Estructura que comprende una masa fraguada de cemento, áridos,

agua y unos materiales de refuerzo, los cuales comprenden unas fibras, tejidos y/o cordones constituidos por al menos uno de los siguientes tipos de fibras: fibras de carbono, fibras de aramida, y fibras poliacrílicas. Un material de refuerzo está constituido por fibras de aramida y fibras poliacrílicas, cortadas en fragmentos (1) y mezcladas con el hormigón (H). Otro material de refuerzo está constituido por un tejido abierto (2) de fibras de carbono, empotrado en la capa superficial de la estructura de hormigón (H). Un material de refuerzo comprende una o varias capas de tejido de alta densidad (3) de fibras de carbono, alternadas con capas de resina de epoxi (4), y dispuestas sobre la superficie exterior del hormigón (H). Un material de refuerzo comprende unos cables trenzados de fibras de aramida (5) formando elementos resistentes interiores.

Estructura de hormigón reforzado.

Objeto de la invención La presente invención se refiere a una estructura de hormigón reforzado destinada a soportar grandes cargas y esfuerzos de cizalladura y tracción con un menor peso.

Antecedentes de la invención.

En la actualidad el hormigón es muy utilizado para la realización de construcciones de ingeniería civil y de arquitectura en general.

El hormigón está constituido principalmente con una mezcla de agua, cemento y áridos, que una vez fraguada conforma un elemento sólido que soporta muy bien esfuerzos de compresión, pero no de tracción y cizalladura. Para mejorar las condiciones del hormigón, se añaden elementos de armado, principalmente varillas y armaduras complejas de hierro, y que son pretensadas para que la pieza de hormigón realizada mejore sus propiedades mecánicas.

También es conocido el añadido al hormigón de otras sustancias de refuerzo, por ejemplo partículas de fibra de vidrio, que una vez ha fraguado el cemento permiten obtener una mejor microestructura del hormigón.

Sin embargo la combinación de las técnicas anteriores no ofrece resultados duraderos, ya que las fibras de vidrio se pueden ver atacadas químicamente por los álcalis del hormigón y las varillas y armaduras de hierro se oxidan por efecto de la humedad y el agua.

Descripción de la invención La estructura de hormigón reforzado, objeto de esta invención, presenta unas particularidades técnicas destinadas a ofrecer una respuesta mecánica mejorada, sobre todo en esfuerzos a tracción y a cizalladura y una duración prolongada, principalmente mediante la utilización de materiales inertes a la agresión de la intemperie o de otros materiales del hormigón. Así esta estructura se puede realizar en la propia obra o constituir elementos prefabricados que se unen o incorporan en la construcción final.

La estructura de hormigón reforzado, comprenden una masa fraguada de cemento, áridos, agua, y uno o más materiales de refuerzo .

De acuerdo con la invención el material de refuerzo comprende unas fibras, tejidos y/o cordones constituidos por al menos uno de los siguientes tipos de fibras: fibras de carbono, fibras de aramida, y fibras poliacrílicas.

En una primera realización el material de refuerzo está constituido por fibras de aramida y fibras poliacrílicas, cortadas en fragmentos y mezcladas con el hormigón. Estas fibras cortadas en fragmentos mejoran la resistencia en las tres dimensiones de la estructura y evita la formación de microfisuras en el hormigón por esfuerzos de tracción y cizalladura principalmente. Las fibras cortadas en fragmentos proporcionan un aumento del módulo resistente del material. Estas fibras presentan una alta adherencia química y mecánica con la matriz cimentada. Una resistencia sin degradación, estabilidad a largo plazo y son resistentes a los agentes biológicos. Además las fibras presentan una elevada resistencia térmica y a la rotura, y aportan una reducción de ruido y tolerancia a dilataciones.

Por ejemplo, las fibras de aramida y las fibras poliacrílicas presentan una finura de 2, 5 dtex y una longitud de 8 a 36 milímetros.

En una realización el material de refuerzo está constituido por un tejido abierto de fibras de carbono empotrado, al menos parcialmente, en la capa superficial de la estructura de hormigón.

Este tejido abierto es poroso, en forma de panal y presenta unos orificios o aberturas para el paso del hormigón, garantizando así una unión mecánica firme. Es un tejido con mucho volumen tridimensional para que el hormigón penetre en los orificios y después del fraguado presente suficiente adherencia. Además este tejido abierto es muy flexible y se adapta con facilidad a cualquier configuración exterior que tenga que presentar la estructura de hormigón armado facilitando su manipulación.

En una realización de la invención el material de refuerzo comprende una o varias capas de tejido de alta densidad de fibras de carbono, alternadas con capas de resina de epoxi, y dispuestas sobre la superficie exterior de la estructura de hormigón.

Estas capas exteriores presentan tramas en múltiples direcciones que permiten redistribuir los esfuerzos de estiramiento y cizalladura.

Estas capas exteriores de fibras de carbono son útiles en la realización de vigas, ya sean de sección circular o rectangular, las cuales permiten reforzar otras estructuras de mayor envergadura, tal como elemento semi-prefabricados. Estas capas exteriores de fibras de carbono con epoxi mejoran el agarre de la viga dentro de estructuras de mayor envergadura.

En una realización de la invención, los materiales de refuerzo estan constituidos por unos cables trenzados de fibras de aramida formando elementos resistentes interiores. Estos cables trenzados de fibras de aramida están pretensados, permitiendo obtener un incremento de la resistencia a tracción y a la cizalladura considerable con una gran reducción del peso de la estructura.

Esta estructura permite obtener resultados satisfactorios en: placas con alta resistencia para suelos circulación maquinaria pesada, vigas que sufran fatigas de vibraciones o sísmicas, estructuras especiales que requieren alta resistencia, menor peso estructural y mayor resistencia, edificaciones antisísmicas, placas para edificaciones y placas para fachada entre otros.

Descripción de las figuras.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

- La figura 1 muestra una vista esquematizada de una porción de hormigón donde se observa la distribución tridimensional de las fibras cortadas en fragmentos en el seno del hormigón fraguado.

- La figura 2 muestra un detalle seccionado del tejido abierto de fibras de carbono, empotrado superficialmente en el hormigón.

- La figura 3 muestra un detalle seccionado del tejido abierto de fibras de carbono empotrado en el seno del hormigón a mayor profundidad.

- La figura 4 muestra una sección esquematizada de una estructura en forma de viga, que presenta el material de refuerzo conformado por la capa de tejido abierto de fibras de carbono empotrado superficialmente y las capas de tejido de alta densidad de fibras de carbono y resina de epoxi alternadas exteriormente.

- La figura 5 muestra una sección esquematizada de una estructura en forma de viga de sección circular presenta una combinación de los materiales refuerzo constituidos por: fibras de aramida y poliacrílicas cortadas, tejido abierto de fibras de carbono empotrado superficialmente, tejido de alta densidad de fibras de carbono alternadas con capas de resina epoxi, y cables trenzados de fibras de aramida para su armado interior.

Realización preferente de la invención

Como se puede observar en las figuras referenciadas la estructura de hormigón reforzado comprende una masa fraguada de cemento, áridos, agua y unos materiales de refuerzo de dicho hormigón (H) . Estos materiales de refuerzo comprenden fibras de aramida y fibras poliacrílicas, cortadas en fragmentos (1) y mezcladas con el hormigón (H) , tal como se representa en la figura 1.

En una realización, el material de refuerzo está constituido por un tejido abierto (2) de fibras de carbono empotrado en la capa superficial de la estructura de hormigón (H) , tal como se muestra en la figura 2, Este tejido abierto (2) de fibras de carbono presenta una configuración porosa con unos orificios o aberturas, y un volumen tridimensional considerable, habilitando el paso del hormigón (H) y la fijación mecánica firme después del fraguado. En la figura 2 se observa como dicho tejido abierto (2) se dispone superficialmente, en tanto que en la figura 3, el tejido abierto (2) está dispuesto en el interior del hormigón (H)

En la figura 4 se representa una estructura, más concretamente una viga de sección rectangular, la cual presenta añadidas en su exterior unas capas de tejido de alta densidad (3) de fibras de carbono, estando estas capas de tejido de alta densidad (3) de fibras de carbono alternadas con capas de resina de epoxi (4) que las fija al hormigón (H) y al tejido abierto (2) , evitando deslizamientos por los esfuerzos de tracción y cizalladura.

En una realización, una viga tal como la viga...

1. Estructura de hormigón reforzado, del tipo de las que comprenden una masa fraguada de cemento, áridos, agua y un material de refuerzo que comprende al menos uno de los siguientes tipos de fibras: fibras de carbono, fibras de aramida, y fibras poliacrílicas caracterizada porque el material de refuerzo comprende tejidos y/o cordones constituidos por al menos uno de los mencionados tipos de fibras de carbono, de aramida, y poliacrílicas.

2. . Estructura, según la reivindicación 1, caracterizada porque el material de refuerzo está constituido por un tejido abierto (2) de fibras de carbono, empotrado al menos parcialmente en la capa superficial de la estructura de hormigón (H) .

3. Estructura, según la reivindicación 1, caracterizada porque el material de refuerzo comprende una o varias capas de tejido de alta densidad (3) de fibras de carbono, alternadas con capas de resina de epoxi (4) , y dispuestas sobre la superficie exterior de la estructura de hormigón (H) .

4. Estructura, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque comprende unos cables trenzados de fibras de aramida (5) formando elementos resistentes interiores.

5. Estructura, según la reivindicación 4, caracterizada porque los cables trenzados de fibras de 15 aramida (5) están pretensados.