa en la producción de un haz de fibras con impregnación de un material plástico,

la figura 2 muestra igualmente la primera etapa, de acuerdo con la invención, para el tratamiento del haz de fibras de la figura 1 hasta un producto más o menos acabado en forma de un elemento de refuerzo tratado,

la figura 3 muestra una realización alternativa comparada con la de la figura 2, a saber, para la producción de un elemento de refuerzo continuo y flexible, por ejemplo, como una banda,

la figura 4 muestra otra realización alternativa, en la que el elemento de refuerzo se utiliza para fabricar una estructura de refuerzo específica, por ejemplo, enfocada al refuerzo de pilares, refuerzo de angulares o similar,

la figura 5 muestra, muy ampliado, un ejemplo de una sección transversal de un haz de fibras y un elemento de refuerzo revestido, de acuerdo con la invención,

la figura 6 muestra esquemáticamente la fabricación de una red de refuerzo en base al método de acuerdo con la invención,

la figura 7 muestra, con respecto a la figura 6, una fabricación ligeramente simplificada, a saber, enfocada al tipo de poste de los elementos de refuerzo,

la figura 8 muestra otra realización modificada, con respecto a la de la figura 6, para la fabricación de un mallazo de refuerzo en el que los elementos se cruzan con ángulos variables, y

la figura 9 muestra la sección transversal y la construcción ampliada de un punto de cruce de un mallazo de refuerzo en la figura 6, posiblemente asimismo en la figura 8.

En la primera parte de la línea de fabricación, tal como se muestra en la figura 1, se somete a tracción un gran número de fibras o filamentos individuales continuos (1) o se suministran en un gran número desde la misma cantidad de stocks o carretes (R1) y reúnen en un recipiente con un baño de material plástico líquido o matriz (3) para impregnación. De modo apropiado, el haz de fibras reunido es guiado en el baño (3) con la ayuda de rodillos, tales como, por ejemplo, los señalados con (R2) y (R3). Sobre el rodillo (R4), el haz de fibras impregnado es guiado hacia el exterior del baño, proporcionando posiblemente un pretensado, que puede tener lugar con la ayuda de un dispositivo de tracción (5) que incluye rodillos dobles, que actúan asimismo para separar por prensado materiales plásticos no curados adicionales, con los que se impregna el haz de fibras. Desde ese punto, el haz de fibras (10) es guiado además hasta las siguientes etapas de fabricación, enfocadas a la fabricación de un elemento de refuerzo continuo del tipo de poste, posiblemente una banda flexible o similar o un mallazo de refuerzo, respectivamente, una estructura de refuerzo tridimensional. Asimismo, puede ser de interés entrelazar el haz de fibras.

Con ayuda de la figura 1, se precisará que la invención adopta un número significativo de fibras individuales (1) en el haz de fibras compuesto (10), en el que el número de fibras será de una magnitud de 1.000, o puede ser hasta 10.000.000 o más. En la práctica, esto es totalmente realista puesto que el diámetro de fibra habitual puede ser 7 micras. En el baño (3), el plástico líquido es termoestable o finalmente termoplástico. Los materiales de poliéster, de vinil éster y de epoxi son ejemplos de materiales plásticos adecuados. Cuando las fibras o los filamentos (1) están impregnados para seguir con la asociación compuesta entre sí, las fibras individuales en número elevado tendrán gran importancia. Cuanto más aumenta el número de fibras y la dimensión del haz de fibras, más se reduce la superficie relativa respecto al entorno circundante. El excedente de la matriz o del material plástico que se está aplicando, como se mantendrá parcialmente adherido sobre el exterior del haz de fibras, puede variar dependiendo de las diferentes temperaturas y viscosidades del material plástico. En esta descripción, está presente una cantidad significativa de posibilidades de variación enfocadas al modo de decidir la cantidad requerida de cubierta de plástico en el exterior del haz de fibras compuesto, teniendo en cuenta las propiedades requeridas, tal como las capacidades de adherencia o cizallado después de ser embebido en hormigón. En lo que se refiere a la viscosidad (según Brookfield, prueba de acuerdo con la ASTM D 2196-86), la misma puede estar comprendida en el intervalo de 100 a 1.000 mPas (cP), que cubrirá principalmente los materiales alternativos actuales de la matriz.

En las siguientes etapas de fabricación, tal como se muestran en la figura 2 (y en la figura 3), el haz de fibras impregnado (10), mientras el material de impregnación todavía está principalmente no curado y cerca de la fase líquida, es guiado para cooperar con un material en forma de partículas (15) situado en un recipiente del tipo de caja (12). En la parte inferior de la caja (12) existen toberas u orificios (13) organizados como corresponda, y su forma en sección transversal dota al haz de fibras del perfil en sección transversal requerido. Cuando el haz de fibras (10) desde el orificio (13) pasa a través del depósito de material en forma de partículas (15), que de acuerdo con la invención es principalmente arena, las partículas se adherirán a la superficie del haz de fibras, y se vincularán o fijarán a continuación permanentemente a la superficie del haz de fibras mediante curado en la zona (17). Con la ayuda de un dispositivo de tracción con rodillos (18), el elemento de refuerzo acabado se lleva a una estación de corte y envasado no mostrada en la figura 2.

Existe una característica esencial en la fabricación, tal como se muestra en la figura 2, ya que el material en forma de partículas, tal como arena,...

1. Método de fabricación de un elemento de refuerzo (19, 28) para hormigón, en el que un haz de fibras extendido, preferentemente continuo (10), en especial fibras de carbono, se impregna (3) con una matriz basada en plástico, seguido por un curado, de tal manera que el material plástico penetre en la sección transversal del haz de fibras y llene los huecos entre las fibras individuales,

en el que

el haz de fibras (10), que incluye un número muy grande de fibras individuales, como mínimo, del orden de magnitud de 1.000, después de la impregnación (3) y antes del curado (17), se lleva a cooperar con un material en forma de partículas (15, 25), preferentemente arena, sometiendo a tracción hacia arriba a través de orificios (13) de la parte inferior de un recipiente (12) que contiene el material en forma de partículas (15), que se adhiere a la superficie del haz de fibras principalmente sin entrar entre las fibras y se fija a la superficie mediante el curado, para la creación de un elemento de refuerzo (19, 28).

2. Método, según la reivindicación 1,

en el que la forma requerida en sección transversal del haz de fibras (10) se consigue por medio de orificios (13) conformados correspondientemente.

3. Método, según la reivindicación 2,

en el que se somete a tracción el haz de fibras (10) desde el recipiente (12) arrollando dicho haz sobre un cuerpo de molde rotativo (29) cuya forma en sección transversal está adaptada para proporcionar un elemento de refuerzo resultante con una configuración deseada.

4. Elemento de refuerzo para hormigón,

que incluye un haz de fibras extendido, preferentemente continuo, en especial basado en fibras de carbono, cuya superficie del haz de fibras está revestida con un material en forma de partículas, preferentemente arena, que se adhiere al haz de fibras con un material plástico curado,

caracterizado porque el haz de fibras está impregnado con una matriz basada en plástico que está curada, de tal manera que el material plástico ha penetrado en la sección transversal del haz de fibras y ha llenado los huecos entre las fibras individuales, y porque el haz de fibras incluye un número significativo de fibras individuales, como mínimo, del orden de magnitud de 1.000.