PRODUCTOS CONFORMADOS CON FIBRAS DE CEMENTO Y FIBRAS DE REFUERZO PARA DICHOS PRODUCTOS, Y PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO DE DICHAS FIBRAS.

Productos conformados con fibras de cemento y fibras de refuerzo para dichos productos, y procedimiento de tratamiento de dichas fibras. La presente invención se refiere a un procedimiento de tratamiento de fibras de polipropileno para el refuerzo de productos conformados con fibras de cemento, así como a los productos de fibras de cemento reforzados con estas fibras. Se realizan con fibras de cemento productos sólidos conformados muy diversos, tales como, entre otros, elementos de techado y fachadas tales como pizarras, placas planas u onduladas, tubos y depósitos de almacenamiento. Estos productos sólidos conformados se fabrican a partir de una suspensión acuosa de fraguado hidráulico que comprende aglutinantes hidráulicos, fibras de refuerzo y eventualmente cargas. Esta suspensión acuosa se mezcla para obtener una distribución de sustancia uniforme de los compuestos. La suspensión se escurre a continuación. El producto fresco obtenido de este modo puede ser conformado a continuación, por ejemplo en forma de placa plana, placa ondulada o en forma de tubo. A continuación, se deja endurecer el producto fresco conformado en condiciones atmosféricas, o bien también en condiciones de presión, de temperatura y de humedad específicas. El procedimiento de fabricación más difundido es el procedimiento Hatschek, cuya tecnología, aplicada originalmente al amianto-cemento, se ha descrito exhaustivamente en la obra Asbestzement de Harald Klos (Springer Verlag, 1967). Otros procedimientos de fabricación son, por ejemplo, los procedimientos Magnani, Mazza, de Flow-on, de extrusión y de inyección. El procedimiento Hatschek está basado en la utilización de máquinas de escurrido con tamiz cilíndrico. En este procedimiento, una estera que proviene de una suspensión diluida de amianto y de cemento contenida en una cuba, es transferida a un fieltro mediante un escurridor cilíndrico, y a continuación se arrolla hasta el grosor requerido con la ayuda de cilindros de conformación. Para la fabricación de láminas onduladas, la lámina de amianto-cemento conformada sobre el cilindro de conformación es cortada y desprendida de este cilindro después de alcanzar el grosor deseado. Esta lámina es conformada a continuación y se deja endurecer entre unas formas de metal ondulado aceitado. Para ciertas aplicaciones resulta útil comprimir el producto fresco después de darle forma, pero antes de su endurecimiento (post-compresión). De este modo, se hace la distinción entre los productos conformados con fibras de cemento no comprimidos y los productos conformados con fibras de cemento comprimidos. Los productos conformados con fibras de cemento comprimidos se han comprimido después de darles forma y antes de su endurecimiento, a una presión igual o superior a 4,9 MPa (50 kgf/cm 2 ). Habitualmente, estos productos conformados con fibras de cemento comprimidos han sido sometidos en estado fresco a presiones entre 9,8 MPa y 24,5 MPa (100 y 250 kgf/cm 2 ). El amianto presenta tanto propiedades de refuerzo debidas a su resistencia a la tracción propia, como cualidades de utilización con respecto a su excelente aptitud para la dispersión en una suspensión acuosa de cemento. Durante la etapa de escurrido, debido a las buenas propiedades de filtración y la buena afinidad por el cemento, las fibras de amianto pueden retener las finas partículas en suspensión de la mezcla compuesta en el curso de la conformación. En el producto final hidratado, la alta resistencia a la tracción, combinada con el módulo de elasticidad elevado y el débil alargamiento a la rotura, contribuyen a conferir a los productos manufacturados con amianto-cemento, su elevada resistencia a la flexión conocida. Sin embargo, el amianto se ha convertido en un componente indeseable por razones relacionadas con el medio ambiente y la salud, y se han consagrado importantes esfuerzos a las tentativas para reemplazarlo. Es deseable, por lo tanto, utilizar nuevas fibras como agentes de refuerzo, y también como auxiliares de aplicación, para utilizarlas como aglutinantes hidráulicos, por ejemplo para reforzar el cemento. No se ha descubierto ninguna fibra natural o sintética que presente todas las propiedades de las fibras de amianto. La resistencia a los álcalis en las soluciones saturadas de hidróxido de calcio es un criterio particular al cual deben responder las fibras de refuerzo. Es también importante que las fibras puedan dispersarse fácilmente en una suspensión acuosa diluida de cemento, y que puedan permanecer también uniformemente dispersadas cuando se efectúa el aporte de otros aditivos cuando dichas fibras deben ser utilizadas en técnicas de escurrido para la obtención de productos de fibras de cemento. Al mismo tiempo es importante la buena dispersión de las fibras para que no formen aglomerados, y para que la densidad de las fibras sea homogénea en el producto de fibras de cemento terminado, pero también para que las fibras no se orienten en una dirección común. Efectivamente, si las fibras adoptaran una dirección preferente, el producto de fibras de cemento tendría una 2 E99201119 17-11-2011   resistencia diferente según la dirección de la fuerza de rotura. La bibliografía contiene ya innumerables publicaciones a propósito de la utilización de diversas fibras orgánicas e inorgánicas naturales o sintéticas. Las fibras constituidas por celulosa, poliamida, poliéster, poliacrilonitrilo, polipropileno y alcohol polivinílico entre otras, han sido objeto de investigaciones relacionadas con el refuerzo del cemento. Asimismo, se conocen trabajos sobre las fibras realizadas en vidrio, acero, aramida y carbono. Entre todas estas fibras, ninguna tiene hasta el presente todas las propiedades requeridas, especialmente para el cemento. Por ejemplo, el vidrio tiene baja estabilidad química, el acero manifiesta corrosión, y tiene una densidad demasiado elevada, el carbono es demasiado quebradizo, se adhiere mal y tiene un precio elevado, la celulosa tiene una durabilidad insuficiente, y el polietileno y el polipropileno comunes tienen una resistencia a la tracción insuficiente. Entre las fibras de refuerzo utilizadas actualmente, se prefieren generalmente las fibras de poliacrilonitrilo (PAN) y de alcohol polivinílico (PVA). En forma aislada o en combinación, estas fibras permiten proporcionar un producto conformado con fibras de cemento que tiene una resistencia a la tracción elevada, en combinación con una ductilidad aceptable. Desgraciadamente, las fibras de PAN y PVA son caras, y aumentan considerablemente el coste total de los productos de fibras de cemento que las contienen. Las fibras de polipropileno tienen una excelente resistencia a los álcalis, incluso a temperaturas que pueden llegar hasta 110ºC. Son fibras duraderas y poco costosas. Sin embargo, por lo general se afirma que las fibras de polipropileno son técnicamente insuficientes cuando se trata de reforzar los materiales cuya matriz a base de cemento es relativamente quebradiza. Ya se ha intentado anteriormente mejorar las fibras de polipropileno, especialmente mediante la incorporación de aditivos en la masa de las fibras. El documento JP 6-219797 de Daiwabo Create, describe fibras de polipropileno bicomponentes que contienen en su parte periférica carbonato de calcio. En el documento GB 2 030 891, se introducen mediante bombardeo partículas desiguales en las fibras termoplásticas. Los documentos GB 2 021 552, WO 94/20654, EP-A-0 240 167 y WO 87/04144 describen productos de fraguado hidráulico cuyas fibras de refuerzo están realizadas a partir de polímero modificado. Las fibras son, por lo tanto, modificadas cada vez en la masa, lo cual implica numerosas desventajas. Esta incorporación de aditivos en la masa, incluso de fibras de polipropileno aumenta el coste de fabricación, e implica una modificación de las características mecánicas de la fibra de refuerzo, especialmente porque disminuye su tenacidad. El documento EP 0 310 100 describe asimismo fibras de poliolefina que contienen partículas inorgánicas incluidas en la masa de la fibra, no quedando ninguna de las partículas expuesta en la superficie de la fibra. Estas fibras se fabrican a partir de una película que puede haber sido sometida a ciertos tratamientos de superficie. Los tratamientos de superficie mencionados consisten en modificaciones químicas, eléctricas o mecánicas de la fibra. Este documento menciona asimismo la aplicación de agentes tensioactivos en la superficie de la fibra. La patente US nº 4.310.478 describe fibras de refuerzo de poliolefinas cuya superficie ha sido sometida a un tratamiento por corona; un agente de avivado hidrófilo (agente humectante) se aplica a continuación sobre la superficie de las fibras tratadas por corona. Sin embargo, estas fibras no son adecuadas para la fabricación de artículos de fibras de cemento, a la vista de la solubilidad... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de fibras de polipropileno para el refuerzo de productos con fibras de cemento, que comprende las etapas siguientes a) tratar la superficie de las fibras por corona; y b) tratar la superficie de las fibras por medio de un depósito de polímero orgánico que comprende grupos polares, aplicándose este depósito con ayuda de una dispersión acuosa de este polímero. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho polímero orgánico comprende monómeros olefínicos. 3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho polímero orgánico se selecciona de entre los homopolímeros y copolímeros de monómeros olefínicos modificados después de la síntesis mediante grupos polares. 4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos grupos polares se seleccionan de entre el anhídrido maleico, el ácido acrílico o el ácido metacrílico. 5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho polímero orgánico se selecciona de entre los homopolímeros y copolímeros de monómeros olefínicos modificados por oxidación. 6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho polímero orgánico se selecciona de entre los copolímeros de un monómero olefínico y de un monómero polar, eventualmente neutralizado por iones. 7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el denier (d) de la fibra está comprendido entre 0,5 y 10. 8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la longitud de la fibra está comprendida entre 2 y 20 mm. 9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho depósito representa de 0,05 a 5% en peso de materia seca con respecto a la materia seca de la fibra. 10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tratamiento por corona y el tratamiento con ayuda de una dispersión acuosa se realizan después del estiramiento de los filamentos de polipropileno. 11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tratamiento por corona consiste en hacer pasar a las fibras por una descarga eléctrica. 12. Procedimiento según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha dispersión acuosa comprende de 0,5 a 40% de polímeros orgánicos. 13. Producto conformado con fibras de cemento fabricado por medio de una composición de fraguado hidráulico que comprende agua, aglutinantes hidráulicos y fibras de refuerzo tratadas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9. 14. Producto conformado con fibras de cemento fabricado por medio de una composición de fraguado hidráulico que comprende agua, aglutinantes hidráulicos y fibras de refuerzo tratadas con el procedimiento de tratamiento según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13. 15. Producto según cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque el producto comprende de 1 a 5% en peso con respecto a la mezcla seca total inicial, de fibras de refuerzo. 16. Producto según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque el producto consiste en una placa ondulada o plana. 11 E99201119 17-11-2011