Procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción.

Procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción, en el que se dispone sobre una parte de dicha estructura al menos una parte de un refuerzo de forma alargada (10,

11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 31, 32, 41, 80) que comprende unas fibras continuas en el sentido longitudinal de dicho refuerzo, asociadas a una matriz polimérica, comprendiendo dicho procedimiento una etapa de eliminación de la matriz polimérica en una parte (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 35, 36, 42, 82, 83) del refuerzo de tal modo que se liberan las fibras del refuerzo, y una reestructuración de las fibras liberadas de la matriz polimérica, caracterizado por que la reestructuración de las fibras liberadas de la matriz polimérica del refuerzo consiste en disponer estas fibras dentro de un molde y en mezclarlas con una matriz polimérica para formar por moldeo una parte de refuerzo con una forma diferente a la forma inicial del refuerzo.

Procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción Sector de la técnica

La presente invención se refiere al campo del refuerzo de estructuras de construcción.

En este campo, es habitual pegar refuerzos por medio de resinas adecuadas sobre las partes de una estructura que hay que reforzar.

Estado de la técnica

Inicialmente de chapa, como se utilizan en el método LHermite, estos refuerzos han ido cambiando su constitución en las últimas décadas como consecuencia de la aparición de materiales en sustitución de la chapa. Ahora se utilizan de manera habitual refuerzos a base de materiales compuestos en forma de placas pegadas (véase por ejemplo el documento FR-A-2594871) o de tejidos pegados (véase por ejemplo el documento EP 0799951).

Los refuerzos a base de materiales compuestos presentan numerosas ventajas, en particular ligadas a su comodidad de instalación y a su capacidad para aplicarse sobre superficies diversas. Estos mejoran por ejemplo muy significativamente el comportamiento dinámico de la estructura reforzada.

Se pueden utilizar de manera ventajosa refuerzos de forma alargada que comprenden fibras continuas asociadas a una matriz polimérica, fabricados por ejemplo mediante pultrusión o mediante extrusión y cuya sección es sustancialmente constante en una dirección longitudinal. Estos refuerzos de forma alargada pueden de manera ventajosa tener forma de lámina de tal modo que permiten una amplia superficie de encolado. Estos refuerzos se disponen, por ejemplo, en una cara tensa de un elemento de estructura de hormigón armado o pretensado de tal modo que permiten un refuerzo en tracción. Estos refuerzos también pueden tener la forma de largos cilindros comúnmente llamados cañas.

Un ejemplo de refuerzo en forma de lámina lo comercializa la empresa Freyssinet bajo la referencia comercial FOREVA® LFC.

A título de ejemplos, dichos refuerzos alargados en forma de láminas pueden tener una anchura de 50, 80, 100 o 150 mm y un espesor de 1,2 mm.

También a título de ejemplo, unos refuerzos de forma alargada están constituidos por fibras de carbono impregnadas con una matriz epoxi. Dichos refuerzos se pueden fabricar por pultrusión o por extrusión.

Dichos refuerzos de forma alargada, aunque se utilizan habitualmente para reforzar estructuras de construcción, presentan sin embargo algunos inconvenientes. Se constata en particular que es difícil de optimizar la configuración de unión de dichos refuerzos con una parte de la estructura que hay que reforzar.

Los documentos EP 1 186 730 A1, US 6 511 727 B1 y EP 1 331 327 A1 describen unos procedimientos que comprenden una eliminación local de la matriz polimérica de un refuerzo fibroso y una reestructuración de las fibras así liberadas.

Objeto de la invención

El objetivo de la presente invención es ofrecer un procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción que instala un refuerzo de forma alargada permitiendo al mismo tiempo optimizar la configuración de la unión con una parte de la estructura que hay que reforzar.

Así pues, la invención ofrece un procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción tal como se define en la reivindicación 1.

De este modo, se puede utilizar un refuerzo de forma alargada producido de manera estándar y cuyo coste resulta ventajoso, reestructurando una parte de las fibras que lo constituyen de tal modo que se optimiza la configuración de la unión del refuerzo con una parte de la estructura que hay que reforzar. De este modo, se puede tener en cuenta variaciones geométricas de la estructura y reforzar de forma preferente algunas zonas de la estructura, distribuir los esfuerzos entre el refuerzo y algunas zonas de la estructura de manera controlada.

Se entiende por "refuerzo de forma alargada" un refuerzo que se extiende en una dirección longitudinal.

Por lo general, pero no necesariamente, la sección perpendicular al eje longitudinal de dicho refuerzo es sustancialmente constante en toda la longitud de dicho refuerzo.

De acuerdo con diferentes formas de realización, el refuerzo de forma alargada se selecciona entre un refuerzo en forma de lámina, un refuerzo en forma de caña, un refuerzo alargado pultrudado, un refuerzo alargado extruido.

Se entiende por un "refuerzo en forma de lámina" un refuerzo que se extiende en una dirección longitudinal y cuya sección perpendicular a dicha dirección longitudinal tiene una forma alargada, con una dimensión, llamada anchura, significativamente superior a la otra dimensión, llamada espesor. A título de ejemplo, la anchura es superior o igual a 10 veces el espesor, por ejemplo superior o igual a 20 veces el espesor, e incluso superior o igual a 40 veces el espesor.

A título de ejemplo el espesor de dicho refuerzo en forma de lámina es superior o igual a 0,5 mm, por ejemplo superior o igual a 1 mm, en particular inferior o igual a 5 mm. A título de ejemplo la anchura de dicho refuerzo es superior o igual a 10 mm, por ejemplo superior o igual a 50 mm y por lo general inferior o igual a 500 mm, e incluso inferior o igual a 200 mm.

A título de ejemplo la longitud de dicho refuerzo es superior o igual a 10 veces su anchura; es en particular superior o igual a 1 metro y mide, por ejemplo, varios metros.

Se entiende por una "caña", un refuerzo de forma alargada cuya sección, perpendicular a la dirección longitudinal, tiene la forma de un círculo o de una elipse. La dimensión más grande de esta sección está, por ejemplo, comprendida entre 1 cm y 10 cm.

La sección de forma alargada de un refuerzo de forma alargada es, por ejemplo, sustancialmente constante en toda la longitud del refuerzo.

Un refuerzo de forma alargada es, por lo general, un refuerzo recto. También es posible que el refuerzo de forma alargada esté curvado o cimbrado en el sentido longitudinal, con por lo general un gran radio de curvatura. También se puede considerar unos refuerzos de forma alargada con ondulaciones en el sentido longitudinal, previstas por ejemplo para adaptarse a la geometría de una parte de la estructura que hay que reforzar.

El refuerzo de forma alargada comprende unas fibras continuas, por lo general del mismo material en toda la longitud del refuerzo, asociadas a una matriz polimérica.

Se pueden utilizar numerosas fibras para fabricar dichos refuerzos, como, de manera no limitativa, fibras de carbono, fibras minerales, como por ejemplo fibras de vidrio o fibras de basalto, fibras poliméricas como por ejemplo fibras de aramida (conocidas, por ejemplo, con el nombre comercial KEVLAR®).

Las fibras están por lo general dispuestas de manera unidireccional en el sentido longitudinal del refuerzo. También se pueden fabricar unos refuerzos de forma alargada con fibras dispuestas en forma de tejidos, en las que una parte de las fibras se dispone en el sentido longitudinal del refuerzo y la otra parte en un sentido transversal.

La matriz polimérica puede estar esencialmente constituida por un polímero termoendurecible, como por ejemplo una resina epoxi, o por un polímero termoplástico.

De preferencia dicho refuerzo se obtiene mediante las técnicas industriales de producción de materiales compuestos, como por ejemplo la pultrusión, la extrusión, el moldeo.

De acuerdo con una forma de realización, la matriz polimérica está esencialmente constituida por un polímero termoendurecible y su eliminación se obtiene por pirólisis. Las condiciones de temperatura de la pirólisis se determinan de tal modo que se elimine el polímero termoendurecible preservando al mismo tiempo las fibras, y en particular sus propiedades mecánicas.

A título de ejemplo, las fibras son fibras de carbono y la temperatura de pirólisis está comprendida entre 800 2C y 1.500 2C. La pirólisis se puede obtener por ejemplo disponiendo la parte del refuerzo, en la que se desea eliminar la matriz polimérica, dentro de un horno calentado a la temperatura deseada, o de acuerdo con otra forma de realización dirigiendo un soplete hacia esta parte del refuerzo.

De acuerdo con una forma de realización se enfría una parte del refuerzo de forma alargada de tal modo que se limite la propagación del calor causado por la pirólisis. Dicho enfriamiento se puede obtener por ejemplo mediante la sujeción de una parte del refuerzo de forma alargada dentro de una pieza enfriada o mediante la pulverización de un gas frío.

De acuerdo con otra forma de realización la etapa de eliminación de la matriz polimérica se obtiene mediante la disolución química selectiva de la matriz.

De acuerdo con diferentes formas de realización que se pueden combinar entre sí según todas las combinaciones

posibles:

1. Procedimiento de refuerzo de una estructura de construcción, en el que se dispone sobre una parte de dicha estructura al menos una parte de un refuerzo de forma alargada (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 31, 32, 41, 80) que comprende unas fibras continuas en el sentido longitudinal de dicho refuerzo, asociadas a una matriz polimérica, comprendiendo dicho procedimiento una etapa de eliminación de la matriz polimérica en una parte (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 35, 36, 42, 82, 83) del refuerzo de tal modo que se liberan las fibras del refuerzo, y una reestructuración de las fibras liberadas de la matriz polimérica, caracterizado por que la reestructuración de las fibras liberadas de la matriz polimérica del refuerzo consiste en disponer estas fibras dentro de un molde y en mezclarlas con una matriz polimérica para formar por moldeo una parte de refuerzo con una forma diferente a la forma inicial del refuerzo.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la matriz polimérica está esencialmente constituida por un polímero termoendurecible y su eliminación se obtiene por pirólisis.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por que se enfría una parte del refuerzo en forma de lámina de tal modo que se limita la propagación del calor causado por la pirólisis.

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que el refuerzo de forma alargada se selecciona entre un refuerzo en forma de lámina, un refuerzo en forma de caña, un refuerzo alargado pultrudado, un refuerzo alargado extruido.

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que una parte (20, 21, 25, 26, 27, 28, 36, 42) del refuerzo en la que se ha eliminado la matriz polimérica se dispone en un extremo de dicho refuerzo.

6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que una parte (22, 23, 24, 35) del refuerzo en la que se ha eliminado la matriz polimérica se dispone entre los extremos de dicho refuerzo.

7. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado por que la reestructuración de las fibras del refuerzo, liberadas de la matriz polimérica, comprende una etapa en la que las fibras se disponen según una forma geométrica diferente a la que estas tenían en el refuerzo, por ejemplo, en forma de abanico, de huso, de botón.

8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la forma de la parte formada por moldeo (26, 28) tiene una sección más compacta que la sección inicial del refuerzo.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 combinada con la reivindicación 5 caracterizado por que la parte formada por moldeo se inserta en una parte de la estructura que hay que reforzar y se une a esta parte de la estructura.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la unión de la parte formada por moldeo en la parte de la estructura que hay que reforzar se lleva a cabo de acuerdo con uno de los métodos seleccionado de la lista constituida por el encolado, por la colada de un mortero entre la parte formada por moldeo y la parte de la estructura en la que está insertada, por la inserción de la parte formada por moldeo durante la fabricación, por ejemplo mediante colada, de la parte de la estructura que hay que reforzar.

11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la forma de la parte formada por moldeo (29) es más acampanada que la forma inicial del refuerzo.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por que se pega la parte acampanada formada por moldeo (29) sobre una parte de la estructura que hay que reforzar.