ES2211618T3 - Material compuesto de multiples capas de hormigon aglomerado con cemento y de hormigon aglomerado con polimeros y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
Material compuesto de multiples capas de hormigon aglomerado con cemento y de hormigon aglomerado con polimeros y procedimiento para su fabricacion.Info
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Abstract
Material compuesto de múltiples capas que comprende por lo menos una capa de un hormigón aglomerado con cemento (1), por lo menos una capa de un hormigón aglomerado con polímeros (2) y una capa de enlace (3) entre capas adyacentes de hormigón aglomerado con cemento y de hormigón aglomerado con polímeros, caracterizado porque la capa de enlace (3) posee por lo menos la resistencia de material de la menos sólida de las capas adyacentes (1, 2), la capa de hormigón aglomerado con polímeros (2) presenta una estructura que impide el paso a través de ella de agua en estado líquido hacia la capa de enlace (3), pero permite el escape de agua del material y porque la capa de hormigón aglomerado con polímeros (2) está constituida por áridos para hormigón, en caso deseado por coadyuvantes y/o aditivos para hormigón, y por lo menos un polímero, y por lo menos un polímero o los componentes del polímero en estado no endurecido está(n) disperso(s) en agua y al fraguar el polímero se libera agua.
Description
Material compuesto de múltiples capas de hormigón
aglomerado con cemento y de hormigón aglomerado con polímeros y
procedimiento para su fabricación.
La presente invención se refiere a un material
compuesto de múltiples capas que presenta por lo menos una capa de
núcleo de hormigón aglomerado con cemento y por lo menos una capa
de hormigón de cara vista aglomerado con polímeros, a un
procedimiento para su fabricación, así como a cuerpos moldeados
fabricados a partir del material de múltiples capas.
El hormigón es una piedra artificial que se forma
por una mezcla de cemento, áridos para hormigón y agua,
eventualmente con coadyuvantes y aditivos para hormigón. El
fraguado lo provoca el aglutinante cemento, que en condiciones
normales fragua con el agua, y de la mezcla pastosa de hormigón se
forma un cuerpo sólido. Como áridos para hormigón, coadyuvantes y
aditivos para hormigón entran en consideración materiales minerales
así como también no minerales de determinados tamaños
(escalonamiento del grano). Para hormigones aglomerados con cemento
se dispone de conocimientos y experiencias de múltiples décadas
acerca de las características del material, composición del
material, fabricación del material, moldeado del material, así como
sobre el comportamiento del material en estado fresco y fraguado.
El juego conjunto de: calidades de cemento, áridos para hormigones
y su escalonamiento según el grano, materiales de relleno y demás
materias adicionales, así como de la adición de agua, es ya
conocido.
El hormigón aglomerado con cemento encuentra
aplicación como material para la construcción para, por ejemplo:
componentes para la construcción fabricados sobre el terreno o en
producción industrial, piezas prefabricadas tales como tubos de
hormigón o pozos de hormigón, elementos para fachadas o para
adoquinado y para losas para pavimentación de hormigón, elementos
estabilizadores susceptibles de ser cubiertos con césped o
pavimentos permeables al agua.
El hormigón aglomerado con cemento posee, sin
embargo, una serie de inconvenientes: por ejemplo, tiende a la
formación de eflorescencias (de carbonato cálcico) o a dejar
penetrar el agua en la estructura porosa. Para adoquinados o
enlosados de hormigón, que se utilizan en el exterior, esto
significa que en caso de heladas puedan formarse grietas debido a la
congelación del agua, que con el tiempo provocan la destrucción de
los elementos. La sal para deshielo utilizada para la eliminación
del hielo puede penetrar en las placas junto con el agua de
deshielo y acelerar su destrucción. Debido a la estructura porosa
de las superficies de pavimentos de este tipo la suciedad se
adhiere fácilmente, de forma que las posibilidades de aplicación en
sectores en los que hay que contar con un fuerte ensuciamiento,
tales como zonas de carga y descarga de mercancías, instalaciones de
envasado en la industria, gastronomía en el exterior, son
limitadas.
Para mejorar las propiedades de elaboración y de
uso del hormigón se desarrollaron materiales en los que el
aglomerante corriente, el cemento, se ha reemplazado del todo o en
parte por aglomerantes a base de resinas sintéticas, el llamado
hormigón polimérico. Son apropiados como aglomerante, por ejemplo:
sistemas de resinas epoxídicas, sistemas de resinas de poliuretano y
sistemas de resinas de poliéster.
El hormigón aglomerado con polímeros presenta una
serie de ventajas frente al hormigón convencional aglomerado con
cemento, especialmente es más resistente a los productos químicos,
tiende menos a que se le adhiera la suciedad y no presenta
eflorescencias. Las propiedades mecánicas del hormigón polimérico
son fundamentalmente satisfactorias, tal como lo demuestra la
delgadez de los elementos de construcción fabricados con estos
hormigones, por ejemplo, de los canalones o tubos de hormigón de
poliéster.
El hormigón aglomerado con polímeros es sin
embargo considerablemente más caro que el hormigón aglomerado con
cemento. En consecuencia, hay que procurar mantener lo más reducida
posible la cantidad de hormigón polimérico utilizada. Pero también
es posible y del todo suficiente, que en una pieza moldeada
fabricada de hormigón, por ejemplo un adoquín o una placa para
fachada, solamente la cara superior sea de hormigón polimérico.
Se conocen ya elementos combinados en los que
sobre una capa prefabricada de hormigón aglomerado con cemento se
pega una capa asimismo prefabricada de hormigón aglomerado con
polímeros. Estos elementos no se pueden fabricar en una sola
operación y requieren un costoso pegamento especial.
También es conocido un adoquín como una
construcción combinada a partir de los llamados núcleo de hormigón y
hormigón de cara vista. El núcleo de hormigón es un hormigón
aglomerado con cemento, y la capa de cobertura aplicada sobre el
mismo, el hormigón de cara vista, es hormigón aglomerado con
polímeros. Estos elementos combinados se fabrican, por ejemplo, de
modo que primero se introduce la mezcla de núcleo de hormigón que
contiene cemento como aglomerante en un molde de una máquina de
moldear bloques de hormigón y a continuación la mezcla de hormigón
de cara vista, que contiene polímeros como aglomerante, se deposita
sobre la mezcla de núcleo de hormigón. De ello resulta un elemento
combinado con una capa de sustentación de núcleo de hormigón
aglomerado con cemento y una capa de cobertura, por lo general
relativamente delgada. de hormigón de cara vista aglomerado con
polímeros. Las propiedades del elemento combinado vienen
esencialmente determinadas por la capa de cobertura, de modo que
únicamente el hormigón de cara vista aglomerado con polímeros es el
que ha de satisfacer la mayoría de las exigencias planteadas al
producto correspondiente.
Un inconveniente grave en los adoquines conocidos
a base de núcleo de hormigón y hormigón de cara vista radica en que
la unión entre el hormigón de cara vista y el núcleo de hormigón
es más débil que el fraguado dentro de la capa de núcleo de
hormigón o dentro de la capa de hormigón de cara vista,
respectivamente. Además, los conocidos hormigones de cara vista
poseen una estructura en la que frecuentemente la unión de los
áridos sólo se puede crear en forma de puntos, es decir,
frecuentemente materiales quizás excesivamente monogranulares se
pegan entre sí en sus puntos de contacto. Esta estructura porosa
permite la penetración de agua y eventualmente de soluciones
salinas en invierno. El agua penetrada puede congelarse y conducir
a que se produzcan grietas en el material. En el peor caso la capa
de hormigón de cara vista puede desprenderse de la capa de núcleo
de hormigón. La resistencia alternativa a la congelación y
descongelación de los conocidos adoquines es en consecuencia
deficiente. Además, la resistencia a la abrasión de los porosos
hormigones de cara vista aglomerados con polímeros es débil, ya que
cuando el material se expone a fuertes cargas, por ejemplo debido a
la circulación sobre ellos, las partículas individuales de áridos
pueden desprenderse rápidamente de la trabazón estructural.
En consecuencia, el objetivo de la presente
invención es proporcionar un material compuesto de núcleo de
hormigón aglomerado con cemento y hormigón de cara vista aglomerado
con polímeros, que supere los inconvenientes mencionados
anteriormente. En especial, el material compuesto debe poder asumir
sin daño las tensiones inducidas por cambios de temperatura y
poseer resistencia alternativa a la congelación y
descongelación.
Preferentemente, el material compuesto debe poder
asumir sin sufrir daños cargas estáticas y dinámicas tales como las
"tensiones de colocación" y las cargas debidas al caminar o
circular sobre él. Preferentemente, el material compuesto debe
también ser resistente a la luz, particularmente a la luz
ultravioleta, y naturalmente poseer también las propiedades
positivas ya conocidas del hormigón polimérico según el estado de
la técnica, tales como resistencia a los productos químicos.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar cuerpos moldeados a partir del material compuesto
según la presente invención. Cuerpos moldeados de este tipo pueden
ser, por ejemplo, piezas prefabricadas de hormigón, adoquines de
hormigón o losas de hormigón.
Un objetivo adicional de la presente invención es
proporcionar un procedimiento para la fabricación de un material
compuesto a partir de núcleo de hormigón aglomerado con cemento y
hormigón de cara vista aglomerado con polímeros. El procedimiento
se debe poder realizar por completo en líneas convencionales de
fabricación para hormigón aglomerado con cemento sin que sean
necesarias costosas medidas de adaptación técnica de las máquinas.
Tiene que evitarse una solicitación acrecentada de las
instalaciones de producción.
El objetivo se consigue mediante un material
compuesto de múltiples capas que presenta: por lo menos una capa de
un hormigón aglomerado con cemento, por lo menos una capa de un
hormigón aglomerado con polímeros y una capa de enlace entre capas
adyacentes de hormigón aglomerado con cemento y de hormigón
aglomerado con polímeros, caracterizado porque: la capa de enlace
posee por lo menos la resistencia de material de las menos sólidas
de las capas adyacentes, la capa de hormigón aglomerado con
polímeros posee una estructura que restringe el paso a través de
ella de agua en estado líquido a la capa de enlace, pero que
permite que se escape agua del material, preferentemente sólo agua
en forma de vapor, y que la capa de hormigón aglomerado con
polímeros esté constituida por áridos para hormigón, en caso
deseado por coadyuvantes y/o aditivos para hormigón y por lo menos
un polímero, y porque por lo menos un polímero o los componentes
del polímero, en estado no fraguado, esté(n) disperso(s) en
agua, y que al fraguar el polímero se libere agua.
El procedimiento según la presente invención para
la fabricación del material compuesto de múltiples capas con por lo
menos una capa de hormigón aglomerado con cemento, por lo menos una
capa de hormigón aglomerado con polímeros y una capa de enlace
entre capas adyacentes de hormigón aglomerado con cemento y de
hormigón aglomerado con polímeros, está caracterizado porque: se
fabrica por lo menos una mezcla de hormigón que contiene cemento
como aglutinante, se fabrica por lo menos una mezcla de hormigón
que contiene polímeros como aglutinante, y porque el polímero o los
componentes del polímero, en estado no fraguado, está(n)
disperso(s) en agua y al fraguar el polímero se libera agua,
y porque las mezclas de hormigón se aportan por separado y para la
formación de por lo menos una capa de hormigón aglomerado con
polímeros sobre por lo menos una capa de hormigón aglomerado con
cemento se aportan directamente una encima de la otra, y la mezcla
de hormigón que contiene cemento como aglutinante, por lo menos en
la capa de enlace entre capas adyacentes de mezcla de hormigón
aglomerada con cemento y mezcla de hormigón aglomerada con polímeros
contiene menos cantidad de agua que la necesaria para el
fraguado.
Bajo el concepto de un "polímero en estado no
fraguado disperso en agua" hay que entender también productos de
partida o componentes de polímeros dispersos en agua, por ejemplo,
compuestos de oligómeros o de polímeros que están dispersos en
agua y que pueden reaccionar bajo reticulación o posterior
polimerización y reticulación. Estos polímeros o componentes de
polímeros forman después del fraguado el aglutinante para el
hormigón aglomerado con polímeros.
El cuerpo moldeado, fabricado según la presente
invención, a partir de un material compuesto de múltiples capas,
está provisto, por lo menos en una cara, de por lo menos una capa
de hormigón aglomerado con polímeros.
En los dibujos, las figuras muestran:
la figura 1, una losa de hormigón de material
compuesto de múltiples capas según la presente invención, en
sección;
la figura 2, un bordillo de material compuesto de
múltiples capas según la presente invención, en sección;
la figura 3, una losa de hormigón de material
compuesto de múltiples capas según la presente invención con una
capa de núcleo de hormigón, una capa de hormigón de cara vista y
una capa de cobertura de polímero, en sección;
la figura 4, un bolardo de material compuesto de
múltiples capas según la presente invención, en sección.
El material compuesto de múltiples capas según la
presente invención presenta por lo menos una capa de hormigón
aglomerado con cemento, o sea la capa de núcleo de hormigón, y por
lo menos una capa de hormigón aglomerado con polímeros, o sea la
capa de hormigón de cara vista. El material compuesto de múltiples
capas según la presente invención está caracterizado porque la capa
de enlace entre las capas de hormigón aglomerado con cemento y de
hormigón aglomerado con polímeros, posee por lo menos la
resistencia de material de las menos sólidas de las capas
adyacentes, y la capa de hormigón de cara vista posee una
estructura que restringe ampliamente el paso a través de ella de
agua en estado líquido a la capa de enlace, pero que permite el
escape del agua existente en la capa de hormigón de cara vista, o
la evasión por difusión de agua procedente del hormigón granulado.
El agua se escapa en forma de gas, es decir en forma de vapor de
agua.
El procedimiento según la presente invención para
la fabricación del material compuesto de múltiples capas presenta
las siguientes etapas: se fabrican, separadamente una de otra, por
lo menos una mezcla de hormigón que contiene cemento como
aglutinante y por lo menos una mezcla de hormigón que contiene un
polímero como aglutinante, y luego se las conduce recíprocamente de
tal modo que se forma una estructura de capas con por lo menos dos
capas, es decir, por lo menos una capa de hormigón aglomerado con
cemento y por lo menos una capa de hormigón aglomerado con
polímeros. Con una disposición por capas de este tipo se origina
una zona de capa de enlace entre una capa de hormigón aglomerado con
cemento y una capa de hormigón aglomerado con polímeros. Esta capa
de enlace entre capas con aglutinantes distintos representa un punto
débil en el caso de adoquines convencionales. La resistencia de la
unión entre el hormigón de cara vista aglomerado con polímeros y el
núcleo de hormigón aglomerado con cemento es frecuentemente menor
que la resistencia de la unión en el interior de la capa de
hormigón de cara vista aglomerado con polímeros, o en el interior de
la capa de núcleo de hormigón aglomerado con cemento,
respectivamente, sobre todo en el caso de una fabricación del
cuerpo moldeado en una sola operación. De acuerdo con la presente
invención, este problema se soluciona porque a la mezcla de
hormigón que contiene cemento como aglutinante se le adiciona menos
agua de la que sería necesaria para el fraguado completo. En caso
de una capa más gruesa de núcleo de hormigón es suficiente que este
déficit de agua se facilite a la zona limítrofe con la capa de
hormigón de cara vista. Al tener lugar el fraguado del polímero en
la capa de hormigón de cara vista se libera agua. Esta agua supera
la superficie limítrofe con la capa de núcleo de hormigón y hace
posible el completo fraguado del hormigón aglomerado con cemento.
Además, polímero o partes constituyentes de polímeros dispersos en
el agua son arrastrados a la zona de la capa de núcleo de hormigón
limítrofe con la capa de hormigón de cara vista, de modo que en la
capa de enlace entre estas dos capas se halla presente una matriz
de mezcla de polímero y cemento. Con ello, en la zona de contacto se
obtiene una unión que alcanza, por lo menos, la resistencia del
material del menos sólido de los hormigones limítrofes y,
sorprendentemente, alcanza o sobrepasa la resistencia de la unión,
la mayoría de las veces incluso la resistencia del material del más
sólido de los hormigones limítrofes. Con esta sintonización entre
sí de las proporciones de agua absorbida de las capas adyacentes de
hormigón aglomerado con cemento y de hormigón aglomerado con
polímeros se evita de manera fiable una rotura en la capa de enlace
o en la capa de contacto. Efectivamente, en el caso de carga por
tracción perpendicular a las capas no se presenta ninguna grieta en
la capa de enlace sino que por regla general se agrieta el núcleo
de hormigón.
El procedimiento se realiza por completo dentro
del sistema acuoso, es decir, los materiales no fraguados están
todos presentes en una fase acuosa.
En consecuencia, en la fabricación del material
compuesto de múltiples capas según la presente invención, se pueden
aplicar procesos de fabricación de uso corriente, como los que son
normales para la fabricación de hormigón aglomerado con cemento
(ponedoras sobre tablas o prensa de platos). Se puede prescindir de
la utilización de disolventes orgánicos.
Los cuerpos moldeados de hormigón aglomerado con
cemento se fabrican de la manera típica mediante la mezcla entre sí
de los componentes: cemento, áridos para hormigón y eventualmente
otros componentes como, por ejemplo, coadyuvantes y aditivos para
hormigón, en una mezcladora. Se transporta el hormigón recién
preparado a la máquina de moldear, se le introduce en un molde, se
le desencofra y el cuerpo moldeado así obtenido en "estado en
verde" se transporta de momento a un punto de almacenamiento
donde puede fraguar.
Los cuerpos moldeados según la presente invención
se fabrican de forma totalmente análoga, sólo que no se fabrica
solamente uno, sino que, por lo menos, se fabrican dos hormigones,
de los cuales uno en lugar de cemento contiene como aglutinante un
polímero o componentes que forman polímeros. Los hormigones
individuales se fabrican en mezcladoras separadas y se transportan
por separado a la máquina de moldear bloques. Ésta posee, por lo
menos, dos estaciones de alimentación, o sea una para la mezcla de
núcleo de hormigón y otra para la mezcla de hormigón de cara vista.
Después de aportar el material a estas estaciones de alimentación,
la máquina de moldear bloques procesa los materiales mediante una
graduación adecuada del volumen de material depositado, en tanto
que introduce las distintas clases de hormigón en diferentes nidos
de hormigón dispuestos unos encima de otros, y el nido de hormigón
superior se forma al llenar el nido inferior de hormigón y el núcleo
de hormigón ocupa, por regla general, el espacio inferior de mayor
tamaño y el hormigón de cara vista, que se deposita directamente
sobre el núcleo de hormigón, forma en comparación una delgada capa
de cobertura de aproximadamente un 5 a un 30% del espesor total del
cuerpo moldeado. La superficie de la capa de hormigón de cara vista
representa la superficie del cuerpo moldeado. Seguidamente se
desencofra el cuerpo moldeado como de costumbre y se le transporta
a un lugar de almacenamiento previsto al efecto para su fraguado. La
totalidad de la línea de fabricación está orientada como acuosa en
consistencia con el procedimiento.
Se consigue una unión especialmente buena entre
las capas si se comprimen los materiales dentro de la máquina de
moldear bloques, tal como se realiza esto frecuentemente en el caso
de cuerpos moldeados que son exclusivamente de hormigón aglomerado
con cemento. Sin embargo, la compresión no es forzosamente
necesaria. Si por ejemplo tienen que fabricarse grandes superficies
contiguas, como un tejado plano, con el material compuesto de
múltiples capas según la presente invención, la capa de hormigón
polimérico se puede aplicar, por ejemplo, sencillamente por
proyección sobre el hormigón granulado, todavía húmedo y no
fraguado, y luego repartirla.
Los cuerpos moldeados de material compuesto según
la presente invención pueden estar provistos en una o en múltiples
superficies exteriores de una capa de cara vista de hormigón
polimérico. Las capas pueden discurrir paralelas entre sí o
presentar otra forma cualquiera. En el caso de un bordillo es
recomendable, por ejemplo, recubrir con hormigón polimérico las
superficies que quedarán al exterior después de su colocación. El
recubrimiento se realiza típicamente de modo que dentro de una caja
de moldeo se fabrica un cuerpo moldeado de núcleo de hormigón, se
le comprime, y el espacio que queda libre después de la compresión
se rellena con hormigón polimérico. A continuación se desencofra
como de costumbre.
Cuando son necesarias capas muy gruesas de núcleo
de hormigón, por ejemplo en el caso de elementos de sustentación o
de elementos fuertemente solicitados, puede resultar ventajoso
estructurar la capa de núcleo de hormigón como capa doble. En este
caso se fabrican preferentemente dos mezclas diferentes de núcleo
de hormigón, y una de las mezclas de núcleo de hormigón contiene la
cantidad de agua necesaria para el fraguado. Esta mezcla de núcleo
de hormigón se emplea para constituir la capa más inferior del
material compuesto de múltiples capas. Sobre esta capa en estado
todavía fresco se aplica directamente la mezcla de núcleo de
hormigón "demasiado seca" para su completo fraguado. Sobre esta
capa se aplica asimismo la capa de hormigón polimérico.
En caso deseado, la capa de hormigón polimérico
puede estar constituida por múltiples capas de hormigón polimérico
con composiciones diferentes. Esto puede ser ventajoso si, por
ejemplo, tiene que conseguirse una estructura o constitución
superficial determinada, para la cual tienen que emplearse
materiales muy caros.
La capa o capas de núcleo de hormigón se
fabrica(n) a partir de hormigón convencional aglomerado con
cemento. Tal como es perfectamente sabido en este ramo, la
composición del material se elige según el objeto de aplicación
previsto. El hormigón aglomerado con cemento según la presente
invención se diferencia del hormigón aglomerado con cemento del
estado de la técnica, únicamente en que la zona prevista para su
unión con hormigón aglomerado con polímeros contiene menos cantidad
de agua que la necesaria para el fraguado total.
El hormigón de cara vista contiene como
aglutinante, en lugar de cemento, componentes que forman polímeros o
un polímero o una mezcla de diversos polímeros. El aglutinante o
los componentes que forman polímeros está(n) dispersos en agua,
preferentemente emulsionados. Es preferida una relación del
polímero con respecto al agua dentro de la gama de 1:0,7 a 0,7:1,
especialmente preferida es la de 1:1. Una mayor proporción de agua
es aquí desfavorable porque el hormigón resultaría aguado. El
polímero no debería endurecerse demasiado rápidamente, para
permitir una elaboración sin problemas. Pero el fraguado del
aglutinante polímero no debería tampoco requerir demasiado tiempo,
es decir, el polímero debería preferentemente disociar la cantidad
principal de agua dentro de unos 30 a 90 minutos. El agua, que no
puede disociarse durante la fase fluida, puede adherirse en parte
a la matriz polimérica que se forma en el hormigón de cara vista
durante el fraguado, es decir, quedar firmemente enlazada, y en
parte puede escapar del hormigón de cara vista en forma de
vapor.
Preferentemente, encuentra aplicación un
aglutinante polimérico, que en el estado fraguado posea una
elevada afinidad a superficies oxídicas, para que los áridos y
demás aditivos al hormigón queden enlazados y adheridos de manera
fiable y duradera y que ante una solicitación mecánica del material
no puedan desprenderse del hormigón polimérico.
Como aglutinantes poliméricos apropiados pueden
mencionarse los polímeros emulsionables o capaces de estar en
suspensión en agua, tales como las resinas reactivas, por ejemplo:
resinas epoxídicas, resinas de metacrilato, resinas insaturadas de
poliéster, resinas de isocianato y resinas de fenacrilato. Si los
polímeros están presentes como sistemas de resinas de dos
componentes, pueden encontrar aplicación sistemas de mezclas de
componentes que sólo son reactivos bajo condiciones de aplicación,
por ejemplo, resinas epoxídicas líquidas que contienen aminas
encapsuladas dispersas. También se pueden aplicar sistemas en los
que monómeros, oligómeros y endurecedores empiezan a reaccionar
entre sí tan pronto se les junta. En este caso, si la reacción es
muy rápida puede ser ventajoso fabricar mezclas previas de hormigón
polimérico, en las que una de las mezclas previas contiene
solamente los componentes de monómeros y oligómeros y la otra
mezcla previa contiene solamente los componentes endurecedores. Las
dos mezclas previas se mezclan luego entre sí inmediatamente antes
de su aportación sobre la capa de núcleo de hormigón.
Un sistema de resinas preferido lo constituye un
aducto de resina epoxi de poliamina y una mezcla de resina de
bisfenol-A-epiclorhidrina,
p-terc-butilfenilglicidiléter y
alcohol bencílico.
Para la fabricación del hormigón aglomerado con
polímeros, el polímero o una mezcla de polímeros o los componentes
que forman polímeros se emulsionan o suspenden en agua,
preferentemente en la proporción 1:1, y se mezclan con los áridos
para hormigón. En caso deseado se puede mezclar también con ellos
otros cuerpos sólidos corrientes tales como coadyuvantes y aditivos
para hormigón, materiales de relleno y colorantes. En caso de que
el polímero en sí mismo no sea suficientemente sólido a los rayos
ultravioleta se recomienda mezclarle también estabilizadores de
rayos ultravioleta.
Los tamaños del grano de los áridos y de los
demás aditivos deberían elegirse de tal modo que por una parte,
resulte una superficie de adhesión a la matriz de resina la mayor
posible, y por otra parte se forme una estructura compacta. El
volumen total de los poros capilares de la capa de hormigón de cara
vista aglomerado con polímeros asciende preferentemente a no más
del 6% en volumen, con especial preferencia no más del 4% en
volumen. Especialmente preferida es esencialmente la presencia de
poros de aire únicamente. La estructura compacta con esencialmente
sólo poros de aire tiene por efecto que la capa de hormigón de cara
vista actúe como una membrana de permeabilidad unidireccional, es
decir, la penetración de agua en estado líquido desde el exterior
en el hormigón de cara vista queda considerablemente impedida,
mientras que el agua ya presente en el hormigón de cara vista, por
ejemplo, agua de la fabricación del hormigón polimérico, agua
sobrante de la reacción de polimerización que no se consume para el
fraguado del núcleo de hormigón ni se enlaza con la matriz
polimérica, puede escapar en forma de vapor. Si por el contrario el
núcleo de hormigón hubiera absorbido agua, por ejemplo, debido a su
colocación como adoquín, la presión interior del vapor puede ser
absorbida sin detrimento por la otra capa y expulsarse de nuevo
hacia el exterior, sin que se produzca un desprendimiento de la
capa de cara vista de la capa de sustentación. El material compuesto
de múltiples capas según la presente invención es por lo tanto en
particular excelentemente apropiado para todos aquellos objetos de
aplicación en los que el material está expuesto a cargas mecánicas
en combinación con la acción de la humedad. También el material
compuesto de múltiples capas según la presente invención resiste
perfectamente la acción de la humedad en combinación con frecuentes
cambios de temperatura con heladas y descongelación, ya que, por
una parte, en la capa de cara vista de hormigón polimérico sólo
puede penetrar poca agua o ninguna y, por otra parte, el agua que
no obstante haya penetrado puede escapar otra vez sin problema
alguno en forma de vapor.
Sobre la capa de cara vista de hormigón
polimérico se puede aplicar todavía otra capa de polímero que sea
compatible con el material de la capa de la cara vista, por
ejemplo, cuando se desea una estructura superficial particularmente
lisa o una selladura adicional. Como material de la capa de
cobertura adicional puede encontrar aplicación el mismo polímero o
la misma mezcla de polímeros que sirve como aglutinante en la capa
de la cara vista de hormigón polimérico, pero también se puede
utilizar cualquier otro polímero compatible con el material de la
capa de la cara vista. La aportación de la capa de cobertura
adicional puede efectuarse en esencia en un momento cualquiera, es
decir, antes del fraguado, durante el proceso de fraguado o incluso
después del fraguado del material compuesto de múltiples capas. La
forma de aportación depende del polímero que se utilice. Por
ejemplo, el polímero puede estar disuelto o disperso en agua o en
un disolvente, y luego aplicarse por proyección o por extensión. La
capa de cobertura adicional puede ser exclusivamente de un material
polimérico, pero también se puede utilizar un polímero rellenado,
es decir, la capa de cobertura polimérica puede contener materias de
relleno corrientes.
Alternativamente a lo hasta ahora descrito, en el
caso de múltiples capas antepuestas de hormigón, se puede
estructurar el material compuesto de múltiples capas de modo que
sólo la capa más superior posea una estructura que impida el paso
de agua en estado líquido, y sin embargo la(s) capa(s)
de hormigón de cara vista situada(s) debajo, sí dejen pasar
el agua en estado líquido.
A continuación se explican más detalladamente
unas formas de realización preferidas del material compuesto de
múltiples capas según la presente invención utilizado en cuerpos
moldeados fabricados con el mismo:
la figura 1 presenta en sección una baldosa de
hormigón de material compuesto según la presente invención. La
baldosa de hormigón está compuesta por una capa de sustentación de
núcleo de hormigón 1 de hormigón aglomerado con cemento y una capa
de cobertura de hormigón aglomerado con polímeros, o sea la capa de
hormigón de cara vista 2. La capa de núcleo de hormigón 1 presenta
por lo menos en la zona que limita con la capa de hormigón de cara
vista 2 un déficit de agua, es decir, contiene menos cantidad de
agua que la necesaria para el completo fraguado. Este déficit de
agua se compensa con agua procedente de la capa de hormigón de cara
vista 2, que arrastrando polímeros o componentes de polímeros en
ella dispersos se difunde en la capa de núcleo de hormigón 1, con
lo cual en la capa de enlace 3 entre la capa de núcleo de hormigón y
la capa de hormigón de cara vista se establece una unión
duradera.
Las baldosas de este tipo u otros cuerpos
moldeados según la presente invención, pueden presentar también
múltiples capas de núcleo de hormigón superpuestas entre sí y/o
múltiples capas de hormigón de cara vista también superpuestas. En
el caso de cuerpos moldeados con múltiples capas de núcleo de
hormigón es suficiente que la capa de núcleo de hormigón que está
directamente en contacto con la capa de hormigón de cara vista sea
la que presente un déficit de agua. Si se aplican múltiples capas
de hormigón de cara vista, éstas pueden poseer polímeros diferentes
como aglutinante y/o distintas densidades de estructura.
La figura 2 presenta en sección un bordillo. La
parte de sustentación del bordillo la forma la capa de núcleo de
hormigón 1 de hormigón convencional aglomerado con cemento. En dos
de las caras, de las que después de la colocación del bordillo
quedan al exterior, la capa de núcleo de hormigón está provista de
una capa de hormigón de cara vista, y las capas de enlace 3 y 3'
entre el núcleo de hormigón y el hormigón de cara vista cuidan de
una juntura resistente entre las dos capas de hormigón.
La figura 3 presenta, en sección, un cuerpo
moldeado de material compuesto de múltiples capas según la presente
invención en el que en la superficie 6 de la capa de hormigón de
cara vista se ha previsto una delgada capa o una película 7 a base
de polímeros. La capa de polímero 7 puede servir como protección o
selladura de la capa de hormigón de cara vista. Puede contener
materiales de relleno y conferir a la superficie del material
compuesto de múltiples capas de efectos ópticos particulares.
La figura 4 presenta un bolardo en sección. Sobre
el núcleo de hormigón 1, y alrededor del mismo se ha aplicado una
capa de hormigón de cara vista 2 más blanda, y que por lo tanto
reduce la posibilidad de lesiones. En la figura 4 se puede observar
que la capa de enlace entre las capas con aglutinantes distintos no
es necesario que sea plana, sino que en principio puede adoptar
cualquier forma.
El material compuesto de múltiples capas según la
presente invención no es solamente utilizable para cuerpos moldeados
individuales, sino que también es apropiado para su aplicación en
grandes superficies. Constituyen ejemplos de aplicación: tejados
planos de hormigón con una capa de hormigón polimérico situada en
el exterior como selladora de la humedad, o paredes, por ejemplo
paredes de sótanos, que están selladas exteriormente con una capa de
hormigón polimérico. La capa de hormigón polimérico con su
estructura según la presente invención impide ciertamente la
penetración de agua desde el exterior, pero sin embargo permite la
difusión de vapor de agua, es decir, las paredes pueden
"respirar".
Tal como se ha explicado anteriormente, el
material compuesto de múltiples capas según la presente invención
posee una serie de ventajas: como que puede elaborarse por completo
dentro del sistema acuoso, se pueden emplear técnicas de
fabricación convencionales. El material compuesto de múltiples capas
es económico de fabricar, ya que el hormigón polimérico sólo tiene
que utilizarse en una pequeña cantidad. Sin embargo, al mismo
tiempo las propiedades superficiales del material compuesto están
determinadas por la capa de cobertura. La juntura entre el núcleo
de hormigón y el hormigón polimérico es duradera, incluso en el caso
en que el material compuesto esté expuestos a fuertes cargas y
tensiones estáticas o dinámicas debidas a cambios de temperatura o
a fuerte humedad. El material compuesto es resistente a la
intemperie, y a la presión y abrasión. Además, a causa de su capa de
cobertura de hormigón polimérico el material compuesto posee una
elevada resistencia a los productos químicos, es resistente contra
la adherencia de suciedad y permite la confección de interesantes
decoraciones superficiales.
Claims (18)
1. Material compuesto de múltiples capas que
comprende por lo menos una capa de un hormigón aglomerado con
cemento (1), por lo menos una capa de un hormigón aglomerado con
polímeros (2) y una capa de enlace (3) entre capas adyacentes de
hormigón aglomerado con cemento y de hormigón aglomerado con
polímeros,
caracterizado porque
la capa de enlace (3) posee por lo menos la
resistencia de material de la menos sólida de las capas adyacentes
(1,2),
la capa de hormigón aglomerado con polímeros (2)
presenta una estructura que impide el paso a través de ella de agua
en estado líquido hacia la capa de enlace (3), pero permite el
escape de agua del material y
porque la capa de hormigón aglomerado con
polímeros (2) está constituida por áridos para hormigón, en caso
deseado por coadyuvantes y/o aditivos para hormigón, y por lo
menos un polímero, y por lo menos un polímero o los componentes del
polímero en estado no endurecido está(n) disperso(s) en agua
y al fraguar el polímero se libera agua.
2. Material compuesto de múltiples capas según la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa de hormigón
aglomerado con polímeros (2) presenta una estructura que impide la
penetración de agua en estado líquido a una profundidad de más de
la mitad del espesor de la capa de hormigón aglomerado con
polímeros, pero permite el escape de agua del material.
3. Material compuesto de múltiples capas según la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la capa de
hormigón aglomerado con polímeros (2) presenta una estructura que
impide la penetración de agua en estado líquido, pero permite el
escape de agua del material.
4. Material compuesto de múltiples capas según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque la superficie exterior (6) de dicha por lo menos una capa de
hormigón aglomerado con polímeros (2) presenta una capa polimérica
(7).
5. Material compuesto de múltiples capas según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque el polímero se puede dispersar en agua en una relación de
1:0,7 a 0,7:1, preferentemente de 1:1.
6. Material compuesto de múltiples capas según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado
porque el volumen total de los poros capilares de la capa de
hormigón aglomerado con polímeros (2) no excede del 6% en
volumen.
7. Material compuesto de múltiples capas según la
reivindicación 6, caracterizado porque la capa de hormigón
aglomerado con polímeros (2) está esencialmente exenta de poros
capilares.
8. Material compuesto de múltiples capas según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado
porque la proporción en volumen de por lo menos un polímero dentro
de la capa de hormigón aglomerado con polímeros (2) está
comprendido entre un 4 y un 14%, preferentemente entre un 8 y un
13%.
9. Material compuesto de múltiples capas según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado
porque la capa de hormigón aglomerado con cemento (1) y/o la capa
de hormigón aglomerado con polímeros (2) está(n)
estructurada(s) con por lo menos dos capas (1, 1'; 2, 2') de
distinta composición.
10. Material compuesto de múltiples capas según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado
porque es un cuerpo moldeado que en por lo menos una cara está
provisto de una capa de hormigón aglomerado con polímeros.
11. Material compuesto de múltiples capas según
la reivindicación 10, caracterizado porque el cuerpo
moldeado es: una pieza prefabricada de hormigón, un elemento para
la construcción de fachadas, un bordillo, un adoquín, una placa
para caminos o terrazas, un tubo o un canalón.
12. Procedimiento para la fabricación de un
material compuesto de múltiples capas con por lo menos una capa de
un hormigón aglomerado con cemento (1), por lo menos una capa de un
hormigón aglomerado con polímeros (2) y una capa de enlace (3)
entre capas adyacentes de hormigón aglomerado con cemento y de
hormigón aglomerado con polímeros, caracterizado por las
etapas siguientes:
- -
- se fabrica por lo menos una mezcla de hormigón que contiene cemento como aglutinante,
- -
- se fabrica por lo menos una mezcla de hormigón que contiene un polímero como aglutinante, y el polímero o los componentes del polímero en estado no endurecido está(n) disperso(s) en agua y al fraguar el polímero se libera agua,
- -
- las mezclas de hormigón se alimentan por separado y para la constitución de por lo menos una capa de hormigón aglomerado con polímeros (2) sobre por lo menos una capa de hormigón aglomerado con cemento (1), se disponen directamente una encima de la otra,
- -
- y la mezcla de hormigón que contiene cemento como aglutinante, por lo menos en la capa de enlace (3) entre capas adyacentes de una mezcla de hormigón aglomerado con cemento y una mezcla de hormigón aglomerado con polímeros, contiene menos cantidad de agua que la necesaria para el fraguado.
13. Procedimiento según la reivindicación 12,
caracterizado porque se fabrican por lo menos dos mezclas de
hormigón que contienen cemento como aglutinante y/o por lo menos
dos mezclas de hormigón que contienen polímeros como aglutinante,
que se alimentan por separado y se disponen por capas una encima de
la otra.
14. Procedimiento según la reivindicación 12 ó
13, caracterizado porque la mezcla de hormigón que contiene
polímero como aglutinante se fabrica mezclando áridos para hormigón
con por lo menos un polímero, que está disperso en agua en la
relación de 1:0,7 a 0,7:1, preferentemente de 1:1.
15. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque sobre la
superficie exterior (6) de por lo menos una capa de hormigón
aglomerado con polímeros (2) se aplica una capa polimérica (7).
16. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque a la mezcla
de hormigón que contiene polímeros como aglutinante se le adiciona
una cantidad tal de polímeros dispersos en agua que, después del
fraguado, resulta una proporción en volumen de polímero del 4 al
14%, preferentemente del 8 al 13%.
17. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 16, caracterizado porque después de la
aportación de la mezcla de hormigón que contiene por lo menos un
polímero como aglutinante sobre una mezcla de hormigón que contiene
cemento como aglutinante, se procede a comprimir el cuerpo moldeado
resultante.
18. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones 12 a 17, caracterizado porque
- -
- se introduce en un molde por lo menos una capa de una mezcla de hormigón que contiene cemento como aglutinante,
- -
- se dispone sobre dicha capa por lo menos una capa de una mezcla de hormigón que contiene polímeros como aglutinante,
- -
- se comprimen las capas dentro del molde para formar un cuerpo moldeado,
- -
- se procede a desencofrar el cuerpo moldeado, y
- -
- se deja fraguar el cuerpo moldeado desencofrado.
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