ES2263308B1 - Perfiles estructurales pretensados de alta resistencia fabricados con compuestos de resinas termoestables y diferentes tipos de fibras de refuerzo y su proceso de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Perfiles estructurales pretensados de alta resistencia fabricados con compuestos de resinas termoestables y diferentes tipos de fibras de refuerzo y su proceso de fabricación. Perfil o viga estructural pretensado fabricado con resinas de Poliéster, Epoxy y Fenólicas reforzados con fibras de vidrio, fibras de carbono y fibras de aramidas. Proceso de fabricación de los perfiles estructurales pretensados fabricados con resinas tipo Poliéster, Epoxy y Fenólicas, reforzados con fibras de vidrio, fibras de carbono y fibras de aramidas, incorporando al proceso de pultrusión rodillos tensores que se oponen al avance de la pieza, aplicando una tensión a los hilos de tesado y obteniendo como producto terminado un perfil pretensado. La solución técnica que aporta la invención es mejorar las características mecánicas del perfil, produciendo un aumento de la capacidad portante del elemento viga y una disminución de las deformaciones.
Description
Perfiles estructurales pretensados de alta
resistencia fabricados con compuestos de resinas termoestables y
diferentes tipos de fibras de refuerzo y su proceso de
fabricación.
La invención se encuadra en el sector técnico de
la fabricación de perfiles estructurales compuestos por resinas
termoestables y fibras de refuerzo.
Los perfiles estructurales fabricados con
resinas termoestables reforzados con fibras poseen amplias
posibilidades de diseño, alta resistencia mecánica, resistencia a
ambientes corrosivos y bajo peso. Estas características son ideales
para aplicaciones en las que son necesarias prestaciones que el
hormigón o el acero no pueden aportar. Una de las limitaciones
frente a los materiales estructurales tradicionales se encuentra en
su comportamiento a flexión, produciéndose deformaciones más
elevadas que con vigas de hormigón o acero debido a su bajo modulo
de elasticidad.
La presente invención se centra en mejorar las
características mecánicas de estos perfiles y para ello se
introduce el pretensado de sus fibras en el proceso de fabricación,
obteniendo de esta manera un perfil pretensado con un comportamiento
a flexión más favorable que con los perfiles de materiales
compuestos tradicionales, aumentando la capacidad portante y
disminuyendo las deformaciones.
El objeto de esta patente abarca tanto los
perfiles estructurales pretensados fabricados con materiales
compuestos avanzados como su proceso de fabricación.
Los perfiles o vigas pretensados objeto de esta
patente pueden estar fabricados con matrices de resinas de
Poliéster, Epoxy y Fenólicas, y reforzados con fibras de vidrio,
carbono o aramidas. Parte de estas fibras están tesadas. Su
distribución dentro de la pieza se indica en la figura 2.
El proceso de fabricación que será utilizado
para la fabricación de los perfiles estructurales pretensados es
una mejora del proceso de fabricación tradicional denominado
pultrusión, puesto que incorpora el pretensado de parte de las
fibras, mejorando las características mecánicas de los
perfiles.
Las fases principales del proceso de fabricación
de perfiles estructurales pretensados compuestos de resina y fibras
de refuerzo son las siguientes:
- -
- Preparación e incorporación de las fibras
- -
- Tesado por medio de rodillos tensores
- -
- Impregnación de la resina por baño o inyección en molde
- -
- Preformado del perfil y moldeado de la sección
- -
- Estirado y corte
Un esquema del proceso se muestra en la figura
1.
Las fibras de refuerzo (fibra de vidrio, carbono
o aramidas) dispuestas en bobinas se incorporan y se dirigen hacia
la zona de impregnación, atravesando una estación de preformación
donde se distribuyen debidamente para las fases sucesivas. Los
rodillos de tesado o tensores frenan el avance de los hilos
produciendo el pretensado. La impregnación de las fibras se puede
producir atravesando el baño que contiene la resina o por inyección
de la resina en la primera sección del molde, según los
requerimientos de la pieza. El material compuesto (fibras y resina)
entra luego en el molde de trefilado caliente y se tira a través de
éste. El calor suministrado da lugar a una reacción exotérmica que
pone en marcha el proceso de polimerización (endurecimiento) de la
matriz. Finalmente, un perfil de resina (Poliéster, Epoxy o
Fenólicas) reforzado con fibras (de vidrio, carbono o aramidas),
pretensado, polimerizado y con las dimensiones de sección
requeridas, sale del molde arrastrado por el mecanismo de tiro
(remolque oruga o dos carros alternados para garantizar el
movimiento
continuo).
continuo).
La última etapa del proceso es el corte del
perfil en longitudes adecuadas para su transporte, almacenamiento y
manipulación, al igual que sucede con perfiles de otros materiales.
El corte se realiza en la misma línea de producción mediante
sistemas de corte automático.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión del
proceso de producción de perfiles pretensados de materiales
compuestos avanzados, se acompaña a la presente memoria descriptiva,
como parte integrante de la misma, unos esquemas en donde con
carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo
siguiente:
Figura 1: Muestra un esquema del proceso de
fabricación de los perfiles estructurales pretensados formados por
materiales compuestos avanzados.
Figura 2: Muestra una vista en sección de dos
tipos de perfiles estructurales pretensados formados por materiales
compuestos avanzados.
La invención que se propone consiste en un
perfil fabricado con materiales compuestos avanzados (figura 1)
formado por una matriz de resina termoestable (L) y fibras de
refuerzo (K) en configuraciones de hilo o tejido. Parte de estas
fibras están dispuestas en hilos que se pretensan (J) durante el
proceso de
fabricación.
fabricación.
Su procedimiento de fabricación (figura 2),
también objeto de esta invención, consiste en la incorporación del
pretensado al proceso de la pultrusión. Para ello se disponen
rodillos de tesado (D) al principio de la línea de producción que se
oponen al avance del sistema produciendo el tesado de los hilos de
fibra (B). El freno al avance de estos rodillos se puede graduar en
función del grado de pretensado que se quiere aplicar a la pieza.
Estos hilos tesados junto con el resto de fibras de refuerzo (C)
atraviesan la estación de preformado donde se orientan para su
correcta distribución en el perfil o viga. La impregnación de las
fibras con resina se puede realizar de dos formas según los
requerimientos de la pieza: por impregnación en baño o por
inyección de la resina (E) en la primera sección del molde. En el
molde (F) se produce la polimerización de la resina por
calentamiento del mismo, obteniéndose el producto curado (G),
arrastrado en un movimiento continuo por medio del sistema de
tracción (H). Finalmente se procede al corte del perfil por medios
mecánicos, consiguiendo el producto terminado (I). Los hilos y
tejidos que alimentan la línea de producción están dispuestos en
bobinas (A) para que el proceso sea continuo.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de
los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando no
alteren la esencialidad del invento.
Los términos en los que se ha descrito esta
memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no
limitativo.
Claims (2)
1. Perfil o viga estructural pretensado
fabricado con resinas de Poliéster, Epoxy y Fenólicas reforzados
con fibras de vidrio, fibras de carbono y fibras de aramidas,
esencialmente caracterizado por el pretensado de parte de sus
fibras.
2. Proceso de fabricación de los perfiles
estructurales pretensados fabricados con resinas tipo Poliéster,
Epoxy y Fenólicas, reforzados con fibras de vidrio, fibras de
carbono y fibras de aramidas, esencialmente caracterizado por
la incorporación al proceso de pultrusión de rodillos tensores que
se oponen al avance de la pieza, aplicando una tensión a los hilos
de tesado y obteniendo como producto terminado un perfil
pretensado.
Priority Applications (1)
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| ES200301260A ES2263308B1 (es) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Perfiles estructurales pretensados de alta resistencia fabricados con compuestos de resinas termoestables y diferentes tipos de fibras de refuerzo y su proceso de fabricacion. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| ES200301260A ES2263308B1 (es) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Perfiles estructurales pretensados de alta resistencia fabricados con compuestos de resinas termoestables y diferentes tipos de fibras de refuerzo y su proceso de fabricacion. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2263308A1 ES2263308A1 (es) | 2006-12-01 |
| ES2263308B1 true ES2263308B1 (es) | 2008-02-01 |
Family
ID=37810108
Family Applications (1)
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| ES200301260A Expired - Fee Related ES2263308B1 (es) | 2003-05-20 | 2003-05-20 | Perfiles estructurales pretensados de alta resistencia fabricados con compuestos de resinas termoestables y diferentes tipos de fibras de refuerzo y su proceso de fabricacion. |
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2003
- 2003-05-20 ES ES200301260A patent/ES2263308B1/es not_active Expired - Fee Related
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