ES2551277B1

ES2551277B1 - Procedimiento de refuerzo de bloque de piedra natural para prevenir su rotura, y bloque de piedra natural reforzado

Info

Publication number: ES2551277B1
Application number: ES201430717A
Authority: ES
Inventors: Leoncio TRIBALDO
Original assignee: Levantina Y Asoc De Minerales S A U; Levantina Y Asociados De Minerales Sau
Current assignee: Levantina Y Asoc De Minerales S A U; Levantina Y Asociados De Minerales Sau
Priority date: 2014-05-16
Filing date: 2014-05-16
Publication date: 2016-09-08
Anticipated expiration: 2034-05-16
Also published as: ES2551277A1

Abstract

Procedimiento de refuerzo de bloque de piedra natural para prevenir su rotura, y bloque de piedra natural reforzado.#Procedimiento de refuerzo que incluye las etapas de recubrir un bloque de piedra natural con una primera capa de preparación, compuesta de un fluido endurecible como resina, para estabilizar y mejorar la adherencia de su superficie exterior, sobreponer una segunda capa de refuerzo por proyección, compuesta de un fluido endurecible como resina mezclado con fibras inelásticas de menos de 15 cm, como por ejemplo de fibra de vidrio, y finalmente recubrir las capas anteriores con una tercera capa de sellado, compuesta de un material fluido endurecible como resina.

Description

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DESCRIPCION

PROCEDIMIENTO DE REFUERZO DE BLOQUE DE PIEDRA NATURAL PARA PREVENIR SU ROTURA, Y BLOQUE DE PIEDRA NATURAL REFORZADO

Campo de la tecnica

La presente invencion concierne al campo de la manipulacion y corte de bloques de piedra, para la obtencion de porciones o paneles de escaso grosor, proponiendo un procedimiento para reducir el riesgo de rotura de dicho bloque durante las tareas de manipulacion y corte, mediante un recubrimiento exterior que endurece, estabilizando el bloque y preveniendo roturas.

Estado de la tecnica

Es conocido el corte de bloques de piedra natural en porciones o placas, en estaciones de corte, pero la piedra natural tiene grietas e imperfecciones que hacen que, al someterla a la tension producida por el corte, se fracture ocasionando grandes mermas de material.

Para evitar o reducir este fenomeno es conocido, a traves del documento ES2199045 un procedimiento para reforzar un bloque de piedra natural con fisuras o imperfecciones, mediante la aplicacion de una primera capa de un material en pasta que cubre la superficie exterior del bloque, a continuacion se propone aplicar una malla envolviendo el bloque a modo de segunda capa, y finalmente una tercera capa tambien de material en pasta que recubra dicha malla y la fija sobre la primera capa, quedando el bloque listo para su corte en porciones.

El material propuesto para la malla es un material derivado del plastico, o telas de fibra de vidrio o cualquier fibra natural y/o artificial.

Este procedimiento resulta complejo de implementar, especialmente sobre bloques irregulares, pues una malla plana resulta dificil de aplicar de forma muy precisa resiguiendo el contorno de un objeto tridimensional irregular, y requiere de un tiempo de aplicacion considerable siendo el resultado obtenido poco satisfactorio. Ademas resulta dificultoso fijar provisionalmente dicha malla sobre la primera capa en la posicion deseada, antes de la aplicacion de la tercera capa.

En el citado documento se reivindica el uso de poliuretano expandido como producto cohesivo para la malla, pero la resistencia aportada por este producto es escasa, y unicamente tiene sentido como elemento fijador de la malla en su posicion, quedando unicamente la malla como elemento con la capacidad suficiente de resistir las tensiones que

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podrian romper el bloque, y que se experimental especialmente en el momento del corte en porciones.

En el citado documento tambien se indica que el grosor de la primera y tercera capas puede ser de entre 5 y 10 mm, resultando el grosor total del revestimiento previsto excesivo.

Breve description de la invention

Con el fin de resolver la problematica anteriormente expuesta se propone un procedimiento alternativo para el refuerzo de bloques de piedra natural para prevenir su rotura durante tareas de corte en porciones, que dispone de las siguientes etapas:

• aplicar una primera capa de preparation, de un material fluido endurecible, recubriendo superficies exteriores del bloque de piedra con un grosor aproximadamente uniforme;

• aplicar al menos una segunda capa de refuerzo, recubriendo dicha primera capa de preparacion;

• aplicar una tercera capa de sellado, de un material fluido endurecible, recubriendo dicha al menos una segunda capa de refuerzo.

La primera capa de preparacion estabiliza inicialmente el bloque, y proporciona un sustrato optimo para la aplicacion y fijacion de las siguientes capas. Se aplica en forma fluida, por ejemplo mediante espray o con aplicacion por pincel o rodillo, penetrando y reforzando las fisuras de la piedra natural.

La segunda capa de refuerzo es al menos una, pero podrian ser una pluralidad de ellas superpuestas (en funcion del tipo de bloque de piedra a tratar), es la capa que aporta resistencia, especialmente ante esfuerzos a cizalladura, al bloque de piedra natural o partes del mismo.

La tercera capa de sellado estabiliza el conjunto del revestimiento obtenido por la superposition de las tres capas, y se endurece proporcionando un acabado superficial apto para su manipulation. Se aplica en forma fluida, por ejemplo mediante espray o con aplicacion por pincel o rodillo.

Dichas primera, segunda y tercera capas se aplican al menos a cuatro de las caras exteriores del bloque de piedra, conformando al menos un anillo de refuerzo.

Asi pues, segun la invencion propuesta, la segunda capa de refuerzo se compone de un material fluido endurecible, compatible con el material de la primera y la tercera capas, y de

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fibras inelasticas de una longitud inferior a los 15 cm, y de forma preferida de una longitud comprendida entre los 2,5 y los 6 cm, distribuidas y orientadas aleatoriamente, estando ambos componentes mezclados, y siendo ambos aplicados por proyeccion sobre dicho bloque de piedra natural.

Ademas, el fluido endurecible de la primera, segunda y tercera capas es una resina mezclada con un catalizador, que causa su endurecimiento.

Esta aplicacion de la segunda capa, por proyeccion de los componentes que la forman, permite una aplicacion sumamente rapida y sencilla, que ademas se adapta perfectamente a la superficie exterior irregular que tienen de forma habitual los bloques de piedra natural. Ademas al aplicar simultaneamente las fibras inelasticas y la resina, su mezcla y adherencia sobre la primera capa es mejor.

Otra ventaja adicional es que las fibras inelasticas de escasa longitud empleadas se adaptan mucho mejor a la geometria irregular del bloque de piedra que otras fibras mucho mas largas, y tambien mucho mejor que por ejemplo mallas continuas que resultan muy dificiles de adaptar a geometrias complejas.

Adicionalmente, dichas fibras de escasa longitud permiten que, si durante las tareas de corte una fibra queda enganchada en el elemento de corte sin ser cortada, esta es arrancada de su posicion sin producir un efecto de arrastre, como ocurriria en el caso de la utilization de fibras largas o mallas.

Se considera deseable que entre el final de la aplicacion de una capa, y el inicio de aplicacion de una siguiente capa superpuesta se deja transcurrir un tiempo de secado, para obtener una mejor consolidation de cada una de dichas capas.

Las fibras inelasticas empleadas en la segunda capa seran, de modo preferido, unas fibras de vidrio, o unas fibras plasticas o unas fibras naturales, que seran cortadas y subministradas junto con la resina y su correspondiente catalizador. De un modo preferido dicha segunda capa sera proyectada sobre la primera capa mediante una pistola dotada de dos boquillas que proyectan separadamente la resina y el catalizador, produciendose su mezcla fuera de dicha pistola, y una tercer aboquilla que corta y proyecta las fibras en un haz coincidente con el haz de la resina, produciendose asi tambien su mezcla fuera de la pistola. Este dispositivo, en si conocido, resulta de facil mantenimiento y limpieza, y proporciona una correcta y dosificable mezcla de los componentes que forman la segunda capa.

La resina empleada es, de forma preferida, una resina del tipo resina poliester, o resina vinilester o resina epoxi, o cualquier otra resina que se pueda aplicar a modo de espray y

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que cumpla con los requisitos tanto de proceso como resultado del mismo. La resina empleada sera seleccionada en funcion de parametros como de resistencia, coste, tiempo de secado, y seguridad de su manipulation, as^ como su compatibilidad con los diferentes tipos de piedra natural.

El grosor total deseado que adoptara la primera, segunda y tercera capas superpuestas es de entre 2 y 7 mm, y de forma preferida de entre 3,5 y 5,5 mm. Estos grosores proporcionan un refuerzo suficiente del bloque de piedra natural, a la vez que no presentan problemas de deslizamiento o corrimiento en superficies verticales antes del endurecido de las capas.

Por razones de compatibilidad, de economia, y de logistica, se recomienda que el fluido endurecible de la primera, segunda y tercera capas sea el mismo.

Para conseguir una adherencia optima de la primera capa de preparation sobre la piedra natural se realiza una limpieza inicial de la piedra para eliminar impurezas como polvo, barro, etc, y pequenos fragmentos inestables de su superficie. Se recomienda una limpieza con agua a presion y un posterior secado completo del bloque de piedra natural antes de la aplicacion de la primera capa de preparacion para asegurar una adherencia optima, y tambien la limpieza de polvo mediante un sistema de soplado o manualmente si fuera necesario. Otros metodos alternativos de limpieza tambien se contemplan, como por ejemplo un cepillado de su superficie.

Otras caracteristicas de la invention apareceran en la siguiente description detallada de un ejemplo de realization.

Breve descripcion de las figuras

Las anteriores y otras ventajas y caracteristicas se comprenderan mas plenamente a partir de la siguiente descripcion detallada de un ejemplo de realizacion con referencia a los dibujos adjuntos, que deben tomarse a titulo ilustrativo y no limitativo, en los que:

la Fig. 1 muestra una vista perspectiva de un bloque de piedra natural, en su estado antes de iniciar el procedimiento, con unas superficies exteriores irregulares, segun un ejemplo de realizacion en el que el bloque de piedra natural ha sido obtenido mediante barrenado;

la Fig. 2 muestra una vista de detalle ampliado en section, de una portion del bloque de piedra natural con la primera capa de preparacion, la segunda capa de refuerzo, y la tercera capa de sellado ya aplicadas, mostrando como la primera capa de preparacion puede infiltrarse y consolidar las grietas, y como la segunda capa de refuerzo puede adaptarse a formas irregulares y huecos del bloque de piedra natural.

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Description detallada de un ejemplo de realization

Segun un ejemplo de realizacion, se inicia el procedimiento con un bloque de piedra natural 5 proveniente de una cantera, como el mostrado en la Fig. 1. Dicho bloque se limpia con mangueras de agua a presion y se deja secar al aire.

Una vez seco, se elimina el polvo restante mediante soplado o manualmente si fuera necesario, y se rodan al menos 4 caras de sus superficies exteriores con una primera capa de preparation 1 formada de una mezcla de resina y catalizador, mediante una pistola dotada de dos boquillas que proyectan ambos componentes, mezclandose fuera de dicha pistola. La proyeccion de los componentes se consigue mediante bombas.

En esta aplicacion de la primera capa de preparacion 1 se pondra especial atencion en conseguir una correcta penetration del producto en las grietas 6 de la roca, y en cubrir perfectamente todas las caras interiores de las oquedades 7 de la misma, especialmente las producidas por barrenado, muy habituales en este tipo de bloques.

A modo de ejemplo descriptivo, no limitativo, se procede a detallar las caracteristicas de dichos componentes, segun un ejemplo de realizacion.

La presion de trabajo de las bombas es de 4 Bars. La aplicacion es conforme a esta presion por la viscosidad del producto de entre 23000-30000 cps y a una distancia de aplicacion de entre 70-80 cm entre la pistola y el bloque de piedra natural.

El catalizador utilizado es peroxido de metiletilcetona. El porcentaje de catalizador en la mezcla dependera de la temperatura de la resina y del bloque de piedra natural 5, siendo el optimo el 2% en peso.

La resina utilizada es una resina de poliester, la cual debe estar preferiblemente entre los 15° y los 25°C, siendo la temperatura optima la de 20°C. A esta temperatura la aplicacion del producto en vertical es optima y con espesores de hasta 5,5 mm no se produce corrimiento ni descuelgue.

Su densidad es de 0,9 gr/l (± 0,05), y su mdice de tixotropia es > 5. La viscosidad es de entre 23000 y 30000 cps.

Se seleccionara especialmente una resina que pueda resistir las elevadas temperaturas alcanzadas durante las tareas de corte en los puntos de corte sin perder sus propiedades resistentes.

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Una vez aplicada la primera capa de preparacion 1, y tras un tiempo de secado, se procede a aplicar la segunda capa de refuerzo 2 sobre todas las superficies cubiertas con la primera capa de preparacion 1. La segunda capa de refuerzo 2 consta de una mezcla de resina y catalizador igual a la empleada en la primera capa de preparacion 1, y aplicada mediante la misma pistola, pero incorpora ademas fibras inelasticas. Dichas fibras inelasticas son anadidas a la mezcla de resina y catalizador por medio de una tercera boquilla de la pistola, que proyecta y corta un haz de fibras, de una longitud predeterminada, coincidente con el haz de proyeccion de la resina, consiguiendose asi la mezcla de los componentes fuera de la pistola aplicadora.

Las fibras empleadas son, a modo de ejemplo no limitativo, unas fibras de vidrio "roving” con el codigo de producto P207 de OCV TM Reinforcements (Owens Corning ®), con un peso lineal de 2400 tex (± 120), facil de cortar. Esta fibra elimina bien el aire que se genera entre la resina y la fibra de vidrio, y tiene un excelente rendimiento en aplicacion vertical. Ademas no genera electricidad estatica, es de dispersion uniforme y tiene excelentes propiedades mecanicas.

Sobre la resistencia quimica de la fibra de vidrio roving en ambientes con agua con cloruros de sodio, como el que se da en las instalaciones de corte de los bloques de piedra, existe un estudio por parte de Owens Corning ® en el cual indica que esta fibra de vidrio mantienen la tension durante 75 dias, sin que se rompa ni degrade, mientras que el proceso de corte puede durar de media entre 6 y 120 horas dependiendo de la dureza de la piedra.

La longitud de la fibra estara entre 2,5 y 3 cm. Esto es debido a que esta medida se adapta muy bien a las imperfecciones de los bloque de piedra natural, sobre todo en los lados cortados a barrena. Estas longitudes tambien cumplen con las directrices de prevencion de riesgos laborales.

Por ultimo, se aplica una tercera capa de sellado 3, con unas caracteristicas equivalentes a las de la primera capa de preparacion 1, que permite asegurar la superficie, e impedir la liberacion de las fibras de la segunda capa de refuerzo 2 durante las siguientes operaciones de manipulation y corte, y tambien para evitar que las fibras de vidrio queden expuestas, resultando peligrosas para los operarios.

El grosor del conjunto de las capas de refuerzo no debe superar los 5,5 mm para evitar desprendimientos antes del fraguado. Dicho grosor sera comprobado mediante galgas.

Claims

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REIVINDICACIONES

1.- Procedimiento de refuerzo de bloque de piedra natural para prevenir su rotura durante unas tareas de manipulation y/o corte en porciones, que dispone de las siguientes etapas:

• aplicar una primera capa de preparation (1), de un material fluido endurecible, recubriendo unas superficies exteriores del bloque de piedra natural (5) con un grosor aproximadamente uniforme;

• aplicar al menos una segunda capa de refuerzo (2), recubriendo dicha primera capa de preparacion (1);

• aplicar una tercera capa de sellado (3), de un material fluido endurecible, recubriendo dicha al menos una segunda capa de refuerzo (2);

caracterizado por que

• la segunda capa de refuerzo (2), que es al menos una, consta de un material fluido endurecible compatible con el material de la primera capa de preparacion (1) y de la tercera capa de sellado (3), y de fibras inelasticas de una longitud inferior a los 15 cm distribuidas y orientadas aleatoriamente, estando ambos componentes mezclados;

• el fluido endurecible de la primera, segunda y tercera capas (1, 2 y 3) es una resina mezclada con un catalizador;

• al menos la segunda capa de refuerzo (2) se aplica por proyeccion de dicha mezcla de fluido endurecible y de fibras inelasticas.
2. - Procedimiento segun reivindicacion 1 caracterizado por que entre el final de la aplicacion de una capa, y el inicio de aplicacion de una siguiente capa superpuesta se deja transcurrir un tiempo de secado.
3. - Procedimiento segun reivindicacion 1 o 2 caracterizado por que las fibras inelasticas se seleccionan de entre las siguientes: fibra de vidrio, fibra plastica o fibra natural.
4. - Procedimiento segun reivindicacion 1, 2 o 3 caracterizado por que la resina es una seleccionada de entre las siguientes: resina poliester, resina vinilester y resina epoxi.
5. - Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grosor total de la primera, segunda y tercera capas superpuestas es de entre 2 y 7 mm.
6. - Procedimiento segun reivindicacion 5 caracterizado por que el grosor total de la primera, segunda y tercera capas superpuestas es de entre 3,5 y 5,5 mm.

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7. - Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la longitud de las fibras inelasticas es de entre 2,5 y 6 cm.
8. - Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el fluido endurecible de la primera, segunda y tercera capas (1,2 y 3) es el mismo.
9. - Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que previamente a la aplicacion de la primera capa de preparacion (1), se procede a la limpieza de la superficie exterior del bloque de piedra natural (5), y a su secado.
10. - Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que previamente a la aplicacion de la primera capa de preparacion (1), se procede a la elimination del polvo mediante soplado o manualmente.
11. - Procedimiento segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las primera capa de preparacion (1), segunda capa de refuerzo (2) y tercera capa de sellado (3) se aplican sobre cuatro caras del bloque de piedra natural (5) formando un refuerzo anular.
12. - Un bloque de piedra natural reforzado que comprende:

• una primera capa de preparacion (1), de un material fluido endurecido, recubriendo superficies exteriores del bloque de piedra natural (5) con un grosor aproximadamente uniforme,

• al menos una segunda capa de refuerzo (2), recubriendo dicha primera capa de preparacion (1);

• una tercera capa de sellado (3), de un material fluido endurecido, recubriendo dicha al menos una segunda capa de refuerzo (2);

caracterizado por que

• la segunda capa de refuerzo (2), que es al menos una, consta de un material fluido endurecido compatible con el material de la primera y la tercera capas (1 y 3), y de fibras inelasticas de una longitud inferior a los 15 cm distribuidas y orientadas aleatoriamente, estando ambos componentes mezclados;

• el fluido endurecido de la primera, segunda y tercera capas (1, 2 y 3) es una resina mezclada con un catalizador;

• al menos la segunda capa de refuerzo (2) ha sido aplica por proyeccion de dicha mezcla de fluido endurecido y de fibras inelasticas.