ES2288127B1 - Fibra monofilamentada de propileno. - Google Patents
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Abstract
Fibra monofilamentada de propileno de sección irregular, estriada, para su uso en el refuerzo de materiales que se pueden aditivar en función de la aplicación del material donde quedan embebidas las fibras.
Description
Fibra monofilamentada de propileno.
La presente invención se refiere a una fibra
monofilamentada de propileno de sección irregular, estriada, para
su uso en el refuerzo de materiales.
Es conocida la adición de fibras a cementos u
hormigones para mejorar las propiedades mecánicas de estos. Estas
fibras pueden ser de distintos materiales como fibras de vidrio,
fibras plásticas y fibras de acero.
Este tipo de material, hormigones y cementos
reforzados con fibras son de amplio uso en la construcción, y son
utilizados en diferentes obras civiles como puentes, presas,
túneles, pavimentos, prefabricados, etc.
Las fibras que se añaden a los diferentes
materiales hace que el hormigón o mortero donde quedan incluidas,
aguante mejor los diferentes esfuerzos a los que puede estar
sometido, y evitar las microfisuras.
En la patente con número de publicación
W09810159 se describen una serie de fibras de geometría optimizada
para el refuerzo de cemento, cerámica y otros materiales, estas
fibras se embeben en la matriz del material, y presentan una
sección poligonal regular.
El problema que resuelve la presente invención
es la obtención de hormigones y morteros reforzados con fibras que,
con menor cantidad de éstas obtengan mejores propiedades como por
ejemplo, resistencia mecánica, gracias a que la sección irregular
hace que las fibras tengan una adherencia superior al material que
las fibras de sección regular, y al mismo tiempo los aditivos
añadidos se adhieran con mayor eficacia a la fibra en las
diferentes estrías irregulares que presentan.
En caso de aditivar la fibra, la unión de los
aditivos a la fibra es mejor por la multiplicidad de
irregularidades que presenta la fibra. Esto hace que con menor
cantidad de fibra de la invención aditivada se obtengan mejores
resultados respecto a fibras aditivadas de sección regular.
Debido a la irregularidad de la sección de la
fibra y sus estrías se mejora el anclaje de la fibra al material
donde se encuentra embebida, ya se aumenta la superficie de anclaje
con cada una de las irregularidades.
La irregularidad de la fibra hace que la
superficie de anclaje por unidad de área o por unidad de volumen
de fibra sea mayor que las fibras de sección regular.
Estas estrías que presenta la fibra actúan
también como posible espacio para la expansión de agua de modo que
ésta no presiona al material donde la fibra se encuentra
embebida.
La presente fibra reduce la fisuración motivada
por la retracción, aumenta la impermeabilidad y la durabilidad del
material al que se añade, incrementan la resistencia mecánica, y
son fácilmente dispersables.
Las fibras de la invención al ser de
polipropileno son resistentes a los rayos ultravioletas y tienen
alta resistencia química, no se degradan con la alcalinidad del
hormigón o mortero.
La fibra de la invención puede ser utilizada
tanto en hormigón como en morteros y cementos. Las aplicaciones de
estos hormigones o morteros y cementos pueden ser varias como
pavimentos, losas, carreteras y piezas prefabricadas.
Los aditivos que se puede añadir a la fibra son
aceleradores o retardadores del fraguado, aditivos hidrófugos,
aditivos impermeabilizantes, aditivos plastificantes,
fluidificantes, colorantes, anticongelantes, antibacterianos,
aglomerantes, dispersantes, retenedores del agua y aire, y
bactericidas.
Por tanto en la presente invención se describe
una fibra monofilamentada de polipropileno de sección irregular,
estriada y con una superficie de anclaje por unidad de volumen de
fibra mayor que las fibras de sección circular.
A las fibras se les puede añadir un aditivo en
función de la aplicación del material donde quedan embebidas las
fibras.
Se complementa la presente memoria descriptiva,
con un juego de planos, ilustrativos del ejemplo preferente y nunca
limitativos de la invención.
La figura 1 muestra una vista en sección de las
fibras irregulares, delineadas a partir de la imagen analizada
mediante una lupa SZX7 de Olympus.
Se determinó que las fibras son monofilamentos
extruidos, mediante una lupa SZX7 de Olympus provista de cámara
Altra 20, utilizando 100 aumentos.
La imagen obtenida, una vez delineada, se
muestra en la figura 1 donde se determina que las fibras son de
monofilamentos extruidos de sección irregular con múltiples
estrías.
La longitud de las fibras medidas mediante un
pie de rey digital de Conecta, realizando 50 repeticiones es una
longitud nominal de 12,4 \pm 0,1 mm.
Las fibras de la invención se añaden al hormigón
o al mortero, y se mezclan el tiempo suficiente para homogenizer
las fibras dentro del hormigón o mortero. La dosificación de las
fibras es de 500 g/m^{3} a 4000 g/m^{3}.
Se prepararon cuatro composiciones diferentes en
las que siempre están presentes cemento, fibras y un aditivo
superfluidificante. En la composición 1 (en la tabla C1), se añadió
fibras de sección cilíndrica, en el resto de las composiciones 2,
3, 4 (en la tabla C2, C3, y C4) las fibras de la invención.
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Con estas composiciones se realizaron una serie
de test para probar la influencia de las fibras de la invención de
sección irregular en el material en el que quedan embebidas frente
a las fibras de sección regular.
En el test de consistencia (la consistencia se
mide por el procedimiento descrito en el método de ensayo
UNE83313:
90), mide la docilidad del hormigón para cubrir las armaduras sin solución de continuidad y se rellenen los encofrados sin que se produzcan coqueras. Según dicho método, la consistencia del hormigón se mide por su asiento en el cono De Abrams, expresado en un número entero.
90), mide la docilidad del hormigón para cubrir las armaduras sin solución de continuidad y se rellenen los encofrados sin que se produzcan coqueras. Según dicho método, la consistencia del hormigón se mide por su asiento en el cono De Abrams, expresado en un número entero.
En los resultados de este test, que se muestran
en la Tabla 2, se observó que la consistencia aumenta en las
composiciones que incluyen la fibra de la invención frente a las
cilíndricas.
Las fibras de la invención como se aprecia en el
resultado de la composición C3 permiten trabajar con menor
cantidad de agua en la composición obteniendo los mismos resultados
respecto a la fibra de sección regular debido al mejor anclaje del
aditivo superfluidificante en las estrías de la fibra de la
invención.
Con la composición 4 se muestra cómo se pueden
obtener mejores resultados en este test con menor cantidad de
fibra.
Gracias al mejor anclaje de la fibra al material
en el que está embebido, y al mejor anclaje del aditivo a la
fibra, se puede utilizar menos cantidad de fibra de la invención
respecto a la fibra de sección regular.
Se realizaron ensayos de resistencia a la
flexión que se muestran en la tabla 3. Los ensayos se realizaron
sobre prismas de 160*40*40 mm^{3}. Se midió en el primer día de
la mezcla al 7 día y en el día 28.
Como se muestra en la Tabla 3 la resistencia a
la flexión es mayor para las composiciones C2, C3, y C4 para los
días 1 y 7 frente a la composición C1.
Igualmente se realizaron ensayos de resistencia
a la compresión, igualmente en un prisma de 160*40*40 mm^{3}, y
los resultados se muestran en la Tabla 4. Los resultados son
mejores en todos los casos de las composiciones que incluyen la
fibra de la invención frente a la composición C1 que incluye una
fibra de sección regular.
También se determinó el módulo elástico (E)
según norma PrEN 13412 en compresión de unas probetas de hormigón.
Se suministran 8 probetas, dos para cada una de las composiciones
descritas en la tabla 1 como C1, C2, C3 y C4 respectivamente.
El ensayo se realiza de la siguiente manera.
Se aplica una fuerza máxima y una mínima, la
fuerza mínima aplicada es de 0,8 N/mm y la máxima es Qc/3, donde Qc
es la resistencia a la compresión (obtenida según EN 12190). La
velocidad utilizada es de 0,6 N/mm^{2}/s. Se realizan 4 ciclos
manteniendo 60 s la fuerza. En el primer ciclo se comprueba que los
sensores estén bien colocados (se toma la lectura entre los 30 s y
los 60 s y que esta no difiera de \pm10%. El segundo y el
tercero son para estabilizar. En el último se toma las lecturas de
las dos cargas.
La probeta H1 se realizó con la composición C1
definida en la tabla 1, y así sucesivamente con H2, H3, H4.
Los resultados obtenidos en las composiciones
que presentan la fibra de la invención son siempre mejores.
No alteran la esencialidad de esta invención
variaciones en materiales, forma, tamaño y disposición de los
elementos componentes, descritos de manera no limitativa, bastando
ésta para proceder a su reproducción por un experto.
Claims (2)
1. Fibra monofilamentada de polipropileno
caracterizada por presentar una sección irregular, por ser
estriada y con una superficie de anclaje por unidad de volumen de
fibra mayor que las fibras de sección regular.
2. Fibra según reivindicación primera a la que
se añade un aditivo en función de la aplicación del material donde
quedan embebidas las fibras.
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2007
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