ES2300517T3 - Procedimiento para la fabricacion de un elemento de construccion poroso. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un elemento de construcción poroso (1) sobre la base de perlita expandida, que en caso de un esfuerzo de compresión exterior se puede deformar de manera irreversible, con las etapas siguientes: a) fabricación, en primer lugar, de un aglutinante, que contiene sol de sílice y/o vidrio soluble, espesante y agente impermeabilizante; b) mezcla del aglutinante con perlita expandida a modo de agregado ligero; c) el agregado ligero mezclado con el aglutinante es introducido en un molde y es comprimido para dar una pieza en bruto; d) se deja endurecer la mezcla de aglutinante y agregado ligero para dar un cuerpo conformado; e) secado del cuerpo conformado en un secador hasta una humedad residual comprendida entre el 5 y el 20% en peso para formar el elemento de construcción acabado.
Description
Procedimiento para la fabricación de un elemento
de construcción poroso.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fabricación de un elemento de construcción poroso.
Mediante el concepto de "elemento de
construcción" se comprenden todos los tipos de piezas preformadas
que se utilizan en la construcción como, por ejemplo, ladrillos
macizos, ladrillos perforados, ladrillos huecos, ladrillos de
revestimiento, placas, columnas, etc. Estos elementos de
construcción pueden encontrar aplicación también en combinación con
otras piezas preformadas, de manera que el elemento de construcción
puede ser parte integrante de un elemento de sándwich o de una
placa compuesta.
Para muchas utilizaciones de elementos de
construcción es necesario adaptar los elementos de construcción a
una superficie determinada, a la que deben ser aplicados. Por
ejemplo, los elementos de construcción deben ser adaptados, en la
medida en que se utilicen como ladrillos de revestimiento, a la
superficie del edificio a la que deben ser aplicados. En la medida
en que haya que utilizar elementos de construcción, por ejemplo
para la elaboración de los denominados elementos de sándwich o de
sistemas compuestos, deben ser adaptados a las capas contiguas del
elemento de sándwich o del sistema compuesto.
Dado que los elementos de construcción se
fabrican por parte de la fábrica con tamaños estándar, los elementos
de construcción deben ser adaptados en la obra a la superficie a la
que deben ser aplicados o con la cual deben ser conectados. Para
ello, los elementos de construcción "duros", tal como por
ejemplo los ladrillos de piedra caliza o los ladrillos de hormigón
esponjoso, deben ser serrados a la forma adecuada. "Algunos"
elementos de construcción, como por ejemplo los productos de lana
mineral, son cortados a la forma adecuada mediante dispositivos de
corte, por ejemplo cuchillos.
Este serrado a medida o corte a medida es
complejo. Además, se producen desperdicios, que deben ser eliminados
en la obra.
La patente US nº 3.095.347 da a conocer una
placa de aislamiento sobre la base de una mezcla que contiene
perlita expandida, fibras, vidrio soluble, bentonita, almidón y
agua.
La invención se plantea el problema de ofrecer
un procedimiento para la fabricación de un elemento de construcción
poroso, cuya superficie se pueda estructurar de forma sencilla.
La invención resuelve este problema mediante el
procedimiento según la reivindicación 1.
El elemento de construcción fabricado mediante
el procedimiento según la invención se caracteriza porque en un
punto cargado con presión cede de tal manera que el punto, después
de ser descargado de la presión, conserva la deformación provocada
por el esfuerzo de compresión. El elemento de construcción presenta,
por consiguiente, las propiedades de cuerpo que se puede deformar
de manera irreversible.
La estructura global (macroscópica) del elemento
de construcción se conserva durante el esfuerzo de compresión. No
se "rompe" ni "estalla". Únicamente el punto cargado
(microscópicamente) con presión es deformado de manera
irreversible.
El elemento de construcción puede ser fabricado
por consiguiente por parte de la fábrica con un tamaño
predeterminado. En la obra puede ser comprimido a la forma deseada
mediante herramientas de compresión adecuadas.
Al mismo tiempo, puede estar previsto en
particular que el elemento de construcción presente una resistencia
de tal tipo que se pueda deformar de manera irreversible únicamente
a partir de una carga con presión superior a un valor umbral
determinado. El elemento de construcción puede gracias a ello ser
deformado mediante carga con presión únicamente cuando la presión
supera el valor umbral. Hasta este valor umbral el elemento de
construcción presenta esencialmente estabilidad de forma, no
muestra por lo tanto deformaciones irreversibles. Gracias a esto,
el elemento de construcción puede encontrar aplicación también como
elemento de construcción, que debe presentar valores de resistencia
determinados, por ejemplo como elemento para una construcción de
techo.
Gracias a su porosidad, el elemento de
construcción presenta al mismo tiempo buenas propiedades de
aislamiento térmico.
Por el estado de la técnica se conocen como
elementos de construcción porosos ladrillos de piedra caliza,
ladrillos de hormigón esponjoso o productos de fibra mineral.
Los ladrillos de piedra caliza cumplen los
criterios de una fácil fabricación y una buena resistencia a la
presión, si bien presentan, a causa de su elevada densidad (densidad
aparente según DIN 106: 600 a 2.200 kg/m^{3}), un mal aislamiento
térmico. Además, los elementos de construcción de ladrillo de piedra
caliza presentan con frecuencia, a causa de su elevada densidad,
también un peso elevado, de manera que no se pueden tener en
consideración en muchas aplicaciones en las cuales el peso del
elemento de construcción debe ser lo menor posible. Los ladrillos
de piedra caliza se astillan y se agrietan bajo la carga de la
presión.
Los ladrillos de hormigón esponjoso presentan
también este comportamiento. Estos están subdivididos en clases de
densidad aparente comprendidas entre 400 y 800 kg/m^{3}. En el
caso de los ladrillos de hormigón esponjoso con una densidad
aparente menor, aunque presentan propiedades de aislamiento térmico
más favorables que los ladrillos de piedra caliza, su resistencia a
la presión es sin embargo claramente peor que la de los ladrillos
de piedra caliza. Además, el procedimiento de fabricación es mucho
más complejo que el de los ladrillos de piedra caliza.
Los elementos de construcción hechos de
productos de lana mineral, como por ejemplo placas de lana mineral,
presentan, a causa de su baja densidad, la cual está comprendida por
regla general entre 20 y 200 kg/m^{3}, buenas propiedades de
aislamiento térmico. Sin embargo, son complicados de fabricar,
presentan una resistencia comparativamente pequeña y son
combustibles, a causa de los aglutinantes orgánicos utilizados para
aglutinar las fibras minerales, en especial resinas. Se deforman de
manera reversible bajo la carga de la presión.
A continuación se explica, a título de ejemplo,
con mayor detalle, un procedimiento de fabricación.
En primer lugar, se fabrica un aglutinante, el
cual contiene sol de sílice y/o vidrio soluble.
El aglutinante puede contener otras sustancias,
en particular sustancias orgánicas. Estas otras sustancias
orgánicas pueden ser, por ejemplo, acrilatos y/o dispersiones
orgánicas (como por ejemplo, acetato de vinilo, éster acrílico y
una dispersión de poliuretano).
El aglutinante contiene espesante (por ejemplo,
almidón y/o metilcelulosa) y agente impermeabilizante (por ejemplo,
jabones metálicos y/o siliconas).
Puede estar previsto ajustar los componentes del
aglutinante de tal manera entre sí que el aglutinante presente una
consistencia de tipo gel.
El aglutinante se mezcla con un agregado
ligero.
El agregado ligero mezclado con el aglutinante
se introduce en un molde y se comprime para obtener una pieza en
bruto. Después se deja que la mezcla
aglutinante-agregado ligero se endurezca para dar un
cuerpo conformado.
El cuerpo conformado endurecido puede ser
cortado ahora con formatos discrecionales, por ejemplo de
sillar.
El cuerpo conformado es secado en un secador
hasta una humedad residual comprendida entre el 5 y el 20% en peso
para dar el elemento de construcción acabado.
La estructura macroscópica del elemento de
construcción es determinada por el agregado ligero empotrado en una
matriz de aglutinante.
Para el procedimiento mencionado con
anterioridad se cumple lo siguiente:
El agregado ligero es perlita expandida, y puede
presentar por ejemplo una densidad aparente a granel comprendida
entre 25 y 100 kg/m^{3}, es decir por ejemplo también una densidad
aparente a granel comprendida entre 30 y 55 kg/m^{3}, entre 35 y
50 kg/m^{3} o entre 38 y 46 kg/m^{3}.
El agregado ligero puede estar presente, por
ejemplo, con una granulación inferior a 6 mm. Además, puede estar
previsto que el agregado ligero no presente porción de grano fino
(granulado inferior a 0,5 mm). El granulado puede estar
comprendido, por ejemplo, entre 0 y 6 mm, es decir también por
ejemplo entre 0,5 y 6 mm, entre 0,5 y 4 mm, entre 0,5 y 3 mm, entre
1 y 3 mm, entre 0 y 3 mm o entre 0 y 1,5 mm.
Una receta a título de ejemplo para el
procedimiento descrito tiene, por ejemplo, el aspecto siguiente
(indicaciones en % en peso):
Los elementos de construcción fabricados de
acuerdo con el procedimiento según la solicitud pueden presentar
las características siguientes:
Presentan una densidad aparente en seco la cual
puede estar comprendida, de acuerdo con una forma de realización,
entre 50 y 400 kg/m^{3}, es decir, por ejemplo, también entre 75 y
200 kg/m^{3} o entre 90 y 110 kg/m^{3}.
A causa de la baja conductibilidad térmica de
los elementos constructivos, la cual puede estar situada por
ejemplo por debajo de 0,08 W/m\cdotK, es decir por ejemplo también
por debajo de 0,06 W/m\cdotK o por debajo de 0,05 W/m\cdotK,
los elementos de construcción presentan buenas propiedades de
aislamiento térmico.
La resistencia a la presión de los elementos
constructivos está situada, por ejemplo, por encima de 0,04
N/mm^{2}, es decir por ejemplo también por encima de 0,08
N/mm^{2}, por encima de 0,1 N/mm^{2} o por encima de 0,12
N/mm^{2}. Esto significa que los elementos de construcción se
pueden deformar (de manera irreversible) a partir de un esfuerzo de
compresión exterior, el cual supere los valores umbral mencionados
con anterioridad.
La resistencia a la presión mencionada con
anterioridad se puede determinar, por ejemplo, de la manera
siguiente:
Se comprueba un elemento de construcción en
forma de un cubo de pruebas de 100 mm x 100 mm x 100 mm de longitud
de canto. El cubo de pruebas es sometido a un esfuerzo de compresión
desde un lado, mediante un sello de compresión cuadrado, el cual se
apoya con una longitud de canto de por lo menos 100 mm x 100 mm
sobre el lado en cuestión. Tan pronto como la presión ejercida por
el sello de compresión supera el valor umbral de la resistencia a
la presión del cubo de pruebas, el cubo de pruebas es deformado de
manera irreversible por el sello de compresión.
Como se ha explicado anteriormente, el elemento
de construcción es deformado de manera irreversible únicamente en
el punto sometido a esfuerzo por compresión, mientras que la
estructura básica del elemento de construcción queda esencialmente
conservada; por lo tanto, el elemento de construcción no se rompe
(inicialmente), es decir no experimenta desprendimientos y no
muestra grietas que partan del lugar del esfuerzo por presión.
La deformación del elemento de construcción no
se puede continuar, evidentemente, de manera discrecional, sin que
el elemento de construcción no resultase dañado, finalmente, en su
estructura básica, es decir que mostrase, por ejemplo, grietas que
partan del lugar del esfuerzo de compresión.
El elemento de construcción puede ser deformado
de manera irreversible, mediante el esfuerzo de compresión en el
punto solicitado por compresión, hasta un valor determinado, sin ser
destruido (dañado) en su estructura básica. Al mismo tiempo el
elemento de construcción puede ser comprimido, por ejemplo, hasta el
30%, es decir por ejemplo también hasta el 20%, hasta el 15% o
hasta el 12%, sin ser destruido en su estructura básica.
El siguiente gráfico representa, a título
puramente de ejemplo, el recorrido de la tensión dependiendo de la
compresión de un elemento de construcción, el cual se ha medido en
un elemento de construcción de acuerdo con la realización del
ensayo mencionada con anterioridad:
\vskip1.000000\baselineskip
La tensión de agrietamiento de los elementos de
construcción puede ser por ejemplo superior a 0,04 N/mm^{2}, es
decir estar situada en el margen de 0,04 N/mm^{2} a 0,05
N/mm^{2} o en el margen de 0,042 N/mm^{2} a 0,018
N/mm^{2}.
La fuerza de agrietamiento máxima puede ser, por
ejemplo, superior a 400 N, es decir por ejemplo superior a 440 N o
por ejemplo estar en el margen comprendido de 440 a 520 N o en el
margen comprendido de 450 a 500 N.
La tensión de agrietamiento y la fuerza de
agrietamiento se pueden determinar, por ejemplo, de la manera
siguien-
te:
te:
Un elemento de construcción, fabricado de
acuerdo con el procedimiento según la invención, en forma de un
cubo de pruebas de 100 mm x 100 mm x 100 mm de longitud de canto es
adherido por dos superficies opuestas por completo a placas de
tracción. El cubo es estirado mediante las placas de tracción,
perpendicularmente con respecto a las superficies conectadas con
ellas, con una velocidad de 15 mm/min.
El alargamiento de rotura puede estar por
ejemplo en \varepsilon > 0,8%, es decir por ejemplo en
\varepsilon >1%, \varepsilon > 2%, \varepsilon > 3%,
\varepsilon > 4% ó \varepsilon > 5%.
Un elemento constructivo fabricado de acuerdo
con el procedimiento según la invención se puede utilizar, por
ejemplo, para la elaboración de un elemento compuesto. El elemento
de construcción puede ser deformado de manera irreversible para
ello, por ejemplo, sobre una o ambas superficies, mediante un
esfuerzo de compresión, es decir puede ser perfilado. Este
perfilado superficial del elemento de construcción puede
corresponder, por ejemplo, al perfil superficial de una placa, por
ejemplo de una placa de metal o de plástico.
Gracias a que se ha adaptado una superficie del
elemento de construcción a una superficie de una placa, el elemento
de construcción y la placa pueden ser conectadas entre sí con sus
superficies adaptadas entre sí, pueden ser por ejemplo adheridos
entre sí.
El elemento de construcción puede ser conectado
correspondientemente, por uno o ambos lados, con placas.
Un elemento de construcción de este tipo,
conectado por un lado o por los dos con una placa, en especial con
una placa de metal, puede ser utilizado por ejemplo de forma
sobresaliente como elemento de construcción para la elaboración de
una construcción de techo o de pared.
Todas las características del elemento de
construcción mencionadas con anterioridad pueden ser combinadas de
manera discrecional entre sí.
Otras características de la invención se ponen
de manifiesto de la restante documentación de solicitud, en
especial de las figuras.
En la descripción de las siguientes figuras se
explica un ejemplo de forma de realización de un elemento de
construcción fabricado de acuerdo con el procedimiento según la
invención.
la Fig. 1 muestra un elemento de construcción en
vista lateral,
la Fig. 2 muestra el elemento de construcción
según la Fig. 1, después de haber sido deformado de manera
irreversible, y
la Fig. 3 muestra el elemento de construcción
según la Fig. 2, en cuyas dos superficies ha sido adherida en cada
caso una placa de metal.
La Fig. 1 muestra, en vista lateral, un elemento
de construcción 1 en forma de sillar, cuya superficie principal
superior está caracterizada con el signo de referencia 3 y cuya
superficie principal inferior lo está con el signo de referencia
5.
Hacia la superficie principal 3 superior y la
superficie principal 5 inferior se mueven en cada caso tres
dispositivos de compresión 7. Los dispositivos de compresión
presentan superficies de compresión giradas en cada caso hacia las
superficies principales.
Tan pronto como las superficies de compresión se
apoyan sobre las superficies principales 3, 5 correspondientes (no
representado) y la presión ejercida por las superficies de
compresión sobre las superficies principales 3, 5 supera la
resistencia a la presión del elemento de construcción 1, el elemento
de construcción 1 es deformado de manera irreversible en los puntos
solicitados por las superficies de compresión.
La deformación del elemento de construcción 1
producida por ello está representada en la Fig. 2. Las líneas de
puntos reproducen el recorrido de las superficies principales 3, 5
del elemento de construcción 1 (según la Fig. 1) antes de ser
sometidas al esfuerzo de compresión.
\newpage
La estructuración superficial producida por ello
está adaptada al recorrido de placas de metal, como se puede
reconocer en la Fig. 3. Cada una de las placas de metal 9 está
conectada con el elemento de construcción 1 a través de una capa de
adhesivo dispuesta entre las superficies principales 3, 5 del
elemento de construcción 1 y las placas de metal.
El elemento de construcción confeccionado según
la Fig. 3 caracterizado porque presenta con un peso reducido, una
elevada resistencia y una conductibilidad térmica reducida, de
manera destacada como elemento de construcción para la elaboración
de un techo o una pared.
Claims (1)
1. Procedimiento para la fabricación de un
elemento de construcción poroso (1) sobre la base de perlita
expandida, que en caso de un esfuerzo de compresión exterior se
puede deformar de manera irreversible, con las etapas
siguientes:
- a)
- fabricación, en primer lugar, de un aglutinante, que contiene sol de sílice y/o vidrio soluble, espesante y agente impermeabilizante;
- b)
- mezcla del aglutinante con perlita expandida a modo de agregado ligero;
- c)
- el agregado ligero mezclado con el aglutinante es introducido en un molde y es comprimido para dar una pieza en bruto;
- d)
- se deja endurecer la mezcla de aglutinante y agregado ligero para dar un cuerpo conformado;
- e)
- secado del cuerpo conformado en un secador hasta una humedad residual comprendida entre el 5 y el 20% en peso para formar el elemento de construcción acabado.
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