MX2007009055A - Paneles cementicos reforzados, no combustibles, de peso ligero y sistema de bastidor de metal para techado. - Google Patents

Abstract

Un sistema de techado incluye miembros de bastidores de metal horizontales o inclinados, por ejemplo viguetas en C, viguetas en U, viguetas de trama abierta, u otros sistemas de bastidor de metal que soportan un panel SCP reforzado, de peso ligero, dimensionalmente estable. El sistema de techado no es combustible, es durable o impermeable al agua, resistente a moho y podredumbre, resistente a termitas y es capaz de resistir cargas de cizalla o corte iguales a o que exceden las cargas de cizalla o corte que se proporcionan por madera terciada o paneles de tablero de fibras orientadas. Los paneles emplean una o mas capas de una fase continua que resultan del curado de una mezcla acuosa de aglutinante inorganico, por ejemplo sulfato de calcio alfa hemihidrato, cemento hidraulico, una puzolana activa y cal. La fase continua esta reforzada con fibras de vidrio y contiene particulas de relleno de peso ligero, por ejemplo microesferas ceramicas.

Description

PANELES CEMENTICIOS, REFORZADOS, NO COMBUSTIBLES, DE PESO LIGERO Y SISTEMA DE BASTIDOR DE METAL PARA TECHADO CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere en general a un sistema de techado que comprende bastidores de metal y paneles cementosos o cementicios estructurales de peso ligero, aquí denominados paneles SCP, en construcción residencial y comercial. Más particularmente, la invención se refiere a un sistema de techado no combustible, que tiene paneles sujetos en forma mecánica o adhesiva a sistemas de techado de bastidor de acero. Los paneles proporcionan un diafragma resistente a corte y elementos de techo de soporte de carga axial. El sistema típicamente proporciona los siguientes atributos de desempeño ventajosos cuando se utiliza con bastidores de acero: no-combustible, durable al agua, resistente a moho, y economía en diseño de construcción, que resultan en velocidad de armado. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La construcción de techos para edificios o construcciones comerciales, residenciales e industriales, debe satisfacer las normas de desempeño generadas por la legislación, primordialmente a niveles estatal y local a través la adopción de códigos de construcción estatales y locales que establecen factores de desempeño muy específicos. En general, estas normas de desempeño se dividen en dos áreas amplias: (1 ) Techos inclinados, en general con 30 grados o más respecto a la horizontal y (2) Techos planos, con 0 grados a 30 grados de pendiente de la horizontal. Las normas de desempeño para construcción de techos planos varían ligeramente de área en área pero en general se adaptan a lo siguiente: 1. Resistencia de Carga Vertical: Un techo debe de ser capaz de soportar una carga total consistente de carga muerta más carga viva y satisfacer los valores de desempeño o diseño legislados para los materiales que se utilizan en el ensamblado del techo. Ejemplo: Techos de acero convencionales, fabricados a partir de acero de 3,515 a 4,218 kg/cm2 (50,000 a 60,000 psi) no deben tensionarse bajo condiciones de trabajo más allá de una resistencia a la tracción flexural de 1 ,406 kg/cm2 (20,000 psi). 2. Deflexiones de Carga Viva: Mientras que suportan la carga muerta de diseño (peso de acero, techo y aislamiento de construcción) el techo no debe desviarse bajo la aplicación de carga viva más de 1/240 la distancia entre los miembros de soporte o menos deflexión como se dicta por los códigos de construcción locales u otras consideraciones. Ejemplo: Un techo sostenido por miembros de 1.83 m (6'0") al centro, no debe desviarse más de 1.83 m (6'0") x 30.48 cm/.3048 m (12 in/ft) x 1/240 = .7612 m (0.30")) bajo aplicación de carga viva. Las cargas vivas variaran en diferentes en áreas de clima diferente desde 1.41 a 4.22 kg/cm2 (20 a 60 psi (Ib/sq ft)), dependiendo de las condiciones ambiente. 3. Resistencia a Desprendimiento por Viento: Típicamente, el techo debe resistir presiones negativas y positivas aplicadas a él y permanecer estructuralmente susceptible a servicio. Los valores de desempeño para esta norma varían dependiendo de las áreas geográficas, pero en general, están en el rango de resistencia a desprendimiento de 146.47 kg/m2 (30 psf) (equivalente a vientos de 161 k/h (100 mph)) a resistencia a desprendimiento de 439.2 kg/m2 (90 psf) (equivalente a vientos de 302.6 k h (188 mph)). Montajes de techo de acero típicos han utilizado secciones formadas de acero suave en patrones normalmente referidos como "Tipo A", "Tipo B", "Tipo AB", y semejantes. La característica común de las secciones es un elemento de superficie plana amplio, formado entre costillas de refuerzo que proporcionan el refuerzo y resistencia a la sección. Las secciones de acero, soportadas por cumbreras, se han diseñado hasta la fecha para satisfacer requerimientos de resistencia especificados por los códigos de construcción. Las superficies planas se han empleado para proporcionar una superficie de soporte por una o más capas de material laminar que comprenden un solo tablero que sirve para aislar y proporcionar una superficie de la cual se conecta cubierta impermeable al agua. Una sección típica de "Tipo A", por ejemplo, suministra una porción plana de aproximadamente 139.7 mm (5 y 1/2 in) de ancho entre costillas de refuerzo con profundidad de 38.1 mm (1 y 1/2 in) espaciadas 152.4 mm (6 ¡n). Las secciones "Tipo B, AB" y otras, son similares en perfil a una sección Tipo A excepto por que las porciones planas entre las costillas de refuerzo se reducen progresivamente en ancho para crear un espaciamiento más cercano de las costillas de refuerzo, aumentando la capacidad de carga para una extensión determinada. Sin embargo, el ancho de las aberturas de costillas en la superficie superior de la hoja, por ejemplo de una sección Tipo B, es mayor que de una sección Tipo A. Las secciones de acero de calibre ligero más techo más eficientes desde un punto de vista de resistencia son aquellas que tienen el número más grande de costillas de refuerzo por unidad de ancho; lo último, son las secciones de patrones costillas simétricas, que tienen una distribución igual de acero sobre y por debajo de un eje neutro colocado en un plano que pasa a través del centro de la hoja y colocado paralelo con superficies superior e inferior de la hoja.

Puede ser obligatorio en algunos de los casos, o conveniente en otros casos, por razones de economía, el utilizar el montaje de techo como un diafragma estructural para reforzar una construcción contra cargas laterales creadas por choques de temblores (sísmicas), fuerzas de explosión o el viento. En dicha aplicación, el montaje de techo se considera que es la trama de placa de una viga orientada en un plano horizontal con los miembros perimetrales de la construcción que sirven como las cuerdas de compresión y tensión de la viga. La resistencia de diafragma (placa de trama) de un montaje de techo determinado, se evalúa en términos de su capacidad para transferir esfuerzos de tensión en diagonal, que involucra consideración de la resistencia a corte del montaje, y deflexión en plano (referida como "deflexión de diafragma"), que es regulado en una gran medida por la "rigidez de diafragma" de las secciones de panel de acero que se utilizan. La rigidez de diafragma se relaciona a la capacidad de las secciones de panel de acero para resistir distorsión bajo carga. Ya que la resistencia flexural de una sección de panel de acero es, en un cierto grado, una función de la profundidad de la sección, es naturalmente opuesta a la reducción de profundidad (que se aproxima a un plano delgado de acero) que contribuye a la resistencia de diafragma. Los montajes de techo más eficientes, desde el punto de vista de resistencia de diafragma, son aquellos que pueden proporcionar adecuada resistencia flexural, utilizando secciones de acero con el grado máximo de acero efectivo en el plano de esfuerzo de diafragma. La rigidez de diafragma se incrementa proporcionalmente a aumentos en la resistencia a cedencia del acero que se utiliza, por lo tanto, secciones de acero hechas de acero de alta tracción, son más efectivas que aquellas de hechas de acero suave.

Acero suave de calibre pesado, (por ejemplo, calibre 22, calibre 20 y calibre 18 con un limite de esfuerzo de 1406 kg/cm2 (20,000 psi), en general se emplea en la fabricación de secciones Tipo A y de perfil plano similar. Esto se ha debido al hecho de que calibres más pesados son necesarios para satisfacer el espesor de acero mínimo a relaciones de ancho-elemento, que regulan el diseño de secciones de acero de calibre ligero. Por otra parte, las secciones de patrón de costilla simétricas tienen más pequeños elementos de ancho-unidad y por lo tanto pueden utilizar la alta resistencia a la tracción de acero más efectiva en calibres más ligeros proporcionando mayor resistencia de trabajo por kg (libra) de acero. Las cubiertas de techo de construcción de asfalto usualmente consisten de varias capas de fieltro saturado con asfalto con una capa continua de asfalto aplicado en caliente, entre las capas de fieltro. La capa superior de esta cubierta de techo puede consistir de una aplicación en caliente de asfalto o brea de alquitrán de hulla solamente, un vaciado superior o final de asfalto caliente con escoria o grava incrustada, o una hoja de tapa con superficie mineral incrustada en una aplicación en caliente de asfalto. Los techos construidos no pueden en general ser aplicados directamente a secciones de techo de acero y consecuentemente una capa inferior para acabados del material de substrato típicamente se ha instalado después que las secciones de techo de acero se han sujetado en sitio. Ha habido modalidades que han empleado una sola hoja de material de capa inferior para acabados, generalmente referida como "tablero de aislamiento de techo rígido". Sin embargo, la eficiencia aislante del aislamiento de tablero rígido generalmente se relaciona directamente a la densidad de los materiales de los cuales se construye, materiales de densidad más ligera suministran mejor aislamiento proporcionalmente para un espesor determinado. Características de resistencia de estos tableros se relaciona inversamente a reducciones en densidad. De acuerdo con esto, entre más ligera sea la densidad de estos tableros, menor será la resistencia. Ya que "tablero de aislamiento rígido" hasta la fecha se ha empleado sobre acero para proporcionar una base conveniente para techado así como aislamiento, el tablero tiene que ser fabricado en densidades que comprometan los requerimientos mínimos para resistencia contra valores de aislamiento. Típico de situaciones comprometidas, los "tableros de aislamiento rígidos" se han hecho para ser adecuados, pero bajo las circunstancias no pueden ser totalmente eficientes en el desempeño ya sea en cualquier función, es decir, proporcionar el aislamiento térmico y resistencia. En la patente de los E.U.A. Número 4,736,561 otorgada Lehr et al., en la patente de los E.U.A. Número 4,783,942 otorgada a Nunley et al., en la patente de los E.U.A. Número 4,601 ,151 otorgada a Nunley et al. y en la patente de los E.U.A. Número 4,707,961 otorgada a Nunley et al., se describen techos de construcción planos de múltiples capas colocados horizontalmente. Bastidores de acero pueden utilizarse para construir monteras y armaduras como bastidores convencionales tanto para techos planos como inclinados. Las armaduras para techo elaboradas de bastidores de acero semejan bastidores de madera con vigas y viguetas de techo formadas de montantes en formas de C. Un miembro de reborde construido de un montante en forma de C dentro de una sección de pista, conecta las vigas. En una casa con bastidor de acero o madera convencional que tienen secciones de techo en pico, las vigas son perpendiculares a y se apoyan en las paredes de soporte de carga. Las paredes de extremo y paredes interiores paralelas a las vigas, típicamente no soportan carga. Una cantidad de enfoques se ha propuesto para utilizar armaduras de techos de aceros. En la patente de los E.U.A. Número 2,541 ,784 otorgada a H. S. Shannon, secciones en forma de "C" o "U" se emplean desde el miembro de cuerda inferior así como los miembros de cuerda superiores de una armadura de construcción. En la patente de los E.U.A. Número 4,435,940 otorgada a Jeanne A. Davenport, et al., y la patente de los E.U.A. Número 4,982,545 otorgada a Gustaf M. Stromback, se describen montajes o arreglos de armaduras en donde la sección de puerta horizontal, inferior de una armadura de techo se forman de una Sección en forma de U de acero laminar. En la patente de Stromback los extremos de las patas de la U se doblan apretadamente hacia atrás para formar un borde de doble espesor. Las cuerdas superiores tanto de la patente de Davenport como la de Stromback se forman de las secciones en forma de U invertida que tienen bridas que se proyectan hacia afuera desde los extremos de cada una de las patas para proporcionar mayor rigidez. La patente de los E.U.A. Número 5,463,873 otorgada a Early, et al., describe una armadura de techo de metal, en donde, la pieza de cuerda horizontal inferior y las piezas de cuerda superior son de substancialmente forma y sección transversal uniformes. Ambos miembros de cuerdas inferior y superior incluyen un borde radiado o enrollado en el extremo de las patas. Además, una o más costillas de refuerzo se forman en las paredes laterales de los miembros de cuerda. Las armaduras típicamente se disponen paralelas entre si con 203.2, 406.4 o 609.6 mm (8, 16 o 24 in) entre sus centros respectivos, dependiendo de las características de carga que debe aceptar el techo. Un material de forro tal como madera terciada u OSB después se sujeta a las cuerdas superiores de las armaduras utilizando clavos, tornillos u otros sujetadores mecánicos para formar la superficie de techo. Para evitar que las armaduras se tuerzan o muevan lateralmente, pequeños trozos de madera o metal, conocidos como monteras, se clavan comúnmente entre armaduras adyacentes. Aislamiento en ocasiones se instala entre las armaduras y el forro, muro seco o pladur, tablero de yeso, etc., puede entonces aplicarse al fondo de las viguetas, para formar el techo para el espacio ubicado bajo el sistema de armadura de techo. Las dimensiones exteriores de los miembros de bastidores de metal y montantes, y el peso o calibre del miembro o montante, varían. Típicamente los miembros se fabrican para se de aproximadamente 101.6 mm (4 in) de ancho por 50.8 mm (2 in) de profundidad, correspondiendo de esta manera al ancho y profundidad de los miembros de bastidor de madera y montante, en cuyo caso los labios pueden extenderse 6.35 a 12.5 mm (1/4 a 1/2 in) desde los lados de los montantes. Metal calibre 18 a 20 puede ser empleado para construcción residencial y construcción de pared comercial de calibre ligero. Un rango más pesado de calibre de metal se utiliza en algunos bastidores residenciales y comerciales y particularmente en construcción comercial de múltiples pisos. Miembros de bastidor de metal para techo se han modificado para incluir ranuras, lengüetas y abrazaderas de aserrado o punzonado que se pretende faciliten la interconexión de estos montantes y miembro de bastidor a montantes adjuntos y miembros de bastidor y/o a largeros y otros miembros que no son de bastidor que sirven para reforzar los montantes y miembros de bastidor. Conocidos conectores, incluyendo abrazaderas, conectores de placa y tirante, actualmente empleados para conectar en conjunto e interconectar montantes de metal, en general se taladran y atornillan en sito. El taladrado y atornillado de conectores no asegurados presenta a un riesgo de seguridad al trabajador ya que los conectores tienden a ser pequeños y ligeros, y de esta manera fácilmente son tomados y girados por un taladro de mano. Se conoce el colocar forro de madera terciada u OSB en armaduras de techado a base de acero con calibre ligero, formadas en frío. Sin embargo, la madera terciada y OSB son combustibles. La patente de los E.U.A. Número 6,620,487 otorgada a Tonyan et al., incorporada aquí por referencia en su totalidad, describe un panel de cemento estructural (SCP) reforzado, de peso ligero, dimensionalmente estable capaz de resistir cargas de corte cuando se sujeta a bastidores iguales a o exceden las cargas de corte que se proporcionan por paneles de madera terciada o de tablero de hebras orientadas. Los paneles emplean a un núcleo de una fase continua que resulta del curado de una mezcla acuosa del sulfato de calcio alfa hemihidrato, cemento hidráulico, una puzolana activa y cal, la fase continua se refuerza con fibras de vidrio resistentes a álcali y contiene micro esferas cerámicas, o una mezcla de micro esferas cerámicas y polímeros, o se forma de una mezcla acuosa que tiene una proporción en peso de agua-a-polvo reactivo de 0.6/1 a 0.7/1 o una combinación de los mismos. Al menos una superficie exterior de los paneles puede incluir una fase continua curada reforzada con fibras de vidrio y que contiene suficientes esferas de polímero para mejorar la capacidad de clavado o constituida con una proporción de agua-a-polvos reactivos para proporcionar un efecto similar a esferas de polímeros, o una combinación de los mismos. La patente de los E.U.A. No. 6,241 ,815 otorgada a Bonen, incorporada aquí por referencia en su totalidad, también describe formulaciones útiles para paneles SCP. La solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 10/666,294, incorporada aquí por referencia, describe un proceso de múltiples capas para producir paneles cementosos o cementicios estructurales (SCP's o paneles SCP) y los SCP's producidos con este proceso. Después de que uno de un depósito inicial de fibras trozadas, distribuidas sueltas o una capa de fango sobre una trama en movimiento, las fibras se depositan sobre la capa de fango. Un dispositivo de incrustación mezcla las fibras recientemente depositadas en el fango, después de lo cual capas adicionales de fango, posteriormente fibras trozadas se agregan, seguido por más incrustación. El proceso se repite para cada capa del tablero según se desee. Hay necesidad por un sistema de techado y enmarcado total económico, fácil de ensamblar, durable y no combustible. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un sistema para construcción residencial y comercial ligera incluyendo un forro de techo con paneles SCP de peso ligero y bastidor de metal. Este forro de techo se elabora de una mezcla de aglutinante inorgánico y relleno de peso ligero. En particular, se refiere a un panel cementoso estructural (SCP) que está sujeto en forma mecánica y/o adhesiva a un sistema de bastidor de techo que actúa como un diafragma resistente a corte y elemento de transporte de carga axial. El seleccionar una combinación de un bastidor de metal con paneles SCP logra una sinergia de un sistema de techado completamente no combustible. ASTM E1 19 establece métodos estándar para realizar pruebas para determinar la resistencia al fuego de los materiales de construcción. Sin embargo, por un diafragma de corte horizontal totalmente no combustible en bastidor de metal laminado en frío (o formado en frío) de calibre ligero, se entiende un sistema en el que todos los elementos pasan ASTM E-136. Por ejemplo, el sistema de techo puede incluir paneles SCP empleados con un sistema de bastidor para techo de metal, que emplea cualesquiera canales en C, canales en U, vigas en doble T de acero de calibre ligero estándar, tubería cuadrada y secciones de construcción prefabricadas de calibre ligero, tales como armaduras de techo o viguetas de barra con trama abierta, o laminado de metal corrugado. El presente sistema tiene un diafragma de corte horizontal en bastidor de metal laminado en frío (o formado en frío) de calibre ligero, que también típicamente es durable al agua. De preferencia, la capacidad de transporte de carga del diafragma de corte horizontal de un sistema de la presente invención no se reducirá en más de 25% (más preferiblemente no se reducirá en más de 20%) cuando se expone al agua en una prueba en donde una cabeza de 50.8 mm (2 in) de agua se mantiene sobre paneles SCP de 19.1 mm (3/4 in) sujetos en un bastidor de metal de 3 x 6 m (10 x 20 ft) por un periodo de 24 horas. En esta prueba, la cabeza de 50.8 mm (2 in) se mantiene al verificar, y reabastecer agua a intervalos de 15 minutos. De preferencia, el sistema de la presente invención no absorberá más de 3.42 kg/m2 (0.7 libra por pie2) de agua cuando se expone a agua en una prueba en donde una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) se mantiene sobre paneles SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 in) sujetos en un bastidor de metal de 3 x 6 m (10 x 20 ft)_por un periodo de 24 horas. En esta prueba, la cabeza de 50.8 mm (2 in) se mantiene al verificar y reabastecer agua a intervalos de 15 minutos. También, combinar paneles SCP no combustibles con bastidores de metal resulta en un sistema completo que resiste el linchado debido a humedad. De preferencia, en el sistema de la presente invención, un diafragma de 3 m (10 ft) de ancho por 6 m (20 ft) de largo por 19.1 mm (3/4 in) de espesor de los paneles SCP conectado a un bastidor de metal por 3 x 6 m (10 x 20 ft) no se hinchará más de 5% cuando se expone a una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) se mantiene sobre los paneles SCP sujetos en el bastidor de metal por un periodo de 24 horas. En esta prueba, la cabeza de 50.8 mm (2 in) se mantiene al verificar, y reabastecer agua, a intervalos de 15 minutos. También, el presente sistema de techo de un diafragma de paneles SCP en el bastidor de metal lleva a un sistema de techo resistente a moho y mildiú. De preferencia, todo componente del sistema de la presente invención satisface ASTM G-21 en donde el sistema logra aproximadamente una calificación de 1 y satisface ASTM D3273 en donde el sistema logra aproximadamente una calificación de 10. De preferencia, el sistema de la presente invención soporta sustancialmente cero crecimiento bacteriano cuando está limpio. Otro atributo preferido del presente sistema de techo de un diafragma de paneles SCP en bastidor de metal es que preferiblemente no es comestible para las termitas. El sistema de la presente invención puede emplear paneles SCP en una sola capa o múltiples capas. En el panel SCP de múltiples capas, las capas pueden ser iguales o diferentes. Por ejemplo, el panel SCP puede tener una capa interior de una fase continua y al menos una capa exterior de una fase continua en cada lado opuesto de la capa interior, en donde al menos una capa exterior en cada lado opuesto de la capa interior tiene un porcentaje de fibras de vidrio superior a la capa interior. Esto tiene la capacidad de reforzar, fortalecer y endurecer al panel. En contraste con madera terciada, el presente sistema tiene la ventaja de ser potencialmente no direccional. En otras palabras, los paneles del presente sistema pueden colocarse con su dimensión larga paralela o perpendicular a las armaduras de metal del bastidor, sin perder resistencia o característica de soporte de carga. De esta manera, la capacidad del sistema para soportar cargas muertas y vivas sin romperse es la misma independientemente de la orientación del panel SCP en el bastidor de metal. Aún más, el agregar material para atenuación de sonido, pladur o muro seco de yeso, puede mejorar el aislamiento al sonido que se proporciona por los techos SCP. Esto puede reducir especialmente IIC (ruido de impacto). Materiales típicos para agregar incluyen esteras de techo (para hacer un techo que no sea combustible desde el fondo), paneles marca FIBEROCK AQUATOUGH (disponible de US Gypsum Corporation, Chicago, Illinois) (para producir un techo no combustible) o yeso acústico (para producir un techo no combustible). Ya que el espesor del tablero afecta sus propiedades físicas y mecánicas, por ejemplo peso, capacidad de transporte de carga, resistencia de entrepaño y semejantes, las propiedades deseadas varían de acuerdo con el espesor del tablero. De esta manera, por ejemplo las propiedades deseadas que deberá cumplir un panel con calificación de corte con un espesor nominal de 19.1 mm (0.50 in) o 12.7 mm (.5 in), incluyen lo siguiente. Cuando se utiliza para techos, un panel típico cuando se prueba de acuerdo con ASTM 661 y el Método de Prueba S-1 de la American Plywood Association (APA) sobre una extensión de 406.4 mm (16 in) en centros, típicamente tiene una capacidad de carga final mayor a 250 kg (550 Ib) bajo carga estática, una capacidad de carga final mayor a 182 kg (400 Ib) bajo carga de impacto y una deflexión menor a 1.98 mm (0.078 in) tanto bajo carga estática como de impacto, con una carga de 90.9 kg (200 Ib). Un panel de 1.22 x 2.44 m (4 x 8 ft), de espesor 19.1 mm (3/4 in), típicamente no pesa más de 71 kg (156 Ib) y de preferencia no más de 65.5 kg (144 1b). Composiciones típicas para modalidades de paneles de la presente invención que logran la combinación de baja densidad, resistencia flexural mejorada y capacidad de clavado/corte, comprenden aglutinante inorgánico (ejemplos - yeso-cemento, cemento Portland u otros cementos hidráulicos) que tienen distribuido a través de todo el espesor del panel, fibras de vidrio selectas, rellenos de peso ligero (ejemplos - microesferas de vidrio huecas, microesferas cerámicas huecas y/o perlita, uniformemente) y mezclas para reducción de agua de alto rango/superplastificante (ejemplo - polinaftalen sulfonatos, poli acrilatos, etc.). Los paneles pueden ser paneles de una sola capa o paneles de múltiples capas. Un panel típico se elabora de una mezcla de agua y aglutinante inorgánico con las fibras de vidrio selectas, microesferas cerámicas de peso ligero y superplastificante a través de la mezcla. Otros aditivos tales como mezclas aceleradoras y retardantes, aditivos para control de viscosidad pueden agregarse opcionalmente a la mezcla para satisfacer las demandas del proceso de fabricación involucrado. Un panel de una sola o múltiples capas también puede proporcionarse con una hoja de malla, por ejemplo malla de fibras de vidrio si se desea.

En modalidades que tienen múltiples capas (dos o más), la composición de las capas puede ser igual o diferente. Por ejemplo, una estructura de panel de múltiples capas puede crearse para contener cuando menos una capa exterior que tiene mejoradas capacidades de clavado y corte. Esto se proporciona al utilizar una proporción superior de agua-a-polvo reactivo (definida a continuación), para producir la o las capas exteriores respecto al núcleo del panel. Un espesor pequeño de la capa superficial acoplado con una pequeña dosis de contenido de polímero puede mejorar la capacidad de clavado sin necesariamente fallar la prueba no combustible. Por supuesto, altas dosis de contenido de polímero llevarán a falla del producto en la prueba de no combustible. Las fibras de vidrio pueden emplearse solas o en combinación con otros tipos de fibras no combustibles, tales como fibras de acero. Conectando los paneles SCP directamente o indirectamente al bastidor de metal, se puede lograr una acción compuesta tal que el bastidor de metal y paneles trabajen en conjunto para transportar mayores cargas. En estos aspectos de método, la presente invención comprende un método para producir el sistema de techo no combustible de la presente invención, que comprende colocar el panel SCP en elementos de techo de metal. La presente invención tiene una ventaja inesperada en desempeño en clima frío. Paneles cementosos convencionales pueden ser frágiles en medio ambiente frío. De esta manera, instalar estos paneles en medio ambiente frío requerirá un manejo cuidadoso por los trabajadores de la construcción durante instalación. Sin embargo, en el presente sistema, los paneles SCP de preferencia pueden soportar ser instalados en elementos de techo de metal cuando la temperatura ambiente es menor a 0 grados C (32 grados F) o incluso menor a -7.5 grados C (20 grados F), sin agrietarse. Esta es una ventaja muy significante debido a que facilita construir en climas rudos en invierno, creando de esta manera productividad al constructor. Los presentes paneles SCP de preferencia pueden soportar ser sometidos a tratamiento rudo normal durante instalación a estas temperaturas frías. Por ejemplo, a estas temperaturas frías, colocar el panel SCP puede incluir una etapa de dejar caer el panel en los elementos de techo de metal, por ejemplo armaduras, tal que al menos un extremo del panel cae en caída libre al menos .61 m (2 ft) típicamente al menos .91 m (3 ft), por ejemplo .91 a 1.22 m (3 a 4 ft) sin agrietarse o sin fisurarse. Por ejemplo, esto ocurre cuando un extremo del panel se coloca en uno o más elementos de techo de metal y después el otro extremo opuesto se libera para caer en caída libre en uno o más elementos de techo de metal. Para utilizar en construcción de techos, paneles SCP deberán satisfacer las normas de los códigos de construcción para resistencia a corte, capacidad de carga, expansión inducida por agua y resistencia a combustión, como se mide por pruebas reconocidas tales como ASTM E72, ASTM 661 y ASTM C 1185 o equivalente, como se aplica a hojas de madera terciada estructural. Paneles SCP también se prueban bajo ASTM E-136 para no combustibilidad -madera terciada no satisface o cumple con esta prueba. Típicamente, la resistencia a corte de estante nominal de un panel con espesor de 12.7 mm (0.5 in) medida de acuerdo con la prueba ASTM E72 utilizando los montantes sujetadores, espaciamiento de montantes y espaciamiento de sujetador, de metal apropiados, típicamente es cuando menos 1072 kg/m lineal (720 Ib/ft lineal). El panel SCP deberá ser capaz de cortarse con sierras circulares utilizadas para cortar madera. El panel SCP deberá ser dimensionalmente estable cuando se expone al agua, es decir deberá expandirse lo menos posible, de preferencia menos de 0.1%, como se mide de acuerdo con ASTM C 1185. El panel SCP deberá proporcionar un substrato para unir en materiales de techo. El panel SCP no deberá ser combustible como se determina de acuerdo con ASTM E136. Después de curar por 28 días, la resistencia flexural de un panel SCP con espesor de 19.1 mm (0.75 in) que tiene una densidad en seco de 1041 kg/m3 (65 lb/ft3) a 1041 kg/m3 (65 lb/ft3) o 1041 kg/m3 (65 lb/ft3) a 1522 kg/m3 (95 lb/ft3), después de impregnarse en agua por 48 horas, deberá ser al menos 7 MPa (1000 psi), por ejemplo al menos 9 MPa (1300 psi), de preferencia al menos 1 1.4 MPa (1650 psi), más preferiblemente al menos 11.7 MPa (1700 psi), como se mide de acuerdo con ASTM C 947. El panel deberá retener cuando menos 75% de su resistencia en seco. Un mosaico de techo no combustible, por ejemplo ripias o tablillas de concreto, tejas de pizarra compuestas, etc., u otra cubierta de techo no combustible, puede aplicarse sobre el material de forro de techo SCP, para lograr un montaje de techo completamente no combustible. Cuando los paneles SCP se colocan lado por lado en una armadura de techo, se forma una costura entre paneles SCP confinantes a tope. Cuando la costura es paralela a las armaduras de techo, y se encuentra entre las armaduras de techo, sujetadores en forma de H pueden emplearse para ayudar en soportar los paneles en la costura. Estos sujetadores en forma de H comúnmente se emplean en costuras entre paneles de techo de madera terciada. Sin embargo, debido a la superior rigidez de los paneles SCP respecto a los paneles de madera terciada, una ventaja de la presente invención es que menos sujetadores en forma de H se emplean con paneles SCP que los que se emplean con paneles de madera terciada de tamaño comparable o en algunos casos los sujetadores de forma H se omiten. Las pruebas con agua muestran sistemas que emplean paneles SCP ilustran que el agua no pasa a través del panel. Esto hace a los paneles útiles para techos permanentes o temporales. La presente invención permite techos de cemento planos o inclinados. En contraste, es imposible hacer un techo de cemento inclinado con construcción de cemento y bandeja. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Esta especificación incluye los siguientes dibujos en donde elementos de números iguales, pueden o no ser los mismos. La FIGURA 1 muestra una vista lateral de una armadura de techo típica para emplear con un panel cementoso estructural (SCP = structural cementitious panel) en una primera modalidad del sistema de techado no combustible de la presente invención. La FIGURA 2 muestra una vista lateral de una segunda forma de armadura de techo típica para emplear con un panel cementoso estructural (SCP) en una segunda modalidad del sistema de techado no combustible de la presente invención. La FIGURA 3A es una vista lateral esquemática de un panel SCP de una sola capa, para emplear con el bastidor de metal en los sistemas de techado no combustibles de la presente invención.

Las FIGURAS 3B - 3D ilustran un diseño típico y dimensiones de machihembrado o ranura y lengüeta, que se emplea en un panel SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 in) (con dimensiones en mm/in).

La FIGURA 4 es una elevación lateral del panel SCP de la FIGURA 3A soportado en el bastidor de metal de la FIGURA 1 en el sistema de techado no combustible de la presente invención. La FIGURA 5 muestra una vista ¡sométrica de paneles SCP de la Figura 3A sostenidos en el bastidor de metal de la FIGURA 2 en el sistema de techado no combustible de la presente invención. La FIGURA 6A es una vista en perspectiva de una tercer forma del sistema de techado no combustible de la presente invención que comprende un montaje de techo, en donde un panel cementoso estructural (SCP) se conecta mecánicamente a una hoja corrugada. La FIGURA 6B es una vista en sección transversal de una cuarta forma del sistema de techado no combustible de la presente invención que comprende un montaje de techo en donde el material aislante se sujeta sobre el panel cementoso estructural (SCP). La FIGURA 6C es una vista en sección transversal de una quinta forma del sistema de techado no combustible de la presente invención, que comprende un montaje de techo en donde el panel cementoso estructural (SCP) se sujeta sobre el material de aislamiento en el sistema de techado no combustible de la presente invención. La FIGURA 6D muestra una vista en perspectiva de paneles SCP de la FIGURA 6A conectado a las porciones planas de la hoja corrugada.

La FIGURA 6E es una vista lateral del panel SCP de la FIGURA 6D antes de uso y muestra que antes de utilizar, las tiras adhesivas se cubren con tiras protectoras desprendibles. La FIGURA 7 muestra una vista lateral esquemática de un panel SCP de múltiples capas para emplear con bastidor de metal en el sistema de techado no combustible de la presente invención. La FIGURA 8 muestra un bastidor de techo de metal ensamblado, por ejemplo, de acero. La FIGURA 9 muestra conexión con los miembros de bastidor de metal de vigueta en C al cabezal. La FIGURA 10 muestra una vista agrandada de una porción del bastidor de la FIGURA 8. La FIGURA 11 muestra una configuración de sistema para techo con panel SCP conectado al bastidor de metal de la FIGURA 8. Las FIGURAS 12, 13, 14 y 15 muestran vistas agrandadas de porciones respectivas del techo de la FIGURA 1 1. La FIGURA 16 muestra el bastidor de la FIGURA 8 que tiene el techo conectado de la FIGURA 9 montado en un aparato para prueba de diafragma de techo. La FIGURA 17 muestra una vista agrandada de una porción del aparato de la FIGURA 16. La FIGURA 18 muestra carga experimental contra datos de deflexión de un ejemplo que emplea el aparato de prueba de diafragma de techo de la FIGURA 16. La FIGURA 19 muestra una fotografía del panel SCP y piso de bastidor de metal montado en el aparato de prueba de la FIGURA 16 a la carga de diseño. La FIGURA 20 muestra una fotografía del panel SCP y piso de bastidor de metal montado en el aparato de prueba de la FIGURA 16 a la falla. La FIGURA 21 es una vista en elevación diagramática de un aparato adecuado para realizar un presente proceso para producir un panel SCP para utilizar en el sistema de la presente invención. La FIGURA 22 es una vista en perspectiva de una estación de alimentación de fango del tipo empleado en el proceso de la FIGURA 21. La FIGURA 23 es una vista en planta superior fragmentaria de un dispositivo de incrustación adecuado para utilizar con el presente proceso. La FIGURA 24 muestra una prueba de diafragma para piso en voladizo AISI TS-7, utilizando paneles SCP de 19.1 mm (3/4 ¡n) en una prueba en seco. La FIGURA 25 muestra una prueba de diafragma para piso en voladizo AISI TS-7, utilizando paneles SCP de 19.1 mm (3/4 in) en una prueba en húmedo. La FIGURA 26 muestra un bastidor para piso empleado en las pruebas AISI TS-7. La FIGURA 27 muestra uno de los pisos SCP empleados en las pruebas AISI TS-7. La FIGURA 28 muestra el aparato de prueba empleado en las pruebas AISI TS-7. La FIGURA 29 muestra datos de la prueba de diafragma de piso en voladizo AISI TS-7 utilizando un panel SCP de 19.1 mm (3/4 in) con un programa de sujeción de 101.6 a 304.8 mm (4 a 12 in). La FIGURA 30 muestra datos de la prueba de diafragma de piso en voladizo AISI TS-7 utilizando un panel SCP de 19.1 mm (3/4 ¡n) comparado con madera terciada de 19.1 mm (3/4 in) con un programa de sujeción de 152.4 a 304.8 mm (6 a 12 in). La FIGURA 31 muestra datos de la prueba de diafragma de piso en voladizo AISI TS-7 utilizando un panel SCP de 19.1 mm (3/4 in) con adhesivo. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas que tienen paneles SCP empleados en bastidores de metal. Los bastidores pueden ser de cualquier metal, por ejemplo acero o acero galvanizado, sistemas de bastidores adecuados para soportar techos. Las Figuras 1 y 2 muestran en elevación lateral dos formas de armaduras para techo de metal convencionales, que pueden emplearse con paneles SCP de acuerdo con primeras y segundas modalidades de la presente invención. Una viga de metal convencional actualmente en uso con armaduras de techo se construye a partir de material de tira de acero suave de 300 MPa con ancho de 230 mm y espesor de 0.9 mm. La viga convencional para armaduras de techo tales como se ilustra en las Figuras 1 y 2 tienen una cuerda superior 10 constituida por una viga sostenida de una cuerda inferior 11 , por miembros de trama 12. Cuando se arma sobre una construcción, la cuerda inferior 1 1 se extiende en bastidores de pared (no mostrados) y se fija en bastidores de pared de manera tal que una carga transportada sobre las cuerdas superiores 10, pretendida como porciones de fijación de listones de techo para el techo, se somete a fuerza de compresión axial así como un momento de doblado se acoplaron por los miembros de trama 12. La porción A de la Figura 1 es donde el extremo superior de las tramas 12 se apoya dentro de cuerdas superiores de la armadura. La porción B de la Figura 1 es donde el extremo inferior de las tramas 12 se apoya dentro de cuerdas inferiores 11 de la armadura. La porción C de la Figura 1 muestra asegurar la cuerda inferior 11 con la cuerda superior 10 y la placa superior (no mostrada) de una estructura de pared. La cuerda superior 10, cuerda inferior 1 1 y tramas 12, típicamente se forman mediante perfilado por rodillos a partir de metal laminar. Las cuerdas 10, 1 1 y las tramas 12 pueden sujetarse por pernos (no mostrados). La Figura 3 es una vista lateral esquemática de un panel SCP de una sola capa 20 para emplear con el bastidor de metal en sistemas de techado no combustibles de la presente invención. La Figura 4 es una vista en elevación lateral de paneles SCP de una sola capa 20 de la Figura 3, sostenidos en bastidores de metal, en particular cuerdas superiores 10, de la Figura 1 en el sistema de la presente invención. Para propósitos ilustrativos, los sujetadores 30 se ilustra esquemáticamente que conectan los paneles SCP 20 a las cuerdas superiores 10. En la práctica, el techo puede ser conectado en forma mecánica o adhesiva a las cuerdas superiores 10. La Figura 5 muestra una vista isométrica de paneles SCP 20 de la Figura 3 sostenidos en y conectados al bastidor de metal de la Figura 2 en el sistema de techado no combustible de la presente invención. El bastidor de metal tiene armaduras de techo que tienen la cuerda superior 10 constituida por una viga sostenida de la cuerda inferior 11 por miembros de trama 12. También tiene cumbreras 13 conectadas a los armazones de techo. La Figura 5 muestra los paneles SCP 20 paralelos a las cumbreras 13. En una modalidad no mostrada, los paneles SCP 20 de la Figura 5 pueden aplicarse de manera tal que gire 90 grados respecto a las cumbreras 13. La Figura 6A muestra una tercer modalidad de la presente invención, en donde el número 101 generalmente designa un montaje de techo compuesto que comprende una hoja corrugada 102 sostenida por debajo por una cumbrera P (ver Figura 6B) y sujeta por la parte superior por sujetadores mecánicos 104 al material de panel SCP 106. La hoja corrugada 102 típicamente tiene porciones planas 108 y 1 10 de longitud sustancialmente igual unidas por porciones de conector 1 12 que proporcionan rebordes y huecos, rectos, paralelos, regulares e igualmente curvados. Esta configuración tiene una distribución sustancialmente igual de área superficial de la hoja corrugada sobre y por debajo de un eje neutral 114 (como se ve en la Figura 6B). La Figura 6A muestra una sola hoja 106 elaborada de paneles SCP 116 de la presente invención. Opcionalmente, los paneles 1 16 tienen una lengüeta 1 18 y ranura 120 formadas en sus bordes opuestos, para proporcionar enclavamiento continuo de paneles de substrato de techo, para crear una barrera contra fuga de brea, para minimizar movimiento de juntas bajo cargas de movimiento y concentradas y para proporcionar una resistencia a fuerzas de levantamiento por el viento. La formación de un techo de construcción, generalmente involucra la aplicación de asfalto u otro material adhesivo conveniente al substrato para formar una cubierta impermeable al agua a la cual puede aplicarse una capa protectora de grava natural o agregado natural conveniente. En la modalidad particular de la invención ilustrada en la Figura 6A, los paneles SCP 116 tienen resistencia suficiente para crear un puente estructural sobre las aberturas de costilla ancha 122. Como se ilustra en la Figura 6A, tornillos espaciados 104, 104a y 104b, tienen cabezas de tornillo 142, 142a y 142b que se orientan para formar una serie de armaduras dispuestas horizontalmente de forma generalmente triangular (por ejemplo la armadura Th mostradas como la línea horizontal entre los tornillos 104a y 104b) y una serie de armaduras colocadas verticalmente Tv a través de la longitud y ancho de extensiones entre cumbreras P espaciadas para aumentar la resistencia a deflexión planar, horizontal y vertical del techo. El panel SCP 1 16 se describe con más detalle a continuación. La forma de dispositivo ilustrada en la Figura 6B es similar a la de la Figura 6A excepto porque un capa u hoja 130 de material aislante térmico se ubica sobre los paneles SCP 1 16 y se le aplica cubierta de techo conveniente. La hoja 130 de material aislante típicamente comprende material aislante no combustible, por ejemplo fibras minerales o fibras de vidrio y semejantes. Algunas de las cubiertas de techo más comunes incluyen pizarra, tejas de composición o de madera, papel para techado de composición, granulos de techado y mosaico o loza. El tipo de material de techo seleccionado depende en una gran medida del gasto que puede justificarse a fin de asegurar un desempeño requerido en la construcción particular. La cubierta de techo particular 132 ilustrada en el dibujo comprende una capa de asfalto 134 aplicada a la superficie del substrato 106 sobre el cual se coloca un miembro de techado conveniente 136. La segunda capa 138 de asfalto caliente u otro material adhesivo conveniente, se aplica sobre la membrana 136 y la capa 140 de grava u otro material de superficie conveniente se le aplica. En la forma de la invención ilustrada en la Figura 6C, el substrato 106 comprende un panel SCP 116 ubicado sobre una hoja de material de aislamiento 130. En la forma de la invención de la Figura 6B o Figura 6C, el substrato se sujeta a porciones de reborde superiores de la hoja corrugada 102 mediante tornillos roscados 104 que tienen cabezas agrandadas 142. Si se desea puede aplicarse adhesivo en sitio o aplicado previamente y cubierto con tiras desprendibles a un lado del panel SCP para conectar el panel SCP a las porciones planas 108 (Figura 6B) de hoja corrugada en sitio, en lugar de o además de tornillos o para conectar el panel SCP a otros miembros de bastidor de metal, por ejemplo viguetas. La Figura 6D muestra una vista superior de un panel SCP 143 que tiene tiras de adhesivo pre — aplicadas 145 para conectar el panel SCP a las porciones planas 108 (Figura 7B) de hoja corrugada en lugar de o además de tornillos. La Figura 11 muestra una vista en perspectiva de un techo de la presente invención que comprende paneles SCP 116, colocados en la hoja de metal corrugado 102 que tienen porciones planas superiores 108 y sujetos mecánicamente (tornillos, etc.) o con adhesivo aplicado en sitio o previamente aplicado fuera de sitio. La Figura 6E muestra una modalidad del panel SCP 1 16 que puede emplearse en el sistema de techo de la Figura 6D que tiene tiras adhesivas 147 aplicadas previamente al panel SCP 116 en sitios para acoplar al menos una cantidad de porciones planas superiores 108. Antes de uso, las tiras de adhesivo 145 se cubren con cinta desprendible 146. Los paneles SCP de pared 1 16 pueden tener una construcción machihembrada que puede elaborarse al conformar los bordes del panel durante vaciado o antes de uso mediante corte de la lengüeta y ranura con una fresadora. Por ejemplo, la lengüeta y ranura del panel 166 pueden ahusarse, como se muestra en las Figuras 3B, 3C y 3D (con dimensiones en mm/in), el ahusamiento proporciona fácil instalación de los paneles de la invención. Los paneles típicamente tienen espesor de 12.7 a 25.4 mm (0.5 a 1 in). Cualquier par de bordes opuestos de los paneles puede proporcionarse con una construcción de lengüeta y ranura o machihembrada de acoplamiento. La Figura 6E es una vista de extremo de un panel SCP 116 que se proporciona con tiras adhesivas cubiertas. La Figura 6E muestra que antes de uso, las tiras adhesivas 145 se cubren con tiras protectoras desprendibles 147. Las tiras adhesivas 145 también pueden servir para amortiguar la transferencia de ruido. Como se mencionó anteriormente, la Figura 3 es una vista lateral esquemática de un panel SCP de una sola capa 20, para emplear con bastidor de metal en el sistema de la presente invención. Los materiales de partida principales utilizados para producir estos paneles SCP son aglutinante inorgánico, por ejemplo sulfato de calcio, alfa hemihidrato, cemento hidráulico y materiales puzolánicos, relleno de peso ligero, por ejemplo uno o más de perlita, microesferas cerámicas, o microesferas de vidrio, así como superplastificante, por ejemplo, polinaftalen sulfonatos y/o poli acñlatos, agua y aditivos opcionales. Sulfato de Calcio Hemihidrato Sulfato de calcio hemíhidrato que puede emplearse en paneles de la invención, se elabora de mena de yeso, un mineral de origen natural (sulfato de calcio de hidrato CaSO .2H2O). A menos que se indique de otra forma, "yeso" se referirá a la forma dihidratada del sulfato de calcio. Después de extraerse, el yeso en bruto se procesa térmicamente para formar un sulfato de calcio fraguable, que puede ser anhidro, pero más típicamente es el hemihidrato, CaSO4.1/2H2O. Para usos finales familiares, el sulfato de calcio fraguable reacciona con agua para solidificar formando el dihidrato (yeso). El hemihidrato tiene dos morfologías reconocidas, denominadas alfa hemihidrato y beta hemihidrato. Estas se eligen para diversas aplicaciones con base en sus propiedades físicas y costo. Ambas formas reaccionan con agua para formar el dihidrato de sulfato de calcio. Al hidratar, alfa hemihidrato se caracteriza por dar lugar a cristales de lados rectangulares de yeso, mientras que beta hemihidrato se caracteriza por hidratar para producir cristales en forma de agujas de yeso, típicamente con gran proporción de dimensiones. En la presente invención, cualquiera o ambas de las formas alfa o beta pueden emplearse dependiendo del desempeño mecánico deseado. El beta hemihidrato forma microestructuras menos densas y se prefiere para productos de baja densidad. El alfa hemihidrato forma microestructuras más densas que tienen superior resistencia y densidad que aquellas formadas por el beta hemihidrato. De esta manera, el alfa hemihidrato puede ser sustituido por beta hemihidrato para incrementar la resistencia y densidad o pueden combinarse para ajustar las propiedades. Una modalidad típica para el aglutinante inorgánico empleado para producir paneles de la presente invención comprende cemento hidráulico tal como cemento Portland, cemento de alto contenido de alúmina, cemento Portland en mezcla con puzolana o sus mezclas. Otra modalidad típica para el aglutinante inorgánico empleado para producir paneles de la presente invención, comprende una mezcla que contiene sulfato de calcio alfa hemihidrato, cemento hidráulico, puzolana y cal. Cemento Hidráulico ASTM define "cemento hidráulico" como sigue: Un cemento que fragua y endurece por interacción química con agua y es capaz de hacerlo bajo el agua. Hay varios tipos de cementos hidráulicos que se utilizan en las industrias de construcción y edificación. Ejemplos de cementos hidráulicos incluyan cemento Portland, cementos de escorias tales como cementos de escorias de alto horno y cementos super sulfatados, cemento de sulfo aluminato de calcio, cemento de alto contenido de alúmina, cementos expansivos, cemento blanco y cementos de rápido fraguado y endurecido. Mientras que el sulfato de calcio hemihidrato fragua y endurece por interacción química con agua, no se incluye dentro de la amplia definición de cementos hidráulicos en el contexto de esta invención. Todos los cementos hidráulicos anteriormente mencionados pueden emplearse para producir los paneles de la invención. La familia más popular y ampliamente utilizada de cementos hidráulicos cercanamente relacionados se conoce como cemento Portland. ASTM define "cemento Portland" como un cemento hidráulico producido al pulverizar clínker, que esencialmente consiste de silicatos de calcio hidráulicos, que usualmente contienen una o más de las formas de sulfato de calcio como una adición inter-molida. Para fabricar cemento Portland, una mezcla íntima de piedra caliza o roca calcárea, rocas arcillosas y arcilla, se quema en un horno para producir el clínker, que después se procesa adicionalmente. Como resultado, las siguientes cuatro fases principales del cemento Portland se producen: Silicato tricálcico (3CaO*SiO2, también referido como C3S), silicato dicálcico (2CaO°S¡O2, denominado C2S), alúminato tricálcico (3CaO»AI2O3 o C3A) y aluminoferrita tetracálcica (4CaO*AI2O3'Fe2O3 o C4AF). Otros compuestos presentes en cantidades menores en cemento Portland incluyen sulfato de calcio y otras sales dobles de sulfatos alcalinos, óxido de calcio y óxido de magnesio. De las diversas clases reconocidas de cemento Portland, cemento Portland Tipo lll (clasificación ASTM) se prefiere para producir los paneles de la invención, que debido a su fineza se ha encontrado que proporciona mayor resistencia. Las otras clases reconocidas de cementos hidráulicos incluyendo cementos de escorias tales como cementos de escorias de alto horno y cementos super sulfatados, cementos de sulfoaluminato de calcio, cementos de alto contenido de alúmina, cementos expansivos, cemento blanco, cementos de rápido fraguado y endurecido tales como cemento de fraguado regulado y cemento de VHE, y los otros tipos de cemento Portland, también pueden emplearse exitosamente para producir los paneles de la presente invención. Los cementos de escoria y el cemento de sulfoaluminato de calcio tienen baja alcalinidad y también son adecuados para producir los paneles de la presente invención. Fibras Fibras de vidrio se emplean comúnmente como material aislante, pero también se han utilizado como materiales de refuerzo con diversas matrices. Las propias fibras proporcionan resistencia a la tracción para materiales que pueden de otra forma ser sometidos a falla frágil. Las fibras pueden romperse al cargar, pero el modo usual de falla de compuestos que contienen fibras de vidrio ocurre de degradación y falla de la unión o enlace entre las fibras y el material de fase continua. De esta manera, estas uniones son importantes si las fibras de refuerzo van a retener la capacidad por incrementar ductilidad y reforzar el compuesto con el tiempo. Se ha encontrado que cementos reforzados con fibra de vidrio pierden resistencia al pasar el tiempo, lo que se ha atribuido al ataque en el vidrio por la cal que se produce cuando se cura el cemento. Una forma posible para superar este ataque es cubrir las fibras del vidrio con una capa protectora tal como una capa de polímero. En general, estas capas protectoras pueden resistir ataque por cal, pero se ha encontrado que la resistencia se reduce en paneles de la invención y de esta manera no se prefieren capas protectoras. Una forma más costosa de limitar el ataque de cal es utilizar fibras de vidrio resistentes a álcali especiales (fibras del vidrio AR) tales como Nippon Electric Glass (NEG) 350Y. Estas fibras se ha encontrado que proporcionan superior resistencia de unión con la matriz y de esta manera se prefieren para paneles de la invención. Las fibras de vidrio son monofilamentos que tiene un diámetro de aproximadamente 5 a 25 mieras (micrómetros) y típico de aproximadamente 10 a 15 mieras (micrómetros). Los filamentos en general se combinan en hebras de 100 filamentos que pueden formarse agruparse en mechas que contienen aproximadamente 50 hebras. Las hebras o mechas en general se trozarán en filamentos y haces de filamentos convenientes, por ejemplo de aproximadamente 6.3 a 76 mm (0.25 a 3 in) de largo, típicamente de 25 a 50 mm (1 a 2 in). También es posible incluir otras fibras no combustibles en los paneles de la invención, por ejemplo fibras de acero también son aditivos potenciales. Materiales Puzolánicos Como se ha mencionado, la mayoría de los cementos Portland y otros hidráulicos producen cal durante hidratación (curado). Es conveniente el reaccionar la cal para reducir ataque en fibras de vidrio. También se conoce que cuando está presente sulfato de calcio hemihidrato, reacciona con aluminato tricalcico en el cemento para formar etringita, que puede resultar en fisuración indeseable del producto curado. Esto a menudo se refiere en la técnica como "ataque de sulfato". Dichas reacciones pueden evitarse al agregar materiales "puzolánicos" que se definen en ASTM C618-97 como "... materiales silicios o silicios y aluminosos que en sí poseen poco o ningún valor cementoso pero en forma finamente dividida y en la presencia de humedad, reacciona químicamente con hidróxido de calcio a temperaturas ordinarias para formar compuestos que poseen propiedades cementosas. Un material puzolánico empleado a menudo es sílice pirógena, una sílice amorfa finamente dividida que es el producto de metal silicio y fabricación de aleación ferro-silicio. De manera característica, tiene alto contenido de sílice y bajo contenido de alúmina. Diversos materiales naturales y sintéticos se han referido que tienen propiedades puzolánicas, incluyendo pómez, perlita, tierra de diatomáceas, toba, tierra de trass, metacaolín, microsílice, escoria de alto horno granulada y molida y cenizas volantes o cenizas volátiles. Mientras que la sílice pirógena es una puzolana particularmente conveniente para utilizar en los paneles de la invención, pueden emplearse otros materiales puzolánicos. En contraste con la sílice pirógena, metacaolín, la escoria de alto homo granulada y molida y la sílice pirógena pulverizada tienen mucho menor contenido de sílice y grandes cantidades de alúmina, pero pueden ser materiales puzolánicos efectivos. Cuando se utiliza sílice pirógena, constituirá aproximadamente 5 a 20% en peso, de preferencia 10 a 15% en peso de los polvos reactivos (es decir cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, sílice pirógena y cal). Si otras puzolanas se sustituyen, las cantidades utilizadas se seleccionarán para proporcionar desempeño químico similar a sílice pirógena. Rellenos/Microesferas de Peso Ligero Los paneles cementicios de peso ligero empleados en sistemas de la presente invención típicamente tienen una densidad de 1041.3 a 1441.8 kg/m3 (65 a 90 lb/ft3), de preferencia 1041.3 a 1361.7 kg/m3 (65 a 85 lb/ft3), más preferiblemente 1 153.4 a 1281.6 kg/m3 (72 a 80 lb/ft3). En contraste, paneles cementicios típicos tendrán densidades en el rango 1521.9 a 1762.9 kg/m3 (95 a 110 lb/ft3), mientras que los paneles basados en cemento Portland con fibras de madera serán aproximadamente iguales que los de SCP (aproximadamente 1041.3 a 1361.7 kg/m3 (65 a 85 lb/ft3). Para ayudar en lograr estas bajas densidades, se proporcionan los paneles con partículas de relleno de peso ligero. Estas partículas típicamente tienen un diámetro promedio (tamaño de partículas promedio) de 100 a 500 mieras (micrómetros). Más típicamente tienen un diámetro promedio (tamaño de partículas promedio) de 50 a 250 mieras (micrómetros) y/o caen dentro de un rango de diámetro promedio (tamaño de partículas promedio) de 10 a 500 mieras. También, típicamente tienen una densidad de partículas (gravedad específica) en el rango de 0.02 a 1.00. Microesferas u otras partículas de relleno de peso ligero sirven a un propósito importante en los paneles de la invención, que de otra forma serían más pesadas que lo conveniente para paneles de construcción. Utilizadas como rellenos de peso ligero, las microesferas ayudan a reducir la densidad promedio del producto. Cuando las microesferas están huecas, en ocasiones se refieren como microglobos. Cuando las microesferas están huecas, en ocasiones se refieren como microglobos. Las microesferas por si mismas ni son combustibles o, de ser combustibles, agregadas en cantidades suficientemente pequeñas para no hacer combustibles a los paneles SCP. Rellenos de peso ligero típicos para incluir en mezclas empleadas para producir paneles de la presente invención, se eligen del grupo que consiste de microesferas cerámicas, microesferas de polímero, perlita, microesferas de vidrio y/o cenoesferas de cenizas volantes. Microesferas cerámicas pueden fabricarse a partir de una variedad de materiales y utilizando diferentes procesos de fabricación. Aunque puede utilizarse una variedad de microesferas cerámicas como un componente de relleno en los paneles de la invención, las microesferas cerámicas preferidas de la invención se producen como un sub-producto de combustión de carbón y son un componente de las cenizas volantes que se encuentran en servicios auxiliares operados con carbón, por ejemplo Extendospheres-SG elaboradas por Kish Company Inc., Mentor, Ohio o microesferas cerámicas marca FILLITE® elaboradas por Trelleborg Fillite Inc., Norcross, Georgia USA. La química de las microesferas cerámicas preferidas de la invención es predominantemente sílice (SiO2) en el rango de aproximadamente 50 a 75% en peso y alúmina (AI2O3) en el rango de aproximadamente 15 a 40% en peso con hasta 35% en peso de otros materiales. Las microesferas cerámicas preferidas de la invención son partículas esféricas huecas con diámetros en el rango de 10 a 500 mieras (micrómetros), un espesor de cubierta típico de aproximadamente 10% del diámetro de la esfera y una densidad de partículas de preferencia de aproximadamente 0.50 a 0.80 g/mL. La resistencia al aplastamiento de las microesferas cerámicas preferidas de la invención es mayor que 10.3 MPa (1500 psi) y de preferencia mayor que 17. 2 MPa (2500 psi). De preferencia para microesferas en los paneles de la invención primordialmente se basa en el hecho de que son aproximadamente tres a diez veces más fuertes que la mayoría de las microesferas de vidrio sintéticas. Además, las microesferas cerámicas preferidas de la invención son térmicamente estables y proporcionan estabilidad dimensional mejorada al panel de la invención. Microesferas cerámicas encuentran utilidad en un arreglo de otras aplicaciones tales como adhesivos, selladores, materiales de calafateo, enmasillado o sellado, compuestos de techado, pisos de PVC, pinturas, revestimientos industriales y compuestos de plástico resistentes a alta temperatura. Aunque se prefieren, habrá de entenderse que no es esencial que las microesferas sean huecas y esféricas, ya que es la densidad de partículas y la resistencia de compresión que proporcionan al panel de la invención con su bajo peso y propiedades físicas importantes. En forma alterna, partículas irregulares porosas pueden substituirse siempre que los paneles resultantes satisfagan el desempeño deseado. Las microesferas de polímero, de estar presentes, típicamente son esferas huecas con una cubierta hecha de materiales poliméricos tales como poliacrilonitrilo, polimetacrilonitrilo, cloruro de polivinilo o cloruro de polivinilideno, o sus mezclas. La cubierta puede circunscribir un gas utilizado para expansión de la cubierta polimérica durante fabricación. La superficie exterior de las micro esferas de polímero puede tener algún tipo de revestimiento inerte tal como carbonato de calcio, óxidos de titanio, mica, sílice, y talco. Las micro esferas de polímero tienen una densidad de partículas de preferencia de aproximadamente 0.02 a 0.15 g/ml_ y tienen diámetros en el rango de 10 a 350 mieras (micrómetros). La presencia de micro esferas de polímero puede facilitar el alcance en forma simultánea baja densidad de panel y mejorada capacidad de corte y clavado. Otros rellenos de peso ligero, por ejemplo micro esferas de vidrio, perlita o ceno esferas o micro esferas de aluminio-silicato huecas derivadas de cenizas volantes, también son adecuadas para incluir en las mezclas, en combinación con o en lugar de micro esferas cerámicas empleadas para producir los paneles de la presente invención. Las microesferas de vidrio típicamente se elaboran de materiales de vidrio resistentes a álcalis y pueden ser huecas. Micro esferas de vidrio típicas están disponibles de GYPTEK INC., Suite 135, 16 Midlake Blvd SE, Calgary, AB, T2X 2X7, CANADÁ. En una primera modalidad de la invención, solo se utilizan micro esferas cerámicas a través de todo el espesor del panel. El panel típicamente contiene aproximadamente 35 a 42% en peso de micro esferas cerámicas distribuidas uniformemente a través del espesor del panel. En una segunda modalidad de la invención, una mezcla de micro esferas de vidrio y cerámicas de peso ligero se utiliza a través de todo el espesor del panel. La fracción en volumen de las micro esferas de polímero en el panel de la segunda modalidad de la invención de preferencia estarán en el rango de 7 a 15% del volumen total de los ingredientes secos, en donde los ingredientes secos de la composición son los polvos reactivos (ejemplos de polvos reactivos: cemento hidráulico solo; una mezcla de cemento hidráulico y puzolana; o una mezcla de cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana, y cal), micro esferas cerámicas, micro esferas de polímero, y fibras de vidrio resistentes a álcali. Una mezcla acuosa típica tiene una proporción de agua-a-polvos reactivos mayor que 0.3/1 a 0.7/1. Si se desea, el panel puede tener una sola capa como se muestra en la FIGURA 3. Sin embargo, el panel típicamente se elabora por un proceso que aplica múltiples capas que, dependiendo de como se aplican y curan las capas así como de sí las capas tienen composiciones iguales o diferentes, pueden o no en el panel final de producto, retener capas distintas. La Figura 6 muestra una estructura de múltiples capas de un panel 21 que tiene las capas 23, 25, 27 y 29. En la estructura de múltiples capas, la composición de las capas puede ser igual o diferente. El espesor típico de la o las capas está en el rango entre aproximadamente 0.75 a 25.4 mm (1/32 a 1 ¡n). Cuando sólo se utiliza una capa exterior, típicamente será menos de 3/8 del espesor total del panel. Formulación de paneles SCP Los componentes empleados para producir los paneles resistentes a corte de la invención son cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, una puzolana activa tal como sílice pirógena, cal, micro esferas cerámicas, fibras de vidrio resistentes a álcali, super plastificante (por ejemplo, sal sodio de polinaftalen sulfonato), y agua. Típicamente, están presentes tanto cemento hidráulico como sulfato de calcio alfa hemihidrato. Durabilidad a largo plazo del compuesto se compromete si no está presente el sulfato de calcio alfa hemihidrato junto con sílice pirógena. La durabilidad al agua/humedad está comprometida cuando no está presente cemento Portland. Pequeñas cantidades de aceleradores y/o retardantes pueden agregarse a la composición para controlar las características de fraguado del material en crudo (es decir, sin curar). Aditivos no limitantes típicos incluyen aceleradores para cemento hidráulico tales como cloruro de calcio, aceleradores para sulfato de calcio alfa hemihidrato tales como yeso, retardantes tales como ácido dietilen triamin pentacético (DTPA = diethylene triamine pentacetic acid), ácido tartárico o una sal alcalina de ácido tartárico (por ejemplo, tartrato de potasio), agentes para reducción de encogimiento tales como glicoles, y aire atrapado. Los paneles de la invención incluirán una fase continua en donde fibras de vidrio resistentes a álcali y relleno de peso ligero, por ejemplo micro esferas, se distribuyen uniformemente. La fase continua resulta del curado de una mezcla acuosa de los polvos reactivos, es decir mezcla de cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana y cal), de preferencia que incluyen super plastificante y/u otros aditivos. Proporciones en peso típicas de modalidades de los polvos reactivos (aglutinante inorgánico), por ejemplo cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana y cal en la invención, con base en peso seco de los polvos reactivos, se muestran en la Tabla 1. La Tabla 1A cita rangos típicos de polvos reactivos, relleno de peso ligero y fibras de vidrio en composiciones de la presente invención.

No se requiere cal en todas las formulaciones de la invención, pero se ha encontrado que agregar cal proporciona paneles superiores y usualmente se agregará en cantidades mayores a aproximadamente 0.2 % en peso. De esta manera, en la mayoría de los casos, la cantidad de cal en los polvos reactivos será de aproximadamente 0.2 a 3.5 % en peso. En la primera modalidad de la invención, los ingredientes secos de la composición serán los polvos reactivos (es decir, mezcla de cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana y cal), micro esferas cerámicas y fibras de vidrio resistentes a álcali, y los ingredientes húmedos de la composición serán agua y super plastificantes. Los ingredientes secos y los ingredientes húmedos se combinan para producir el panel de la invención. Las micro esferas cerámicas se distribuyen uniformemente en la matriz a través de todo el espesor del panel. Del peso total de ingredientes secos, el panel de la invención se forma de aproximadamente 49 a 56% en peso de polvos reactivos, 35 a 42% en peso de micro esferas cerámicas y 7 a 12% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali. En un amplio rango, el panel de la invención se forma de 35 a 58% en peso de polvos reactivos, 34 a 49% en peso de relleno de peso ligero, por ejemplo micro esferas cerámicas, y 6 a 17% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali del total de ingredientes secos. Las cantidades de agua y super plastificantes agregadas a los ingredientes secos serán suficientes para proporcionar la fluidez de fango deseada requerida para satisfacer consideraciones de procesamiento para cualquier proceso de fabricación particular. Las velocidades de adición típicas para el agua están en el rango entre 35 a 60% del peso de polvos reactivos y aquellas para super plastificante están en el rango entre 1 a 8% del peso de polvos reactivos. Las fibras de vidrio son monofilamentos que tienen un diámetro de aproximadamente 5 a 25 mieras (micrómetros), de preferencia de aproximadamente 10 a 15 mieras (micrómetros). Los monofilamentos se combinan con hebras de 100 filamentos que pueden formarse en haces en mechas de aproximadamente 50 hebras. La longitud de las fibras de vidrio típicamente serán de aproximadamente 6.3 a 25 o 50 mm (0.25 a 1 o 2 in) o aproximadamente 25 a 50 mm (1 a 2 in) y ampliamente de 6.3 a 76 mm (.25 a 3 in). Las fibras tienen orientación aleatoria, proporcionando comportamiento mecánico ¡sotrópico en el plano del panel. La segunda modalidad de un material SCP adecuada para utilizar en la invención contiene una mezcla de microesferas cerámicas y de vidrio distribuida uniformemente a través de todo el espesor del panel. De acuerdo con esto, los ingredientes secos de la composición serán los polvos reactivos (cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana y cal), microesferas cerámicas, microesferas de vidrio y fibras de vidrio resistentes a álcali, y los ingredientes húmedos de la composición serán agua y superplastíficante. Los ingredientes secos y los ingredientes húmedos se combinarán para producir el panel de la invención. La fracción en volumen de las microesferas de vidrio en el panel, típicamente estará en el rango de 7 a 15% del volumen total de ingredientes secos. Del peso total de ingredientes secos, el panel de la invención se forma a partir de aproximadamente 54 a 65% en peso de polvos reactivos, 25 a 35% en peso de microesferas cerámicas, 0.5 a 0.8% en peso de microesferas de vidrio y 6 a 10% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali. En el amplio rango, el panel de la invención se forma a partir de 42 a 68% en peso de polvos reactivos, 23 a 43% en peso de rellenos de peso ligero, por ejemplo microesferas cerámicas, 0.2 a 1.0% en peso de microesferas de vidrio, y 5 a 15% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali, con base en el total de ingredientes secos. Las cantidades de agua y superplastificantes agregadas a los ingredientes secos, se ajustarán para proporcionar la fluidez de fango deseada requerida para satisfacer las consideraciones de procesamiento para cualquier proceso de fabricación particular. Las velocidades de adición típicas para el agua están en el rango entre 35 a 70% en peso de los polvos reactivos, pero pueden ser mayores que 60% a 70% (proporción en peso de agua a polvo reactivo de 0.6/1 a 0.7/1 ), de preferencia 65% a 75%, cuando se desea utilizar la proporción de agua-a-polvo reactivo para reducir densidad de panel y mejorar la capacidad de corte. La cantidad de superplastificante está en el rango entre 1 a 8% del peso de polvos reactivos. Las fibras de vidrio son monofilamentos que tienen un diámetro de aproximadamente 5 a 25 mieras (micrómetros), de preferencia aproximadamente 10 a 15 mieras (micrómetros). Típicamente se agrupan en hebras y mechas como se discutió anteriormente. La longitud de las fibras de vidrio típicamente es de 25 a 50 mm (1 a 2 in) aproximadamente y en sentido amplio de aproximadamente 6.3 a 76 mm (0.25 a 3 in). Las fibras tendrán una orientación aleatoria proporcionando comportamiento mecánico isotrópico en el plano del panel. En la tercer modalidad del material SCP adecuado para utilizar en la invención, contiene una estructura de múltiples capas en el panel creado en donde la o las capas exteriores tienen mejorada capacidad de clavado (habilidad de sujeción)/corte. Esto se logra al incrementar la proporción de agua-a-cemento en la o las capas exteriores y/o cambiar la cantidad de relleno y/o agregar una cantidad de microesferas de polímero suficientemente pequeña de manera tal que el panel permanece no combustible. El núcleo del panel típicamente contendrá microesferas cerámicas distribuidas uniformemente a través del espesor de la capa o en forma alterna, una mezcla de una o más de microesferas cerámicas, microesferas de vidrio y cenoesferas de cenizas volantes.

Los ingredientes secos de la capa núcleo de esta modalidad del panel SCP empleado en la presente invención serán los polvos reactivos (típicamente cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana, y cal), partículas de relleno de peso ligero (típicamente microesferas tales como microesferas cerámicas solas o una o más de microesferas cerámicas, microesferas de vidrio y cenoesferas de cenizas volantes), y fibras de vidrio resistentes a álcali, y los ingredientes húmedos de la capa núcleo son agua y superplastificante. Los ingredientes secos y los ingredientes húmedos se combinarán para producir la capa núcleo del panel de la invención. Del peso total de ingredientes secos, el núcleo del panel de la invención de preferencia se forma de aproximadamente 49 a 56% en peso de polvos reactivos, 35 a 42% en peso de microesferas cerámicas huecas y 7 a 12% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali, o en forma alterna, aproximadamente 54 a 65% en peso de polvos reactivos, 25 a 35% en peso de microesferas cerámicas, 0.5 a 0.8% en peso de microesferas de vidrio o cenoesferas de cenizas volantes, y 6 a 10% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali. En el rango amplio, la capa núcleo del panel de esta modalidad de la presente invención típicamente se forma por aproximadamente 35 a 58% en peso de polvos reactivos, 34 a 49% en peso de rellenos de peso ligero, por ejemplo microesferas cerámicas, y 6 a 17% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali, con base en el total de ingredientes secos, o en forma alterna, aproximadamente 42 a 68% en peso de polvos reactivos, 23 a 43% en peso de microesferas cerámicas, hasta 1.0% en peso, de preferencia 0.2 a 1.0% en peso de otro relleno de peso ligero, por ejemplo microesferas de vidrio o cenoesferas de cenizas volantes, y 5 a 15% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali. Las cantidades de agua y superplastificante agregadas a los ingredientes secos, se ajustarán para proporcionar la fluidez de fango deseada requerida para satisfacer las consideraciones de procesamiento para cualquier proceso de fabricación particular. Las velocidades de adición típicas para agua estarán en el rango entre 35 a 70% del peso de polvos reactivos pero serán mayores que 60% a 70% cuando se desea utilizar la proporción de agua-a-polvos reactivos para reducir la densidad del panel y mejorar la capacidad de clavado y las del superplastificante estarán en el rango entre 1 a 8% del peso de polvos reactivos. Cuando la proporción de agua-a-polvos reactivos se ajusta, la composición de fango se ajustará para proporcionar el panel de la invención con las propiedades deseadas. En general hay una ausencia de microesferas de polímero y ausencia de fibras de polímero, por ejemplo fibras de polivinil alcohol, que puede provocar que el panel SCP se vuelva combustible. Los ingredientes secos de la o las capas exteriores de esta modalidad del panel sep serán los polvos reactivos (típicamente cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana y cal), partículas de relleno de peso ligero (típicamente microesferas tales como microesferas cerámicas solas o una o más de microesferas cerámicas, microesferas de vidrio y cenoesferas de cenizas volantes), y fibras de vidrio resistentes a álcali, y los ingredientes húmedos de la o las capas exteriores serán agua y superplastificante. Los ingredientes secos y los ingredientes húmedos se combinan para producir las capas exteriores del panel de la invención. En la o las capas exteriores del panel de esta modalidad del panle SCP, la cantidad de agua se elige para proporcionar buena habilidad de sujeción y corte al panel. Del peso total de los ingredientes secos, la o las capas exteriores del panel de la invención de preferencia se forman a partir de aproximadamente 54 a 65% en peso de polvos reactivos, 25 a 35% en peso de microesferas cerámicas, 0 a 0.8% en peso de microesferas de vidrio y 6 a 10% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali. En el rango amplio, las capas exteriores del panel de la invención se forman a partir de aproximadamente 42 a 68% en peso de polvos reactivos, 23 a 43% en peso de microesferas cerámicas, hasta 1.0% en peso de microesferas de vidrio (y/o cenoesferas de cenizas volantes), y 5 a 15% en peso de fibras de vidrio resistentes a álcali, con base en el total de ingredientes secos. Las cantidades de agua y superplastificantes agregadas a los ingredientes secos se ajustan para proporcionar la fluidez de fango deseada requerida para satisfacer las consideraciones de procesamiento para cualquier proceso de fabricación particular. Las velocidades de adición típicas para el agua están en el rango entre 35 a 70% del peso de polvos reactivos y particularmente mayores que 60% hasta 70% cuando la proporción de agua-a-polvos reactivos se ajusta para reducir la densidad de panel y mejorar la capacidad de clavado y velocidades de adición típicas para superplastificantes estarán en el rango entre 1 a 8% del peso de los polvos reactivos. El espesor preferido de la o las capas exteriores está en el rango entre 0.8 a 3.2 mm (1/32 a 4/32 in) y el espesor de la capa exterior cuando solo uno se utiliza, será menor que 3/8 del espesor total del panel. Tanto en el núcleo como la o las capas exteriores de esta modalidad del panle SCP, las fibras de vidrio son monofilamentos que tienen un diámetro de aproximadamente 5 a 25 mieras (micrómetros), de preferencia 10 a 15 mieras (micrómetros). Los monofilamentos típicamente se forman en haces en hebras y mechas como se discutió anteriormente. La longitud típicamente es de 25 a 50 mm (1 a 2 in) aproximadamente y de aproximadamente en sentido amplio de 6.3 a 76 mm (0.25 a 3 ¡n). La orientación de las fibras será aleatoria, proporcionando comportamiento mecánico isotrópico en el plano del panel. La invención también incluye una cuarta modalidad de un panel de múltiples capas que tiene una densidad de 1041.3 a 1441.8 kg/m3 (65 a 90 libras por pie cúbico) y capaces de resistir cargas de corte cuando se sujetan a bastidores y que comprenden una capa núcleo de una fase continua que resulta del curado de una mezcla acuosa, una fase continua que resulta del curado de una mezcla acuosa que comprende, en una base seca, 35 a 70% en peso de polvo reactivo, 20 a 50% en peso de relleno de peso ligero, y 5 a 20% en peso de fibras de vidrio, la fase continua se refuerza con fibras de vidrio y contiene las partículas de relleno de peso ligero, las partículas de relleno de peso ligero tiene una gravedad específica de partículas de 0.02 a 1.00 y un tamaño de partículas promedio de aproximadamente 10 a 500 mieras (micrómetros); y al menos una capa exterior de otra fase continua respectivamente que resulta del curado de una mezcla acuosa que comprende, en una base seca, 35 a 70% en peso de polvo reactivo, 20 a 50 por ciento en peso de relleno de peso ligero y 5 a 20% en peso de fibras de vidrio, la fase continua se refuerza con fibras de vidrio y contiene las partículas de relleno de peso ligero, las partículas de relleno de peso ligero tienen una gravedad específica de partículas de 0.02 a 1.00 y un tamaño de partículas promedio de aproximadamente 10 a 500 mieras (micrómetros) en cada lado opuesto de la capa interior, en donde al menos una capa exterior tiene un superior porcentaje de fibras de vidrio que la capa interior. Producción de un Panel de la Invención Los polvos reactivos, por ejemplo mezcla de cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana y cal), y relleno de peso ligero, por ejemplo microesferas, se mezclan en el estado seco en una mezcladora conveniente. Después, agua, un superplastificante (por ejemplo, la sal sodio de polinaftalen sulfonato), y la puzolana (por ejemplo, sílice pirógena o metacaolín) se mezclan en otro mezclador 1 a 5 minutos. Si se desea, un retardante (por ejemplo, tartrato de potasio) se agrega en esta etapa, para controlar las características de fraguado del fango. Los ingredientes secos se agregan al mezclador que contiene los ingredientes húmedos y mezclan por 2 a 10 minutos para formar un fango homogéneo uniforme. El fango después se combina con fibras de vidrio, en cualquiera de varias formas, con el objetivo de obtener una mezcla de fango uniforme. Los paneles cementosos después se forman al vaciar el fango que contiene fibras en un molde apropiado de forma y tamaño deseados. De ser necesario, se proporciona vibración al molde para obtener buena compactación de material en el molde. Al panel se dan características de acabado de superficie requeridas utilizando una llana o barra de enrasado apropiada. Uno de una cantidad de métodos para producir paneles SCP de múltiples capas es como sigue. Los polvos reactivos, por ejemplo, mezcla de cemento hidráulico, sulfato de calcio alfa hemihidrato, puzolana y cal), y relleno de peso ligero, por ejemplo microesferas, se mezclan en el estado seco en una mezcladora conveniente. Después, agua, un superplastificante (por ejemplo, la sal sodio de polinaftalen sulfonato), y la puzolana (por ejemplo, sílice pirógena o metacaolín) se mezclan en otra mezcladora por 1 a 5 minutos. Si se desea, se agrega un retardante (por ejemplo tartrato de potasio) en esta etapa, para controlar las características de fraguado del fango. Los ingredientes secos se agregan a la mezcladora que contiene los ingredientes húmedos y se mezclan por 2 a 10 minutos para formar un fango homogéneo uniforme. El fango puede combinarse con las fibras de vidrio en varias formas, con el objetivo de obtener una mezcla uniforme. Las fibras de vidrio típicamente estarán en la forma de mechas que son trozadas en tramos cortos. En una modalidad preferida, el fango y las fibras de vidrio trozadas se rocían concurrentemente en un molde de panel. De preferencia, el rociado se realiza en una cantidad de pasos para producir capas delgadas, de preferencia hasta un espesor aproximado de 6.3 mm (0.25 in), que se acumulan a un panel uniforme sin patrón particular y con un espesor de 6.3 a 25.4 mm (1/4 a 1 in). Por ejemplo, en una aplicación, un panel de 0.91 x 1.52 m (3 x 5 ft) se elabora con seis pasos del rocío en las direcciones de longitud y ancho. Conforme se deposita cada capa, puede emplearse un rodillo para asegurar que el fango y las fibras de vidrio logran contacto íntimo. Las capas pueden nivelarse con una barra de estarcido u otro medio conveniente después de la etapa de aplicación con rodillo. Típicamente, se utilizará aire comprimido para atomizar el fango. Conforme sale de la boquilla de rocío, el fango se mezcla con fibras de vidrio que se han cortado de una mecha por un mecanismo trozador montado en la pistola de rocío. La mezcla uniforme del fango y fibras de vidrio se deposita en el molde de panel como se describió anteriormente. Si se desea, las capas de superficie exterior del panel pueden contener esferas de polímero, o estar constituidas de otra forma, de manera tal que los sujetadores empleados para conectar el panel a bastidores, pueden ser manejados fácilmente. El espesor preferible de estas capas será de aproximadamente 0.8 a 3.2 mm (1/32 a 4/32 ¡n). El mismo procedimiento descrito anteriormente por el cual el núcleo del panel se elabora, puede ser utilizado para aplicar las capas exteriores del panel. Otros métodos para depositar una mezcla de fango y fibras de vidrio se le ocurrirán a aquellos familiarizados con la técnica de elaboración de paneles.

Por ejemplo, en vez de utilizar un proceso por lotes para producir cada panel, puede prepararse una hoja continua en forma similar, que después de que el material se ha fraguado lo suficiente, puede cortarse en paneles del tamaño deseado. El porcentaje de fibras respecto al volumen de fango, típicamente constituye aproximadamente en el rango de 0.5% a 3%, por ejemplo 1.5%. Paneles típicos que tiene un espesor aproximado de 6.3 a 38.1 mm (1/4 a 1-1/2 in). Otro método para producir paneles de la presente invención es al utilizar las etapas de proceso descritas en la solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 10/666,294 incorporada aquí por referencia. La solicitud de patente de los E.U.A. No. de Serie 10/666,294, incorporada aquí por referencia, describe después de una deposición inicial de fibras trozadas sueltamente distribuidas, o una capa de fango sobre una trama en movimiento, fibras se depositan sobre la capa de fango. Un dispositivo de incrustación compacta las fibras depositadas recientemente en el fango, después de lo cual se agregan adicionales capas de fango, después fibras trozadas, seguido por más incrustación. El proceso se repite para cada capa del tablero, según se desee. Al terminar, el tablero tiene un componente de fibras más uniformemente distribuido, que resulta en paneles relativamente fuertes sin necesidad por esteras gruesas de fibras de refuerzo, como se ilustra en las técnicas de producción previas de la especialidad para paneles cementosos. Más específicamente, la Solicitud de Patente de los E.U.A. Número de Serie 10/666,294 describe un proceso de múltiples capas para producir paneles cementosos estructurales, incluyendo: (a.) proporcionar una trama en movimiento; (b.) uno de depositar una primera capa de fibras sueltas y (c.) depositar una capa del banco fango fraguable sobre la trama; (d.) depositar una segunda capa de fibras sueltas sobre el fango; (e.) incrustar la segunda capa de fibras en el fango; (f.) repetir la deposición de fango de la etapa (c.) a la etapa (d.) hasta que se obtiene el número deseado de capas de fango mejorado de fibras fraguables en el panel.

La FIG. 21 es una vista elevacional diagramática de un aparato que es adecuado para realizar el proceso de la Solicitud de Patente de los E.U.A. Número de Serie 10/666,294. Ahora con referencia a la FIG. 21 , una línea de producción de panel estructural se ilustra diagramáticamente y en general se designa 310. La línea de producción 310 incluye un bastidor de soporte o mesa de formación 312, que tiene una pluralidad de patas 313 u otros soportes. En el bastidor de soporte 312 se incluye un portador móvil 314, tal como una banda transportadora de tipo hule sin fin, con una superficie impermeable al agua, lisa, sin embargo se contemplan superficies porosas. Como es bien conocido en la especialidad, el bastidor de soporte 312 puede elaborarse de al menos un segmento tipo mesa, que puede incluir patas designadas 313. El bastidor de soporte 312 también incluye un rodillo impulsor principal 316 en un extremo distante 318 del bastidor, y un rodillo secundario 320 en un extremo próximo 322 del bastidor. También, cuando menos un dispositivo de tensionamiento y/o seguimiento de banda 324, de preferencia se proporciona para mantener una tensión deseada y colocación del portador 314 sobre los rodillos 316, 320. También, en la modalidad preferida, una trama 326 de papel Kraft, papel de desprendimiento y/u otras tramas de material de soporte diseñadas para soportar fango antes de fraguado, como es bien conocido en la técnica, pueden proporcionarse y colocación sobre el portador 314 para protegerlo y/o mantenerlo limpio. Sin embargo, también se contempla que los paneles producidos por la presente línea 310 se forman directamente en el portador 314. En la última situación, se proporciona cuando menos una unidad del lavado de banda 328. El portador 314 se mueve sobre el bastidor de soporte 312 por una combinación de motores, poleas, bandas o cadenas que desplaza del rodillo impulsor principal 316 como se conoce la técnica. Se contempla que la velocidad del portador 314 puede variar para ajustarse a la aplicación. En el aparato de la FIG. 21 , la producción de panel cementoso estructural se inicia por uno de depositar una capa de fibras trozadas sueltas 330 o una capa de fango sobre la trama 326. Una ventaja de depositar las fibras 330 antes de la primera deposición de fango es que las fibras se incrustarán cerca de la superficie exterior del panel resultante. Una variedad de dispositivos de deposición y trozado de fibras se contempla por la presente línea 310, sin embargo el sistema preferido emplea cuando menos un estante 331 , que sostiene varios carretes 332 de cuerdas de fibras de vidrio, de cada uno de los cuales una cuerda 334 de fibras se alimenta a un aparato o estación de trozado, también referido como trozador 336. El trozador 336 incluye un rodillo con aspas giratorias 338 del cual se proyectan aspas que se extienden radialmente 340, que se extienden transversalmente a través del ancho del portador 314 y que se colocan en una relación cercana de contacto giratoria con un rodillo de yunque 342. En la modalidad preferida, el rodillo con aspas 338 y el rodillo de yunque 342 se colocan en una relación relativamente cercana de manera tal que la rotación del rodillo con aspas 338 también gira el rodillo de yunque 342, sin embargo lo inverso también se contempla. También, el rodillo de yunque 342 de preferencia se cubre con un material de soporte resiliente, contra el cual las aspas 340 trozan las cuerdas 334 en segmentos. El espaciamiento de las aspas 340 en el rodillo 338 determina la longitud de las fibras trozadas. Como se ve en la FIG. 21 , el trozador 336 se coloca sobre el portador 314 cerca del extremo próximo 322 para llevar al máximo el uso productivo de la longitud de línea de producción 310. Conforme se trozan las cuerdas de fibras 334, las fibras 330 caen sueltas sobre la trama portadora 326. A continuación, una estación de alimentación de fango o un alimentador de fango 344 recibe un suministro de fango 346 de una ubicación de mezclado remota 347 tal como una tolva, cajón o semejantes. También se contempla que el proceso puede empezar con la deposición inicial de fango sobre el portador 314. El fango de preferencia comprende una variedad de cantidades de cemento Portland, yeso, agregado, agua, aceleradores, plastificantes, agentes de espumado, rellenos y/u otros ingredientes, y descritas anteriormente y en las patentes citadas con anterioridad que se han incorporado por referencia para producir paneles SCP. Las cantidades relativas de estos ingredientes incluyendo la eliminación de algo de los anteriores o la adición de otros, pueden variar para ajustarse al uso. Mientras que diversas configuraciones de alimentadores de fango 344 se contemplan que depositan uniformemente una capa delgada de fango 346 sobre el portador en movimiento 314, el alimentador de fango preferido 344 incluye un rodillo de dosificación principal 348 colocado transversalmente a la dirección de recorrido del portador 314. Un rodillo de respaldo o acompañamiento 350 se coloca en una relación rotacional paralela cercana al rodillo de dosificación 348 para formar un punto de sujeción 352 entre ellos. Un par de paredes laterales 354, de preferencia material no adherente tal como material marca Teflon® o semejantes, evita que el fango 346 vaciado sobre el punto de sujeción 352 escape a los lados del alimentador 344. El alimentador 344 deposita una capa relativamente delgada, uniforme, del fango 346 sobre el portador en movimiento 314 o la trama portadora 326. Espesores de capa convenientes están en el rango desde aproximadamente 0.013 a 0.050 mm (0.05 a 0.20 in). Sin embargo, con cuatro capas preferidas en el panel estructural preferido que se produce por el presente proceso, y un panel de construcción conveniente que es de aproximadamente 1.3 mm (0.05 in), un espesor de capa de fango especialmente preferido es de aproximadamente 0.32 mm (0.125 in). Ahora con referencia a las FIGS 21 y 22, para lograr un espesor de capa de fango como se describió anteriormente, se proporcionan varias características al alimentador de fango 344. Primero, para asegurar una disposición uniforme del fango 346 a través de toda la trama 326, el fango se suministra al alimentador 344 a través de una manguera 356 ubicada en un surtidor energizado con fluido, dirigido por cable, lateralmente reciprocante 358, del tipo bien conocido en la especialidad. El fango que fluye desde la manguera 356 de esta manera se vacía al alimentador 344 en un movimiento lateralmente reciprocante para llenar un depósito 359 definido por los rodillos 348, 350 y las paredes laterales 354. La rotación del rodillo de dosificación 348 de esta manera extrae una capa del fango 346 del depósito. A continuación, un rodillo para control de espesor o supervisión de espesor 360, se coloca ligeramente sobre y/o ligeramente corriente abajo de una línea central vertical del rodillo de dosificación principal 348, para regular el espesor del fango 346 extraído del depósito alimentador 357 sobre una superficie exterior 332 del rodillo de dosificación principal 348. También, el rodillo para control de espesor 360 permite el manejo de fangos con viscosidades diferentes y constantemente cambiantes. El rodillo de dosificación principal 348 se desplaza en la misma dirección de recorrido "T" que la dirección de movimiento del portador 314 y la trama portadora 326 y el rodillo de dosificación principal 348. El rodillo de respaldo 350 y el rodillo de supervisión de espesor 360, todos se desplazan giratoriamente en la misma dirección, que reduce al mínimo las oportunidades para fraguado prematuro de fango en las superficies exteriores en movimiento respectivas. Conforme el fango 346 en la superficie exterior 362 se mueve hacia la trama portadora 326, un alambre de desprendimiento transversal 364 ubicado por entre el rodillo de dosificación principal 348 y la trama portadora 326, asegura que el fango 346 se deposite completamente sobre la trama portadora y no procede hacia atrás al punto de sujeción 352 y el depósito alimentador 359. El alambre de desprendimiento 364 también ayuda a mantener el rodillo de dosificación principal 348 libre de fango de fraguado prematuro y mantiene una cortina relativamente uniforme de fango. Una segunda estación o aparato trozador 366, de preferencia idéntica al trozador 336, se coloca corriente abajo del alimentador 344 para depositar una segunda capa de fibras 368 sobre el fango 346. En la modalidad preferida, el aparato trozador 366 alimenta cuerdas 334 del mismo estante 331 que alimentan el procesador 336. Sin embargo, se contempla que estantes separados 331 puedan suministrarse a cada trozador individual, dependiendo de la aplicación. Ahora con referencia a las FIGS. 21 y 23, a continuación, un dispositivo de incrustación, generalmente designado 370 se coloca en relación operacional al fango 346 y el portador de movimiento 314 de la línea de producción 310 para incrustar las fibras 368 en el fango 346. Mientras que una variedad de dispositivos de incrustación se contemplan, incluyendo pero no limitados a vibradores, rodillos de pata de cabra y semejantes. En la modalidad preferida, el dispositivo de incrustación 370 incluye cuando menos un par de flechas generalmente paralelas 372 montadas transversalmente a la dirección de recorrido "T" de la trama portadora 326 en el bastidor 312. Cada flecha 372 se proporciona con una pluralidad de discos de diámetro relativamente grande 374 que están separados axialmente entre sí en la flecha por discos de diámetro pequeño 376. Durante producción de panel SCP, las flechas 372 y los discos 374, 376 giran juntos respecto al eje longitudinal de la flecha. Como es bien conocido en la técnica, cualquiera una o ambas de las flechas 372 puede ser energizada y si sólo una se energiza, la otra puede ser desplazada por bandas, cadenas, impulsores de engranaje u otras tecnologías de transmisión de energía conocidas para mantener una dirección y velocidad correspondientes al rodillo de impulso. Los discos respectivos 374, 376 de las flechas de preferencia paralelas adyacentes 372 están acoplados entre sí para crear una acción de "amasado" o "masaje" en el fango, que incrusta las fibras 368 previamente ahí depositadas. Además, la relación cercana engranada y giratoria de los discos 372, 374 evita la acumulación de fango 346 en los discos, y en efecto crea una acción de "autolimpieza" que reduce significativamente el tiempo no operativo de línea de producción debido a fraguado prematuro de grumos del fango. La relación acoplada de los discos 374, 376 en las flechas 372 incluye una colocación cercanamente adyacente de periferias opuestas de los discos espaciadores de diámetro pequeño 376 y los discos principales de diámetro relativamente grandes 374, lo que también facilita la acción autolimpiante. Conforme los discos 374, 376 giran entre sí en proximidad cercana (pero de preferencia en la misma dirección) es difícil que partículas de fango queden atrapadas en el aparato y se fragüen prematuramente. Al proporcionar dos juegos de discos 374 que están desplazados lateralmente entre sí, el fango 346 se somete a múltiples actos de ruptura, creando una acción de "amasado" que incrusta adicionalmente las fibras 368 en el fango 346. Una vez que las fibras 368 se han incrustado, o en otras palabras, conforme la trama portadora en movimiento 326 pasa el dispositivo de incrustación 370, se completa una primera capa 377 del panel SCP. En la modalidad preferida, la altura o espesor de la primera capa 377 está en el rango aproximado de 0.13 a 0.50 mm (0.05 a 0.20 in). Este rango se ha encontrado que proporciona las deseadas resistencia y rigidez cuando se combina con capas semejantes en un panel SCP. Sin embargo, otros espesores se contemplan de pendiendo de la aplicación. Para construir un panel cementoso estructural de espesor deseado, se requieren capas adicionales. Para este objetivo, un segundo alimentador de fango 378, que es sustancialmente idéntico al alimentador 344, se proporciona en relación operacional con el portador en movimiento 314, y se coloca para deposición de una capa adicional 380 del fango 346 sobre la capa existente 377. A continuación, un trozador adicional 382, sustancialmente idéntico a los trazadores 336 y 366, se proporciona en relación operacional al bastidor 312 para depositar una tercera capa de fibras 384 que se proporcionan de un estante (no mostrado) construido y colocado respecto al bastidor 312 en forma similar al estante 331. Las fibras 384 se depositan sobre la capa de fango 380 y se incrustan utilizando un segundo dispositivo de incrustación 386. Similar en construcción y arreglo al dispositivo de incrustación 370, el segundo dispositivo de incrustación 386 se monta ligeramente superior respecto a la trama portadora en movimiento 314, de manera tal que la primer capa 377 no se perturbe. De esta manera, la segunda capa 380 de fango y fibras incrustadas se crea. Ahora con referencia a la FIG. 21 , con cada capa sucesiva de fango fraguable y fibras, una estación alimentadora de fango adicional 344, 378 seguida por un trozador de fibras 336, 366, 382, 404 y un dispositivo de incrustación 370, 386, 406 se proporcionan en la línea de producción 310. En la modalidad preferida, cuatro capas en total (ver por ejemplo el panel 21 de la FIG. 29) se proporcionan para formar el panel SCP. Ante la disposición de las cuatro capas de fango fraguable incrustado con fibras como se describió anteriormente, un dispositivo de formado 394 de preferencia se proporciona en el bastidor 312 para conformar una superficie superior 396 del panel. Estos dispositivos de formación 394 se conocen en la técnica de producción de tableros/fango fraguable y típicamente son placas vibratorias o cargadas a resorte, que se adaptan a la altura y forma del panel de múltiples capas para ajustar a las características dimensionales deseadas. El panel que se elabora tiene múltiples capas (ver por ejemplo las capas 23, 25, 27, 29 del panel 21 de la Figura 6) que al fraguar forman una masa reforzada con fibras, integral. Siempre que la presencia y colocación de fibras en cada capa se controlan por y mantiene dentro de ciertos parámetros deseados como se describe e ilustra a continuación, virtualmente es imposible deslaminar el panel. En este punto, las capas de fango han empezado a fraguar, y los paneles respectivos se separan entre sí por un dispositivo de corte 398, que en la modalidad preferida es un cortador con chorro de agua. Otros dispositivos de corte, incluyendo aspas en movimiento, se consideran adecuados para esta operación, siempre que puedan crear bordes convenientemente filosos en la composición de panel presente. El dispositivo de corte 398 se coloca respecto a la línea 310 y el bastidor 312 de manera tal que se produzcan paneles que tengan una longitud deseada, que puede ser diferente de la representación mostrada en la Figura 21. Ya que la velocidad de la trama portadora 314 es relativamente lenta, el dispositivo de corte 398 puede montarse para cortar perpendicularmente a la dirección de recorrido de la trama 314. Con más rápidas velocidades de producción, estos dispositivos de corte se conocen montados en la línea de producción 310 en un ángulo a la dirección de recorrido de la trama. Al cortar, los paneles separados 321 se apilan para mayor manejo, empacado, almacenamiento y/o embarque, como es bien conocido en la técnica. En términos cuantitativos, se ha investigado la influencia del número de capas de fibra y fango, la fracción en volumen de fibras en el panel y el espesor de cada capa de fango y diámetro de hebras de fibras en la eficiencia de incrustación de fibras. En el análisis, se identificaron los siguientes parámetros: vt = Volumen de compuesto total Vs = Volumen de fango de panel total vf - Volumen de fibra total vf = Volumen/capas de fibras total vt,? = Volumen/capa compuesto total vs =Volumen/capa de fango total Ni - Numero total de capas de fango; Numero total de capas de fibras Vf = Fracción en volumen de fibras de panel total off = Diámetro equivalente de hebras de fibras individuales lf = Longitud de hebras de fibras individuales t = Espesor de panel ti = Espesor total de capa individual incluyendo fango y fibras ts,? = Espesor de capa de fango individual rif.i, nfii, nf2,? = Numero total de fibras en una capa de fibras sPf¡, spf1 , spf2? = Área superficial proyectada total de fibras contenidas en una capa de fibras. Spf , Spf1 , SPf2,? = Fracción de área superficial de fibras proyectada para una capa de fibras. Fracción de área superficial de fibras proyectada, Spf Se considera un panel compuesto de número igual de capas de fango y fibras. Sea el número de estas capas igual a Ni, y la fracción en volumen de fibras en el panel es igual a Vf. En resumen, la fracción de área superficial de fibras proyectadas, S u de una capa de red de fibras depositada sobre una capa de fango distinta, está dado por la siguiente relación matemática: S w" _ = A' _ A *',/ pN,(J . pü. (\ A en donde, Vf es la fracción en volumen de fibras de panel total, t es el espesor de panel total, df es el diámetro de la hebra de fibras, ?// es el número total de capas de fibras y fs./ es el espesor de la capa de fango distinto que se utiliza. De acuerdo con esto, para lograr buena eficiencia de incrustación de fibras, la función objetivo se vuelve a mantener la fracción de área superficial de fibras por debajo de un cierto valor crítico. Vale la pena notar que al variar una o más variables que aparecen en las ecuaciones 8 y 10, la fracción de área superficial de fibras proyectada puede ajustarse a la medida, para lograr buena eficiencia de incrustación de fibras. Diferentes variables que afectan la magnitud de una fracción de área superficial de fibras proyectadas se identifican y se han sugerido enfoques para ajustar a la medida la magnitud de "fracción de área superficial de fibras proyectada", para lograr buena eficiencia de incrustación de fibras. Estos enfoques involucran variar una o más de las siguientes variables para mantener la fracción de área superficial de fibras proyectada por debajo de un valor umbral crítico: número de distintas capas de fango y fibras, espesor de distintas capas de fango y diámetro de hebra de fibras. Con base en este trabajo fundamental, las magnitudes preferidas de la fracción de área superficial de fibras proyectada, Sp se han descubierto que es como sigue: Fracción de área superficial de fibras proyectada preferida, Spf <0.065 Fracción de área superficial de fibras proyectada más preferida, Spf <0.045 Para una fracción de volumen de fibras de panel de diseño, Vf, el logro de las magnitudes preferidas anteriormente mencionadas de fracción de área superficial de fibras proyectada puede hacerse posible al ajustar a la medida una o más de las siguientes variables - número total de capas de fibras distintas, espesor de distintas capas de fango y diámetro de hebras de fibras. En particular, los rangos deseables para estas variables que llevan a las magnitudes preferidas de la fracción de área superficial de fibras proyectada son como sigue: Espesor preferido de distintas capas de fango en paneles SCP de múltiples capas, ts i Espesor preferido de distintas capas de fango, ts,?< .50 mm (0.20 in) Espesor más preferido de distintas capas de fango, ts < .30 mm (0.12 in) Espesor más preferido de distintas capas de fango, ts.? 5 -203 mm (0.08 in) Número de distintas capas de fibras en paneles SCP de múltiples capas, Ni Número preferido de distintas capas de fibras, ?// >4 Número más preferido de distintas capas de fibras, ?/, >6 Diámetro de Hebra de Fibras, df Diámetro de hebra de fibras preferido, df >30tex Diámetro de hebra de fibras más preferido, df >70tex Propiedades El sistema de bastidor de metal para panel SCP de la presente invención de preferencia tiene una o más de las propiedades citadas en las TABLAS 2A-2D.

SCP respecto a OBS con espesor de 12.7 mm (1/2 in):51.5%, % de absorción de agua de SCP respecto a madera terciada con espesor de 12.7 mm (1/2 in):46.2% Panel 19.1 mm % de (3/4 in) absorción de agua de SCP APA respecto a PRP- OBS:51.3%, 108 % 10.8 7 a 15 % de aislamiento de estera, 1 capa 15.88 mm (5/8 in) disponible de USG. Vigueta con profundidad nominal de 254 mm (10 in), O.C. 609 mm (24"), aislamiento de estera, 1 capa 16 mm (5/8 in) de tablero de yeso FIRECODE Panel de 19.1 mm 19.1 mm (3/4") en un lado 2 hr - 9 (5/8 in) del bastidor de E-1 19 Tiempo min. 2 hr. disponible metal de USG Capacidad de corte de diseño horizontal en la Tabla 2 proporciona un factor de seguridad de 3. Un panel con espesor de 19.1 mm (3/4 in) típico, cuando se prueba de acuerdo con los métodos de prueba de ASTM 661 y APA S-1 sobre una extensión de 406.4 mm (16 in) en los centros, tiene una capacidad de carga final mayor a 250 kg (550 Ib), bajo carga estática, una capacidad de carga final mayor a 182 kg (400 Ib) bajo carga de impacto, y una deflexión menor a 1.98 mm (0.078 in) tanto bajo cargas estáticas como de impacto con una carga de 90.9 kg (200 Ib). Típicamente la resistencia flexural de un panel que tiene una densidad seca de 1041 kg/m3 (65 lb/ft3) a 1442 kg/m3 (90 lb/ft3) después de ser impregnado en agua por 48 horas, es de al menos 7 MPa (1000 psi), por ejemplo 9 MPa (1300 psi), de preferencia 1 1.4 MPa (1650 psi), más preferible al menos 11.7 MPa (1700 psi) como se mide de acuerdo con la prueba ASTM C 947. Típicamente, la capacidad de transporte de carga de diafragma de corte horizontal del sistema no se reducirá en más de 25%, de preferencia no se reduce en más de 20%, cuando se expone al agua en una prueba en donde una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) se mantiene sobre paneles SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 in) sujetos en un bastidor de metal de 3 por 6 m (10 por 20 ft) por un periodo de 24 horas. Típicamente, el sistema no absorberá mas de 3.417 kg metro cuadrado (0.7 libras por pie cuadrado) de agua cuando se expone a agua en una prueba en donde una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) se mantiene sobre paneles SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 in) sujetos en un bastidor de metal de 3.048 por 6.096 m (10 por 20 ft) por un periodo de 24 horas. Típicamente, una modalidad del presente sistema que tiene un diafragma de 3 m (10 ft) de ancho por 6 m (20 ft) de largo con un espesor de 19.1 mm (3/4 in) de los paneles SCP conectados a un bastidor de metal de 3 por 6 m (10 por 20 ft) no se hinchará más de 5% cuando se expone a una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) que se mantiene sobre los paneles SCP sujetos al bastidor de metal por un periodo de 24 horas Típicamente, todo componente del presente sistema satisface ASTM G-21 en donde el sistema logra aproximadamente 1 y satisface ASTM D-3273 en donde el sistema logra aproximadamente un 10. También, típicamente el presente sistema soporta sustancialmente cero crecimiento bacteriano cuando está limpio. También, típicamente el presente sistema no es comestible para las termitas. El sistema puede no ser direccional, ya que los paneles del sistema pueden colocarse con su dimensión larga paralela o perpendicular a las viguetas de metal del bastidor sin perder características de resistencia o soporte de carga, en donde la capacidad del sistema para soportar cargas muertas y vivas sin falla es la misma independiente de la orientación del panel SCP en el bastidor de metal. La presente invención también tiene una ventaja inesperada en desempeño en clima frío. Paneles cementosos convencionales pueden ser frágiles en clima frío. De esta manera, instalar estos paneles en clima frío requerirá un manejo cuidadoso por los trabajadores de la construcción durante la instalación.

Sin embargo, en el presente sistema los paneles SCP pueden de preferencia soportar ser instalados en elementos de bastidor de metal cuando la temperatura ambiente es menor a 0 grados C (32 grados F), o incluso menor a -7.5 grados C (20 grados F). Esta es una ventaja muy significante debido a que facilita la construcción en climas arduos en el invierno incrementando de esta manera la productividad del constructor. Los presentes paneles SCP pueden de preferencia soportar ser sometidos a tratamiento duro normal durante la instalación en estas temperaturas frías. Por ejemplo, a estas temperaturas frías colocar el panel SCP puede incluir una etapa de dejar caer el panel de manera tal que al menos un extremo del panel tiene caída libre por al menos 0.6 m (2 ft), de preferencia al menos 0.9 m (3 ft), por ejemplo, 0.9 a 1.8 m ((3 a 6 ft) o 0.9 a 1.2 m (3 a 4 ft), sin agrietarse. Por ejemplo, esto ocurre cuando un extremo del panel se coloca en uno o más elementos de techo de metal y después el otro extremo opuesto se libera para dejarlo en caída libre en uno o más elementos de techo de metal. Ejemplos Un experimento se realizó para prueba de resistencia al fuego en forro estructural comparativo en el horno horizontal a escala pequeña (SSHF = small-scale horizontal furnace). Cinco muestras, 12.7 mm (1/2 in). Panel de cemento estructural (SCP = Structural Cement Panel) de una composición de la presente invención, panel VIROC 19.1 mm (3/4 in), panel NOVATECH 12.7 mm (1/2 in) (otra modalidad de un panel SCP de la presente invención), madera terciada de 1 1.9 mm (15/32 in) (grado A-C) y Tablero de Hebras Orientadas (OSB) de 12.3 mm (31/64 in), se probaron como parte de montajes de 1.22 por 1.22 m (4 por 4 ft). Cada montaje se construyó de bastidor de metal, 358, vigas de apoyo CR calibre 20 y montantes ST espaciados 60.96 cm (24 ¡n) al centro. El material de prueba se aplica a la superficie expuesta y una capa de pladur o tablero de yeso SHEETROCK 16 mm (5/8 in) FIRECODE Type SCX de USG se aplican a la superficie no expuesta para cada una de las cinco pruebas. El material de superficie expuesta se aplica perpendicular a los montantes con una junta en la extensión media del montaje. Termopares se colocaron en ambas cavidades del panel expuesto y en la superficie no expuesta para comparación de la temperatura de los montajes. Las temperaturas del horno se controlaron a la Curva de Tiempo/Temperatura ASTM E1 19. Mediciones de temperatura se realizaron en la calificación de acabado y la superficie no expuesta por la duración de la prueba. Se realizaron observaciones en cuanto a la condición estimada de la superficie expuesta durante la prueba. Límites de temperatura ASTM E119 estándar para lecturas de termopar fueron 136 grados C (250 grados F) sobre la ambiente para el promedio y 183 grados C (325 grados F) sobre la ambiente para individual, se utilizaron como límites de control. El propósito de la prueba fue proporcionar una comparación relativa del desempeño del material producto en la prueba contra fuego. El procedimiento no proporciona una calificación de resistencia al fuego para un sistema. La formulación de los paneles SCP utilizados en la prueba de horno horizontal a pequeña escala (Ejemplo 1 y Ejemplo 3) es como sigue en la TABLA 2E: Los resultados de la prueba de las cinco muestras pueden encontrarse en la TABLA 3. Tanto lecturas promedio (A) como individuales (I) se dan en minutos cuando los límites de criterio de temperatura se excedieron durante cada prueba. El tablero SCP tiene una composición de un panel de la presente invención.

Ejemplo 1 Construcción de Muestra Tamaño 122 cm (48 in.) por 124 cm (48-5/8 in.) Montantes: 358 ST, calibre 20 Espaciamiento: 61 cm (24 in) al centro Vigas de Apoyo: 358 CR, calibre 20; Cavidad: Hueco Frente: Una Capa (Lado de Fuego) Panel de Cementro Estructural (SCP) USG de 12.7 mm (1/2 in) (Lado No Expuesto) Una capa panel SHEETROCK® FIRECODE® (Tipo X) de 16 mm (5/8 in) La Tabla 4 cita los tableros empleados en este ejemplo como materiales de prueba. Los tableros se someten a calentamiento como se presenta en la Tabla 5. Observaciones de este calentamiento se presentan en la Tabla 6.

Panel de 10.19(22.46) 16.84(37.13) peso promedio, kg (Ib) DURACIÓN DE PRUEBA DE FUEGO: 70MIN.0SEG.

PRUEBA TERMINADA -Sin Desprendimiento De Tablero TABLA 6 - EJEMPLO 1 Observaciones EJEMPLO 2 Construcción de Muestra Tamaño 122 cm (48 in.) por 124 cm (48-5/8 in) Montantes: 358 ST, calibre 20 Espaciamiento: 61 cm (24 in) al centro Vigas de Apoyo: 358 CR, calibre 20; Cavidad: Hueco Frente: Una capa (Lado de Fuego) Tablero VIROC de 19 cm (3/4 in) (Lado No Expuesto) Una capa panel SHEETROCK® FIRECODE® (Tipo X) de 16 mm (5/8 in) La Tabla 7 cita los tableros empleados en este ejemplo como materiales de prueba. Los tableros se sometieron a calentamiento como se presenta en la Tabla 8. Las observaciones de este calentamiento se presentan en la Tabla 9.

DURACIÓN DE PRUEBA DE FUEGO: 60 MIN. 0 SEG. PRUEBA TERMINADA - Sin Desprendimiento de Tablero TABLA 9 - EJEMPLO 2 Observaciones EJEMPLO 3 Construcción de Muestra Tamaño 122 cm (48 in) por 124 cm (48-5/8 in). Montantes: 358 ST, calibre 20 Separación: 61 cm (24 in). Vigas de apoyo: 358 ST, calibre 20; cavidad: hueca Frente: Una capa (lado de fuego) tablero Nova Tech 12.7 mm (1/2 in) (Lado no expuesto) una capa de panel SHEETROCK® FIRECODE® (tipo X) de 16 mm (5/8 de in). La Tabla 10 cita los tableros empleados en este ejemplo como materiales de prueba. Los tableros se sometieron a calentamiento como se presenta en la Tabla 1 1. Observaciones de este calentamiento se presentan en la Tabla 12.

TABLA 1 1- EJEMPLO 3 Información de Temperatura DURACIÓN DE PRUEBA DE FUEGO: 70 MIN. 0 SEG.; PRUEBA TERMINADA- Deslaminación de Tablero, Sin Desprendimiento del Tablero EJEMPLO 4 Construcción de Muestra Tamaño 122 cm (48 in) por 124 cm (48-5/8 in). Montantes: 358 ST, calibre 20 Separación: 61 cm (24 in). Vigas de apoyo: 358 ST, calibre 20; cavidad: hueca Frente: (primer lado) tablero de madera terciada de 12 mm (15/32 in) (A/C) (Lado no expuesto) Una capa 16 mm SHEETROCK® FIRECODE® (tipo X) de 16 mm (5/8 in). La Tabla 13 cita los tableros empleados en este ejemplo como materiales de prueba. Los tableros se sometieron al calentamiento como se presenta en la Tabla 14. Observaciones de este calentamiento se presentan en la Tabla 15. TABLA 13- EJEMPLO 4 Materiales de Prueba TABLA 14- EJEMPLO 4 Información de Temperatura Promedio Individual Superficie No expuesta 182 grados C (323 229 grados C (398 Criterio de Temperatura grados F) grados F) Limitante Grados ambiente 26 grados C (73 grados F) DURACIÓN DE PRUEBA DE FUEGO: 32 MIN. 0 SEG. Prueba determinada-Tablero desprendido. TABLA 15- EJEMPLO 4 Observaciones EJEMPLO 5 Construcción de Muestra Tamaño 122 cm (48 in) por 124 cm (48-5/8 in). Montantes: 358 ST, calibre 20 Separación: 122 cm (24 in). Vigas de apoyo: 358 ST, calibre 20; cavidad: hueca Frente: (lado de fuego) tablero de filamentos orientados (OSB) una capa 12.3 mm (31/64 in). (Lado no expuesto) una capa SHEETROCK® FIRECODE® (tipo X) de 16 mm (5/8 in). La Tabla 16 cita los tableros empleados en este ejemplo como materiales de prueba. Los tableros se sometieron al calentamiento como se presenta en la Tabla 17. Observaciones de este calentamiento se presentan en la Tabla 18. TABLA 16- EJEMPLO 5 Materiales de Prueba TABLA 17- EJEMPLO 5 Información de Temperatura DURACIÓN DE PRUEBA DE FUEGO: 32 MIN. 0 SEG.; Sin desprendimiento del tablero.

Ejemplo 6 Las siguientes pruebas son de diafragmas de piso en lugar de diafragmas de techo. Se expone que los datos son útiles para mostrar una comparación de como los paneles SCP se desempeñan en bastidores de metal en un sistema que orienta los paneles SCP en un bastidor de metal. Este ejemplo determina la fuerza de diafragma horizontal de un solo diafragma de piso construido como se explica a continuación utilizando un Prototipo de panel SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 in) por las Pruebas de Carga Estética de piso enmarcado o construcción de diafragma de piso para edificios, método de una sola viga de ASTM E 455-98. Materiales de Espécimen de Prueba A. Materiales de Diafragma de Piso: Prototipo SCP 19.1 mm (3/4 in)- Panel de Cemento Estructural de la presente invención reforzado con hebras de fibras de vidrio. Una lengüeta y ranura en "V" se ubica sobre la dimensión de 244 m (8 ft) de las hojas de 122 x 244 m (4 x 8 ft). La formulación empleada en los ejemplos de panel SCP de esta prueba del diafragma de piso se citan en la TABLA 18A.

Sujetadores - tornillos #8-457 x 41.3 mm (18 x 1-5/8 in) largo BUGLE HEAD GRABBER SUPER DRIVE R separados 152 mm (6 in) o.c. sobre el perímetro y 305 mm (12 in) o.c. en el campo de los paneles. Todos los sujetadores se colocaron a un mínimo de 19.1 mm (3/4 in) desde los bordes del panel y 12.7 mm (1/2 in) desde las costuras. En las esquinas del panel, los sujetadores se insertaron a 50.8 mm (2 ¡n). Adhesivo - Adhesivo de espuma de poliuretano ENERFOAM SF fabricado por Flexible Products Company of Canadá, Inc. Se aplicó a todas las juntas a tope, y juntas machihembradas. Un (1 ) cordón de 9.5 mm (3/8 in) se aplicó al fondo de la ranura antes de colocar en sitio. Se dejó un espacio de 9.5 mm (3/8 in) en la junta tope para permitir un (1 ) cordón de adhesivo de 9.5 mm (3/8 in) aplico en el espacio, antes de deslizar reuniendo la junta. B. Bastidor de piso: La Figura 8 muestra bastidor de piso de metal ensamblado, por ejemplo, acero. Esto incluye las siguientes partes: A . Viguetas transversales 150 - calibre 16 de 254 mm (10 in) de profundidad x 6 m (10 ft) de largo viguetas Trade Ready™ fabricadas por Dietrich Industries. Las viguetas fueron Dietrich troqueladas TDW5 W 254 mm (10 in) x L 6 m (10 ft) 28324013 calibre 16 G60 50KSI. B . Riel de borde longitudinal 152 - calibre 16 x 259 mm (10-3/16 in) de profundidad x 4.8 m (16 ft) de largo fabricado por Dietrich Industries con sitios de conexión de vigueta pre-doblados espaciados a 609 mm (24 in) o.c. El riel fue Dietrich troquelado TD16 W 9 6.3 mm (1/4 in) x L 4.8 m (16 ft) 28323858 calibre 16 3RD Fl. c . Ángulos de acero 154 (Figura 10) con espesor de 3.1 mm (0.125 in) x 50 mm x 50 mm (2 in x 2 ¡n) se ubican en cada una de las viguetas de extremo transversas 156, espaciadas partiendo del lado de apoyo y extendiéndose hasta 76 mm (3 in) del ángulo lateral de carga y fijan a las viguetas transversales de extremo respectivas con tornillos DRIVALL #1 0-25 m m ( 1 in ) a o.c. de 154 mm (6 in). D. Sujetadores Tornillos DRIVALL #10-40.64 cm x 19.1 mm (16 x 3/4 in) cabeza hexagonal largos, para conectar el bastidor,- tornillos de auto-taladrado o auto-perforado con cabeza wafer #10- 40.64 cm x 19.1 mm (16 x 3/4 in) de largo, para conectar a bastidor o.c. de 152 mm (6 in) alrededor del borde más externo y en ambos lados de las juntas a tope. Construcción de Espécimen de Prueba Se construyó una (1 ) muestra de prueba a una dimensión total de 3 metros 0 cm x 6 m 0 cm (10 ft 0 in x 20 ft 0 in). La Figura 8 muestra una vista en perspectiva del bastidor de metal. La Figura 9 muestra una vista agrandada de una porción de bastidor de la Figura 8. La Figura 10 muestra una vista agrandada de una porción AA del bastidor de la Figura 8. La Figura 1 1 muestra una vista superior de paneles SCP 120 (con dimensiones de panel), pero fabricado para tener bordes machihembrados (no mostrados) similares a aquellos de la Figura 5a, conectados al bastidor de metal. Las Figuras 12, 13, 14 y 15 muestran vistas agrandadas de porciones respectivas BB, CC, DD y EE del piso de la Figura 1 1. A. Las viguetas se conectaron al riel de borde utilizando tres (3) tornillos DRIVALL de cabeza hexagonal #10-406 x 19.1 mm (16 x 3/4 in) de largo al lado de la vigueta a través de la lengüeta pre-doblada y un tornillo auto-perforante con cabeza de oblea uno (1 ) #10-406 x 19.1 mm (16 x 3/4 in) de largo a través de la parte superior del riel de borde en la vigueta en cada extremo. Ángulos de acero de 1.98 mm (0.078 in) de espesor x 38 x 1 01 mm ( 1 1 /2 x 4 in) 151 , que son de largo 125 mm (5 in ), también se sujetaron a vigueta respectiva o.c. 25 mm (1 in ) con tornillos DRIVALL 19.1 mm (3/4 in) de largo y un tornillo DRIVALL de 19.1 mm (3/4 in) de largo al riel de borde. B. Miembro de bloqueo KATZ de 38 x 66.7 x 552 mm (1 1/2 in x 2 5/8 ¡n x 21 3/4 in) 158 con una lengüeta de 5 mm (2 in) de largo x 44.5 mm (1 3/4 in) en cada extremo, se sujetó al fondo de las viguetas a través de la línea central del piso. El miembro de bloque 158 se conecta utilizando (1 ) tornillo DRIVALL #10-406 x 19.1 mm (16 x 3/4 in) de largo a través del extremo de cada miembro de bloqueo Katz 158. En particular, el miembro de bloqueo Katz 158 se ubica entre juntas transversas 50 al ubicarse escalonado a cualquier lado del punto medio y conectado por un tomillo DRIVALL #10-406 x 19.1 mm (16 x 3/4 ¡n) de largo por lengüeta. C. Se agregó bloqueo horizontal adicional en dos sitios al riel de borde 152 en el lado de carga para reforzar el riel de borde 152 para propósitos de carga punto. Es decir, se proporciona bloqueo de 609 mm (24 in) 157 para soporte de carga sobre el riel de borde longitudinal entre una cantidad de viguetas transversales 150. Bloqueo con longitud de 508 mm (20 in) 159 se fija entre cada vigueta de extremo transversa y la vigueta de extremo transversa penúltima respectiva generalmente sobre el eje longitudinal del bastidor con cuatro tornillos DRIVALL #10-406 x 19.1 mm (16 x 3/4 in) de largo en cada extremo. D. El bastidor fue cuadrado y luego el panel SCP prototipo se sujeta al mismo como se ilustra en la Figura 11. El SCP prototipo se sujeta a o.c. de 153 mm (6 ¡n) alrededor del inserto perimetral 50.8 mm (2 in) desde las esquinas y o.c. de 305 mm (12 in) en el campo de los tornillos de cabeza Bugle GRABBER SUPER DRIVEMR #8-457 x 41.3 mm (18 x 1-5/8 in) de largo (tornillos auto perforantes con aletas 162). Se tuvo cuidado de asegurar que los sujetadores se mantuvieran a nivel o ligeramente por debajo de la superficie del SCP prototipo y tampoco desprendieran el bastidor de acero. En las juntas a tope y las ubicaciones de machihembrado, un cordón de 9.5 mm (3/8 in) de adhesivo espuma de poliuretano ENERFOAM SF fabricado por Flexible Products Company of Canadá, Inc. se aplicó a la junta. E. Hierro angular de 3.1 x 50 x 50 mm (1/8 x 2 x 2 in) se sujeta a las viguetas de extremo a nivel al fondo de las viguetas, para reducir al mínimo colapso de las viguetas en los cojinetes y para representar el miembro de placa superior. Un ángulo adicional con 152 mm (6 in) de largo, se sujetó en el lado de cojinete de las viguetas de extremo a nivel con la parte superior de la vigueta también para reducir el colapso. F. La muestra de prueba se fijó por un mínimo de 36 horas para permitir que fraguara el adhesivo. G. La Figura 16 ilustra la muestra de prueba 81 , hecha del bastidor 160 de la Figura 8 que tiene el piso conectado 120 de la Figura 9, soportada por rodillos de aparato 70 a .60 m (2 ft) al centro (o.c.), alrededor del perímetro de la muestra 80 en un piso de concreto 98 (Figura 17). La Figura 17 muestra una vista agrandada de la porción FF de la Figura 16. Un soporte de cojinete 74, 84 se colocó en ambos extremos de la muestra de prueba 81 . Tres (3) cilindros de carga 80 se ubicaron en el lado opuesto de la muestra de prueba 81. La carga se aplicó desde ios cilindros a través de vigas de acero, a seis (6) bloques de apoyo de 457 mm (18 in) para aplicar uniformemente la carga a la muestra de prueba de piso 81 . Se colocaron cinco (5) indicadores de carátula sobre el lado de apoyo de la muestra de prueba 81 para medir desviaciones. La Figura 17 muestra la retención 92 que se proporciona por los espaciadores 90. Un espacio 96 de aproximadamente 3.1 mm (1/8 in), y un bloque de carga de 3.1 mm (18 in) 94. La retención 92 se monta en el cemento 98. Otra retención 82 se coloca en el otro extremo de la muestra de prueba 80. La retención 92 se sostiene en rodillos sólidos 72. Eguipo de Prueba A. Tres (3) Bombas manuales hidráulicas ENERPAC Modelo P-39. B. Tres (3) cilindros hidráulicos ENERPAC Modelo RC-1010. C. Cinco indicadores de carátula: movimiento de 50.8 mm (2 in) - incrementos de .03 mm (0.001 in). D. Tres (3) medidores digitales Omega. E. Tres (3) transductores de presión Omega. F. Tres (3) vigas en I de 1.8 metros (6 ft). G. Cinco (5) soportes rígidos empernados al piso. Procedimiento A. Las cargas se generaron utilizando tres (3) cilindros hidráulicos con carrera de diámetro 38 mm (1-1/2 in) x 254 mm (10 in), uno en cada punto de carga. Las fuerzas aplicadas se midieron con tres (3) medidores digitales y transductores de presión. Un registro permanente de las fuerzas aplicadas se hizo en las hojas de datos agregadas. B. Las cargas se generaron al aplicar presión hidráulica para crear fuerza mecánica hasta que se indicó la carga requerida en los medidores digitales.

C. Todo el montaje de piso se cargó en incrementos de 318 kg (700 Ibs). Cada carga se mantuvo por un minuto antes que se tomaran las lecturas de deflexión. Después de tomarse la lectura de deflexión a 6356 kg (14,000 Ibs), el montaje después se cargó a una velocidad de aproximadamente 1271 kg (2800 libras) por minuto, hasta que ocurrió una falla. La Figura 19 muestra una fotografía del panel SCP y el piso de bastidor de metal montado en el aparato de prueba de la Figura 16 a la carga de diseño. La Figura 20 muestra una fotografía del panel SCP y el piso de bastidor de metal montado en el aparato de prueba de la Figura 16 a la falla. Resultados de Prueba La Tabla 19 muestra los resultados de una prueba de diafragma de piso de aplicar cargas al montaje de piso completo anteriormente descrito. El piso tiene un ancho de 305 cm (120 in). Utilizando un factor de seguridad de 3.0 se obtuvieron los siguientes valores. Carga Final = 6637 kg/.305 m = 2175.93 kg/m (14,618.5 lbs./10.0 ft. = 1 ,461.8 PLF = pounds per linear foot) Corte de Diseño = 2175.93/3.0 factor de seguridad = 725.21 kg/m (1461.8/3.0 factor de seguridad = 487.2 PLF) Corte de diseño se calcula al dividir la carga final por un factor de seguridad de 3. La Tabla 20 muestra Deflexión Resultante que ocurre debido a la aplicación de cargas al piso. La Figura 18 gráfica los datos de la Tabla 20. La Tabla 21 muestra deflexión de soporte promedio de aplicar cargas en los puntos de soporte en el piso muestra de prueba. Con base en los datos obtenidos de esta muestra de prueba sencilla un corte de diseño de 725.2 kg/m (487.2 libras por pie lineal (plf)) puede lograrse de la muestra de diafragma de piso sencilla anteriormente descrita, construida como sigue.

TABLA 20 - Temperatura y Humedad Durante Construcción: 21.7 grados C (71 grados F) / 32 por ciento Temperatura y Humedad Durante Prueba: 22.8 grados C (73 grados F) / 35 por ciento. Descripción de Muestra: SCP prototipo de 19.1 mm (3/4 in) adherido a viguetas de acero calibre 16- 254 mm (10 in) utilizando adhesivo de espuma de poliuretano hilera media, y en la hoja de 2426 mm (95-1/2") en el lado de carga conforme se desliza la junta machihembrada. Falla Secundaria - Corte de tablero aproximadamente 1.8 m (6') desde el extremo del lado de soporte (ver Fig. 20). La deflexión resultante es igual a deflexión promedio de los soportes menos el mayor punto de deflexión a través de la extensión libre. La Figura 18 muestra los datos gráficamente.

TABLA 21 EJEMPLO 7 Este ejemplo determina el efecto de exposición al agua en la resistencia de diafragma horizontal de un montaje que utiliza un panel SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 in) por prueba de carga estática de piso con bastidor o construcción de diafragma de techo para construcciones ASTM E455-98, método de viga sencilla. Materiales de Espécimen de Prueba A. Materiales de Diafragma de Piso: Panel SCP de 19.1 mm (3/4 in) reforzado con hebras de fibras de vidrio. Un machihembrado en "V" se localiza sobre la dimensión de 2.44 m (8') de las hojas de 1.22 x 2.44 m (4 x 8 píes). Sujetadores empleados incluyen tornillos GRABBER SUPER DRIVE cabeza Bugle con #8-457 x 41.3 mm (18 x 1-5/8 in) de largo, disponibles de GRABBER Construction Products, separados 152 mm (6 in) al centro sobre el perímetro y 305 mm (12 in) al centro en el campo de los paneles. Todos los sujetadores se colocaron un mínimo de 19.1 mm (3/4 in) desde los bordes de panel y 12.7 mm (1/2 in) de las costuras. En las esquinas de panel, los sujetadores estuvieron insertados 50.8 mm (2 in). Ver Figura 1 1 para ubicaciones de sujetadores. B. Bastidor de Piso: Viguetas incluidas CSJ calibre 16 x 203 mm (8 in) de profundidad x 3 m (10 pies) de riel de borde fabricadas por Dietrich Industries. Construcción de Espécimen de Prueba Se construyeron cuatro (4) muestras de prueba a una dimensión total de 3 x 6 m (10'-0" X 20'-0") como la muestra de prueba descrita anteriormente en el EJEMPLO 6. La Figura 8 muestra una perspectiva del bastidor de metal. Sin embargo, el bastidor fue cuadrado y después el panel SCP prototipo se sujeta a él como se muestra en la Figura 11. El prototipo SCP se sujeta o.c. de 152 mm (6 in) alrededor del perímetro e inserta 50.8 mm (2 in) de las esquinas, o.c. 305 mm (12 ¡n) en el campo con tornillos cabeza Bugle Grabber SuperDrive #8-457 x 41.3 mm (18 X 1-5/8") (de tomillos de autotaladrado con aletas 162). Se tuvo cuidado en asegurar que los sujetadores se mantuvieran a nivel o ligeramente por debajo de la superficie del SCP prototipo y que tampoco se desprendieran del bastidor de acero. En contraste, a la muestra de prueba del ejemplo 6, todas las juntas a tope y las ubicaciones machihembradas, un cordón de 9.5 mm (3/8 in) de adhesivo de espuma de poliuretano ENERFOAM SF fabricado por Flexible Products Company de Canadá, Inc. no fue aplicado en la junta. Equipo de Prueba A. Cuatro (4) bombas de mano hidráulicas ENERPAC Modelo P-39 B. Cuatro (4) cilindros hidráulicos ENERPAC Modelo RC-1010 C. Cinco (5) indicadores de carátula movimiento de 50 mm (2") - incrementos de .03 (0.001") D. Cuatro(4) medidores digitales OMEGA E. Cuatro (4) transductores de presión OMEGA F. Cuatro (4) Vigas en I o doble T 1.8 m (6 ft) G. Seis (6) soportes rígidos empernados al piso Procedimiento A. Dos de los montajes de prueba se probaron "como se recibieron", o condición seca y dos muestras se probaron después que estuviera presente una cabeza de agua de 25 mm (1 in) por un mínimo de 24 horas. B. Las cargas se generaron utilizando cuatro (4) cilindros hidráulicos con diámetro de 38 mm (1-1/2") uno en cada punto de carga. La fuerza aplicada se midió con cuatro (4) medidores digitales calibrados y transductores de presión. Un registro permanente de las fuerzas aplicadas se realiza en las hojas de datos anexas. C. Las cargas se generaron al aplicar presión hidráulica para crear fuerza mecánica hasta que la carga requerida se indicó en los medidores digitales. D. Todo el montaje de piso se carga en incrementos de 317.8 kg (700 libras). Cada carga se mantuvo por un minuto antes de tomar las lecturas de deflexión. Después de tomar la lectura de deflexión de 6,356 kg (14,000 Ib), el montaje se carga a una velocidad de aproximadamente 1 ,271.2 kg (2,800 libras) por minuto hasta que ocurrió una falla. Resultados de Prueba Las Tablas 22-38 y las Figuras 24 y 25, muestran los resultados de las pruebas de diafragma de piso de aplicar cargas en todo el montaje de piso anteriormente descrito. El piso tiene un ancho de 3048 mm (120 in). La Figura 24 muestra los datos de la prueba seca 1 y prueba seca 2. La Figura 25 muestra datos de la prueba húmeda 1 y la prueba húmeda 2. Utilizando un factor de seguridad de 3.0, se obtuvieron los siguientes valores. Carga final promedio de muestras secas = 7222 kg/3.05 m = 2368 kg/m (15,908.2 lb/10ft = 1 ,590.8 PLF) Carga de Diseño de muestras secas= 2368 kg/m (1 ,590.8 PLF)/3.0 factor de seguridad = 789.3 kg/m (530.2 PLF) Carga final promedio de muestras húmedas = 6063 kg/3.05 m = 2,164.9 kg/m (14,544.5 Ib/10 f t = 1 ,454.4 PLF) Carga de Diseño de muestra húmedas = 2,164.9 kg/m (1 ,454.4 PLF)/3.0 factor de seguridad = 721.6 kg/m (484.8 PLF) Estos resultados indican aproximadamente una retención de 91 por ciento de resistencia de diafragma después de exposición continua al agua por un periodo de tiempo de 24 horas. TABLA 22 - Prueba de Diafragma de Piso; ancho de Piso 3048 mm (120 in); Carga de Diseño 625.2 kg/m (420 P.L.F. (Prueba Seca 1 )) carga de diseño, aquí 625.2 kg/m (420 P.L.F.). Los 711.3 kg/m (477.8 P.L.F.) medidos son la carga de diseño actual determinada a partir de mediciones actuales y agregando un factor de seguridad.

TABLA 23 - PRUEBA DE DIAFRAGMA DE PISO (Prueba Seca 1) TABLA 24- Prueba de Diafragma de Piso (Prueba Seca 1 ) Tabla 23 son los instrumentos sobre el espécimen de prueba en el área entre los puntos de soporte y los dos extremos opuestos del bastidor. Los Indicadores de Soporte 1 y 5 de la Tabla 24 están en los puntos de soporte de este espécimen de prueba. TABLA 25 - Prueba de Diafragma de Piso; ancho de Piso 3048 mm (120 in); Carga de Diseño 625.2 kg/m (420 P.L.F. (Prueba Seca 2) (Cont. Tabla 25) TABLA 26 - PRUEBA DE DIAFRAGMA DE PISO (Prueba Seca 2) Extensión de Separación Incr Carga Indicador #2 Indicador #3 Indicador #4 Deflexión Temperatura y Humedad Durante Construcción: 21.1 grados C (70°F)/50% Temperatura y Humedad Durante Prueba: 21.1 grados C (70°F)/48% Descripción de Muestra panel SCP de 19.1 mm (3/4 in) sujeto a puntas de acero calibre 16- 203 mm (8 in) Modo de Falla: Varias de las juntas a tope se abrieron en varios sitios provocando falla del núcleo de tablero de cemento en los sujetadores sobre los bordes del tablero de cemento. * La deflexión resultante es igual a la deflexión promedio de los soportes menos el punto más grande de deflexión a través de la extensión de separación.

TABLA 27- Prueba de Diafragma de Piso (Prueba Seca 2) TABLA 28 - Prueba de Diafragma de Piso (Prueba Húmeda 1 ); ancho de Piso 3048 mm (120 in); Carga de Diseño 625.2 kg/m (420 P.L.F.) CARGAS DE PRUEBA DE PISO Carga Final 12663 (27893) 3222 (7097) 3123 (6878) Carga de Diseño 692 kg/m (464.9 P.L.F.) (Cont. Tabla 28) TABLA 29 - PRUEBA DE DIAFRAGMA DE PISO (PRUEBA HÚMEDA 1) TABLA 30- Prueba de Diafragma de Piso (Prueba Húmeda 1 ) Descripción de Muestra panel SCP de 19.1 mm (3/4 in) sujeto a puntas de acero calibre 16- 254 mm (10 in) Modo de Falla: Varias de las juntas a tope se abrieron en varios sitios provocando falla del núcleo de tablero de cemento en los sujetadores sobre los bordes del tablero de cemento. * La deflexión resultante es igual a la deflexión promedio de los soportes menos el punto más grande de deflexión a través de la extensión de separación. TABLA 31 - Prueba de Diafragma de Piso (Húmeda); Ancho de Piso 3048 mm (120 in); Carga de Diseño 625.2 kg/m (420 P.L.F.) (Prueba Húmeda 2)) (Cont. Tabla 31) TABLA 32 - Prueba de Comparación de Diafragma de Piso (Prueba Húmeda 2) Extensión de separación Incre Carga Indicador #2 Indicador #3 Indicador #4 Q Temperatura y Humedad Durante Construcción: 21.1 grados C (70°F)/50% Temperatura y Humedad Durante Prueba: 21.1 grados C (70°F)/48% Descripción de Muestra panel SCP de 19.1 mm (3/4 in) sujeto a puntas de acero calibre 16- 203 mm (8 in) Modo de Falla: Las juntas a tope en el lado de carga del piso en el extremo #1 se abrieron provocando falla de núcleo en el tablero de cemento alrededor de los tornillos sobre la junta. Los tornillos sobre la vigueta de extremo en el extremo #1 se deprendieron a través del tablero de cemento debido al núcleo. * La deflexión resultante es igual a la deflexión promedio de los soportes menos el punto más grande de deflexión a través de la extensión de separación. TABLA 33- Prueba de Diafragma de Piso (Prueba Húmeda 2) TABLA 34 - Resultados de Absorción de Agua - Panel SCP con espesor de 19.1 mm (3? in) Absorción Promedio de Agua 0.3% Estos datos son para las pruebas de contenido de humedad efectuadas en los especímenes A, B, y C que son especímenes de 305 x 305 mm (12 x 12 in) del panel SCP de la composición probada en las pruebas anteriores "Húmedas" y "Secas". En las pruebas de contenido de humedad, los especímenes se impregnan 24 horas bajo una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) TABLA 35 - Contenido de Humedad de Panel SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 de in) TABLA 36 - Expansión de Tablero Panel SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 de in) (dimensiones en mm/in) Ejemplo 8 Para determinar la resistencia a corte y rigidez a corte de un montaje de diafragma de piso utilizando bastidor de acero y forro de SCP, se efectuó una prueba en diez (10) especímenes de acuerdo con el método de prueba en voladizo AISI TS-7-02 para diafragmas de acero formados en frío. La FIG. 26 muestra un bastidor de piso 400 utilizado en las pruebas AISI TS-7. Materiales de Diafragma de Piso Prototipo de panel de cemento estructural (SCP - Structural Cement Panel) de 19.1 mm (3/4") reforzado con hebras de fibra de vidrio. Un machihembrado en "V" se ubica sobre la dimensión de 2.44 m (8') de las hojas de 1.22 x 2.44 m (4' x 8'). Madera terciada de 19.1 mm (3/4") - GP Plus, Tongue and Groove (Quick Fit)18.26 mm (23/32"). Capa inferior de acabados Sturd-I-Floor™, grado APA Exposición 1 , PS1-95, cara lijada, PRP-108 y fabricada por Georgia Pacific Corporation. Sujetadores - tornillos #8-45 cm x 41.28 mm (18 x 1-5/8") lg., de cabeza con alas Bugle Grabber Super Drive TM (Lox drive), ítem No. CHS8158JBW espaciados 10.16, 15.24 y 30.48 cm (4", 6" y 12") sobre el perímetro y 305 mm (12 in) o.c. en el campo de los paneles. Todos los sujetadores se colocaron a un mínimo de 19.1 mm (3/4") dentro desde los bordes de panel y 12.7 mm (1/2") dentro desde las costuras. En las esquinas del panel, los sujetadores se insertaron a 50.8 mm (2 in). Adhesivo - Adhesivo PL Poiyurethane Premium Construction Adhesive, fabricado por OSI Sealants. Un (1 ) cordón de 6.35 mm (1/4") se aplicó a todos los miembros de bastidor con un doble cordón bead aplicado en las juntas a tope del panel. Se proporcionó un mínimo de 24 horas de tiempo de curado antes de cualquier carga. Bastidor de Piso Viguetas - calibre 16 de 254 mm (10 in) de profundidad x 6 m (10 ft) de largo, Trade Ready™ fabricadas por Dietrich Industries. Las viguetas fueron Dietrich troqueladas TDJ5 W 234.95 mm (9-1/4 in) x L 3.35 m (1 1 FT) de 262.47 mm (10-1/2 in) 14453223 calibre 16 G60 50KSI. La resistencia a la cedencia promedio probada fue 51.0 ksi. Riel de borde longitudinal - calibre 16 x 259 mm (10-3/16 in) de profundidad x 4.8 m (16 ft) de largo con sitios de conexión de vigueta pre-doblados espaciados a 609 mm (24 in) o.c. El riel fue Dietrich troquelado TD16 W 234.95 mm (1/4 in) x L 4.8 m (16 ft) 14453203 16 GAUGE G60. La resistencia a la cedencia promedio probada fue de 62.7 ksi. Sujetadores - Tornillos DRIVALL #10-406.4 x 19.1 mm (16 x 3/4 in) de cabeza hexagonal largos. Construcción de Espécimen de Prueba Diez (10) muestras de prueba se construyeron a una dimensión total de 3.73 m x 3.97 m(11'-11" x 12'-0"). El riel de borde tuvo las lengüetas pre-dobladas a 40.64 cm (16") o.c. de modo que, los ángulos de sujetadores se soldaron al espaciamiento de 60.96 cm (24") o.c. Las viguetas se conectaron al riel utilizando tres tornillos Drivall de cabeza hexagonal #10-406.4 x 19.1 mm (16 x 3/4") Ig. en el lado de la viguetas a través de la lengüeta pre-doblada. Una parte de retención de tirante fuerte Simpson No. S/HD15 se sujetó al lado de tensión del piso utilizando tornillos auto perforantes décadas hexagonal 48-#10 x 19.1 mm (3/4") Ig. Un montante 155.8 x 406.4 mm (6-1/8" x 16" lg., calibre 12 se conectó a la vigueta de compresión utilizando (14) tornillos de auto taladrado de cabeza hexagonal - #10 x 19.1 mm (3/4") de largo. Esto se agregó como un refuerzo para evitar aplastamiento de la vigueta de extremo antes de falla de diafragma El bastidor fue cuadrado y después el prototipo SCP o madera terciada se le sujetó El forro de piso se sujetó a 101 6, 152 4 o 304 8 mm (4", 6" o 12") o c , alrededor del inserto penmetral 50 mm (2") desde las esquinas, 304 8 mm (12") o c , en el campo con tornillos de cabeza Bugle Grabber Super Dr?veMR #8- 457 2 - 41 28 mm (18 x 1-5/8") Se tuvo cuidado en asegurar que los sujetadores se mantuviera nivel o ligeramente por debajo de la superficie del forro de piso y tampoco desprendieran en el bastidor de acero Ver los dibujos anexos no B6 - B11 para detalles Se dejó que fraguaran las muestras de prueba utilizando adhesivo por un mínimo de 24 horas para proporcionar el adhesivo recomendado para curar La FIG 27 muestra uno de los pisos SCP 420 utilizados en las pruebas AISI TS-7 con colocación de adhesivo Los tableros 442 fueron paneles SCP que tienen espesor de 17 02 a 17 9 mm (0 670 -0 705 in) La vista EE muestra paneles desplazados en una junta La vista FF muestra junta machihembrada en forma de "V" de 12 7 mm (1/2 in) La vista GG muestra una esquina La vista HH muestra donde se reúnen tres paneles SCP La vista II muestra una esquina Configuración de prueba La FIG 28 muestra el aparato de prueba 450 empleado en las pruebas AISI TS-7 El aparato de prueba 450 tiene dos vigas de carga de 203 2 mm (8 m) x 1828 8 mm (72 in) de largo 454 Un espécimen de prueba A 452 se coloca en rodillos de 25 4 mm (1 in) 458, se proporciona una placa de acero 460 bajo los rodillos 458 También se proporcionan un cojinete rígido 466 y accesorio de prueba 456 y accesorios de viga doble T Un cilindro hidráulico 462 aplica presión al espécimen de prueba 452 La muestra de prueba se colocó en el accesorio de prueba con uno de los rieles de borde colocados a nivel en la parte superior de un canal en C de 254 mm (10") -44.69 kg/m (30 Ib./ft). El riel de borde después se conectó al canal en C utilizando tornillos de cabeza hexagonal T5 #12-24, espaciados 304.8 mm (12") o.c. Dos vigas en doble T (2) 203.2 x 1828.8 mm (8" x 72") de largo se conectaron entonces al otro riel de borde, a nivel con la tapa superior, utilizando tornillos de auto taladrado, de cabeza hexagonal #10 x 19.1 mm (3/4") de largo. Los sujetadores se colocaron a 152.4 mm (6") o.c., en lados alternos de la brida de viga en doble T. Las vigas en doble T también se empernaron en conjunto. Un cilindro hidráulico se colocó en una viga de reacción en línea con las vigas doble T. Una varilla roscada con diámetros 25.4 mm (1") se colocó a través de la retención Simpson y conectó al accesorio de acero rígido. No se aplicó par de torsión específico a las tuercas de acoplamiento en la varilla roscada. El riel de borde en el lado de carga se colocó en juegos de rodillos dobles espaciados aproximadamente 1219.2 mm (48"). Se colocó la retención sobre el forro en el lado de compresión para evitar desprendimiento. Dos (2) rodillos con diámetro de 25.4 mm (1") se colocaron entre el tubo retención de la placa de acero en el forro de piso. Cuatro (4) transductores lineales se colocaron en el montaje de diafragma de piso en los siguientes sitios: #1 - En-línea con la vigueta de tensión, #2 - En-línea con el riel de lado fijo, #3 - En-línea con el riel de lado cargado en un ángulo de sujetador, #4 - En-línea con la Vigueta de Compresión. Los transductores lineales 10 y el transductor de presión hidráulica se conectaron a un sistema de adquisición de datos.

Equipo de Prueba: Cuatro (4) transductores lineales se colocaron en montajes de diafragma de piso en los siguientes sitios: Una (1 ) bomba manual hidráulica ENERPAC Modelo P-39. Tres (3) cilindros hidráulicos EnerPac Modelo RC-1010. Cuatro (4) transductores lineales. Cinco (5) cojinetes rígidos empernados al piso. Un (1 ) canal rígido C10 x 30 empernado a tres (3) de los cojinetes. Un (1 ) medidor digital Omega. Un (1 ) transductor de presión Omega. Dos (2) vigas en doble T de 1.83 m (6 ft). Procedimiento Las cargas se generan utilizando cilindro hidráulico, en el punto de carga. Las fuerzas aplicadas se midieron con equipo de adquisición de datos y un transductor de presión. Un registro permanente de las fuerzas aplicadas se realizó en las hojas de datos anexas. Las cargas se generaron al aplicar presión hidráulica para crear fuerza mecánica hasta que se indicó la carga requerida en el medidor digital. Todo el montaje de piso se cargó a una velocidad constante hasta que no pudiera alcanzarse mayor energía en carga. Resultados de prueba La TABLA 37 resume los resultados de prueba.

TABLA 37 Resumen de Pruebas Nos. 1-10 Espécimen: Prototipo SCP (T&G) 19.1 mm (3/4") sujeto a viguetas de acero calibre 16, colocados a 609.6 mm (24") o.c., con tornillos #8 x 41.28 mm (1- 5/8") con diversos espaciamientos alrededor del perímetro y 304.8 mm (12") o.a, en el campo. Las hileras definidas en la descripción de falla son #1-#3 Las FIGs. 29-31 muestran datos de carga en kg (Ib) v. desplazamiento empleados para generar los valores en la TABLA 37. En particular, la FIG. 29 muestra datos de la prueba de diafragma de piso en voladizo AISI TS-7 utilizando un panel SCP de 19.1 mm (3/4 in) con un programa de sujeción de 101.6 - 304. 8 mm (4 - 12 in). La FIG. 30 muestra datos de la prueba de diafragma de piso en voladizo AISI TS-7 utilizando un panel SCP de 19.1 mm (3/4 in) comparado con madera terciada de 19.1 mm (/3/4 in) con un programa de sujeción de 101.6 -304. 8 mm (4 - 12 in). La FIG. 31 muestra datos de la prueba de diafragma de piso en voladizo AISI TS-7 utilizando panel SCP de 19.1 mm (3/4 in)con adhesivo. Las TABLAS 38-47 muestran en forma de tabla los datos de las Carga Final (Pn) = 3399 kg (7,486 Ib); P = 0.4 (Pn) = 1360 kg (2,995 Ib) Resistencia a Corte (Sn) = 928.7 kg/m (623.9 plf); Rigidez de Corte (G') = 359222.7 kg/m (241 ,328 plf) Falla: Falla SCP en hilera #2 en el lado de compresión alrededor de los tornillos. Ambos bordes T&G se desplazaron debido a corte de tornillo y rotación en el SCP (típicamente limitado a los sujetadores en o dentro de 304.8 mm (12") del T&G). La esquina de SCP se rompe en la hilera #1 en el lado de tensión en el sitio T&G. La esquina se rompe en todos excepto dos de los paneles de hilera no. 2. La esquina de la hilera #3 se rompe en el lado de compresión T y en el sitio G.

Falla: Falla SCP en hilera #2 en el lado de compresión alrededor de los tornillos. Ambos bordes T&G se desplazaron debido a corte de tornillo y rotación en el SCP (típicamente limitado a los sujetadores en o dentro de 304.8 mm (12") del T&G). La esquina de SCP se rompe en la hilera #1 en el lado de tensión en el sitio T&G. La esquina se rompe en la hilera #2 e hilera #3 en el lado de compresión en el sitio T y G. sitio T&G. Separación en la junta a tope en la hilera #2 con falla SCP alrededor de los sujetadores.

TABLA 43: Prueba No. 6: Espécimen: SCP (T&G) 19.1 mm (3/4") sujeto a viguetas de acero de calibre 16, colocadas a 609.6 mm (24") o.c., con tornillos #8 x 41.28 mm (1-5/8") 152.4 mm (6") o.c. Alrededor del perímetro y 304.8 mm (12") o.c., en el campo. Condiciones de Prueba: 21.1 grados C (70°F); 38% de Humedad Relativa Ancho de Diafragma 3632.2 mm (143 in); Longitud de Diafragma 3657.6 mm (144 in); Tiempo de Carga (min:seg): 6:02 Carga, kg Deflección en mm/in-No. Indicador Deflección Carga Final (Pn) = 10,274.5 kg (22,631 Ib); P = 0.4 (Pn) = 4,110.1 kg (9,053 Ib) Resistencia a Corte (Sn) = 2,807.36 kg/m (1 ,886 plf); Rigidez de Corte (G') = 865,898.6 kg/m (581 ,716 plf) Falla: Falla de adhesión a SCP sobre lado de cojinete del piso (Hilera # 3) cerca del lado de tensión. Desprendimiento de sujetador sobre el mismo borde. La vigueta de tensión fue severamente deformada alrededor del tirante fuerte Simpson deformada alrededor del tirante fuerte Simpson TABLA 47: Prueba No. 10: Espécimen: SCP (T&G) 19.1 mm (3/4") sujeto a viguetas de acero de calibre 16, colocadas a 609.6 mm (24") o.c., con tornillos #8 x 41.28 mm (1-5/8") 152.4 mm (6") o.c. Alrededor del perímetro y 304.8 mm Mientras que se han ilustrado y descrito modalidades particulares del sistema que emplean un diafragma horizontal o inclinado de paneles de cemento estructural reforzado con fibras en un bastidor de metal, se apreciará por aquellos con destreza en la técnica que pueden realizarse cambios y modificaciones a la misma sin apartarse de la invención en sus aspectos más amplios y como se establece en las siguientes reivindicaciones.

Claims (1)

REIVINDICACIONES 1. Un sistema de pared no combustible para la construcción, localizado en una estructura de construcción como un montaje de construcción resistente al fuego, caracterizado porque comprende: un diafragma de corte sostenido en un bastidor de metal formado en frío de calibre ligero, el diafragma de corte comprende un panel cementoso estable dimensíonalmente, de peso ligero y reforzado; y el bastidor comprende elementos de bastidor de metal formados en frío; el panel tiene una densidad de 1041.30 a 1441.80 kg/m3 (65 a 90 libras por pie cúbico) y capaz de resistir cargas de corte cuando se sujeta al bastidor y que comprende una fase continua que resulta del curado de una mezcla acuosa, que comprende en una base seca, 35 a 70% en peso de polvo reactivo, 20 a 50% en peso de relleno de peso ligero, y 5 a 20% en peso de fibras de vidrio, la fase continua se refuerza con fibras de vidrio y contiene las partículas de relleno de peso ligero, las partículas de relleno de peso ligero tienen una gravedad específica de partículas desde 0.02 a 1.00 y un tamaño de partículas promedio de aproximadamente 10 a 500 mieras (micrómetros). 2. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la fase continua resulta de curar una mezcla acuosa de polvos reactivos que comprende, en una base seca, 35 a 75% en peso de sulfato de calcio alfa hemihidrato, 20 a 55% en peso de cemento hidráulico, 0.2 a 3.5% en peso de cal, y 5 a 25% en peso de puzzolana activa, la fase continua se refuerza uniformemente con fibras de vidrio resistentes a álcali y contienen partículas rellenas de peso ligero distribuidas uniformemente que comprenden microesferas cerámicas uniformemente distribuidas. 3. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque las microesferas cerámicas tienen un tamaño de partículas promedio de 50 a 250 mieras y/o caen dentro de un rango de tamaño de partículas de 10 a 500 mieras. 4. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el panel se ha formado a partir de 35 a 58% en peso de polvos reactivos, 6 a 17% en peso de las fibras de vidrio, y 34 a 49% en peso de cuando menos un relleno de peso ligero seleccionado del grupo que consiste de microesferas cerámicas, microesferas de vidrio, cenoesferas de cenizas volantes o perlita, cada una en una base seca. 5. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el panel se ha formado a partir de 49 a 56% en peso de polvos reactivos, 7 a 12% en peso de fibras de vidrio y 35 a 42% en peso de microesferas cerámicas, cada una en base seca, las microesferas cerámicas tienen una densidad de partículas de 0.50 a 0.80 g/mL. 6. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el relleno comprende microesferas de vidrio uniformemente distribuidas y/o cenoesferas de cenizas volantes que tienen un diámetro promedio de aproximadamente 10 a 350 mieras (micrómetros). 7. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el panel se forma de 42 a 68% en peso de polvos reactivos, 5 a 15% en peso de fibras de vidrio, 23 a 43% en peso de esferas cerámicas, y hasta 1.0% en peso de microesferas de vidrio, cada una en una base seca. 8. El sistema de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el panel comprende un núcleo que comprende la fase continua que resulta de curar una mezcla acuosa de polvos reactivos que comprende en una base seca, 35 a 75% en peso de sulfato de calcio alfa hemihidrato, 20 a 55% en peso de cemento hidráulico, 0.2 a 3.5% en peso de cal, y 5 a 25% en peso de puzzolana activa, la fase continua se refuerza uniformemente con las fibras de vidrio resistentes a álcali y contiene el relleno de peso ligero que comprende microesferas cerámicas uniformemente distribuidas, y además comprende cuando menos una capa exterior, cada capa exterior comprende una fase continua que resulta de curar una mezcla acuosa de polvos reactivos que comprenden en una base seca, 35 a 75% en peso de sulfato de calcio alfa hemihidrato, 20 a 55% en peso de cemento hidráulico, 0.2 a 3.5% en peso de cal, y 5 a 25% en peso de puzzolana activa, la fase continua se refuerza uniformemente con fibras de vidrio resistentes a álcali y partículas de relleno de peso ligero que tienen una gravedad específica de partículas de 0.02 a 1.00 y un tamaño de partículas promedio de aproximadamente 10 a 500 mieras (micrómetros), al menos una capa exterior tiene densidad de fase reducida relativo al núcleo. 9. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la o las capas exteriores se han formado a partir de 42 a 68% en peso de los polvos reactivos, 5 a 15% en peso de las fibras de vidrio, hasta 1.0% en peso de microesferas de vidrio tienen un diámetro promedio de aproximadamente 10 a 350 mieras (micrómetros), y 23 a 43% en peso de partículas de relleno de peso ligero que comprenden microesferas cerámicas, cada una en una base seca. 10. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el panel tiene un espesor de aproximadamente 6.3 a 38.11 mm (1/4 a 1 1/2 in.). 11. El sistema de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque las capas exteriores tienen un espesor de aproximadamente 0.8 a 3.2 mm (1/32 a 4/32 in.). 12. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque un panel con espesor de 19.1 mm (3/4 in) cuando se prueban de acuerdo con los métodos de prueba ASTM 661 y APA S-1 sobre una extensión de 406.4 mm (16 in) en centros, tiene una capacidad de carga final mayor a 250 kg (550 Ib), bajo carga estática, una capacidad de carga final mayor a 182 kg (400 Ib) bajo carga de impacto, y una deflexión menor a 1.98 mm (0.078 in) tanto bajo carga estática como de impacto con una carga de 90.9 kg (200 Ib). 13. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado porque las fibras de vidrio son monofilamentos que tienen un diámetro aproximado de 5 a 25 mieras (micrómetros) y una longitud aproximada de 6.3 a 76 mm (0.25 a 3 in). 14. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado porque la resistencia flexural de un panel que tiene densidad en seco de 1041.3 a 1521.9 kg/m3 (65 a 95 lb/ft3) después de impregnarse en agua por 48 horas, es de al menos 70.3 kg/cm2 (1000 psi) como se mide de acuerdo con la prueba ASTM C 947. 15. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la resistencia flexural de un panel que tiene densidad en seco de 1041.3 a 1521.9 kg/m3 (65 a 95 lb/ft3) después de impregnarse en agua por 48 horas, es de al menos 116 kg/cm2 (1650 psi)como se mide de acuerdo con la prueba ASTM C 947. 16. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el cemento hidráulico es cemento Portland. 17. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado porque los polvos reactivos comprenden 45 a 65% en peso de sulfato de calcio hemihidrato, 25 a 40% en peso de cemento hidráulico, 0.75 a 1.25% en peso de cal, y 10 a 15% en peso de una puzolana activa. 18. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque los elementos de techado de metal comprenden un miembro alargado que tiene una sección transversal en forma sustancialmente en C fabricada de metal. 19. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la capacidad de soporte de carga de diafragma de corte horizontal del sistema, no se reducirá en más de 25% cuando se expone al agua en una prueba en donde se mantiene una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) sobre paneles SCP de espesor de 19.1 mm (3/4 de in) sujetos en un bastidor de metal de 3 x 6 m (10 x 20 ft) por un periodo de 24 horas. 20. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la capacidad de soporte de carga de diafragma de corte horizontal del sistema, no se reducirá en más de 20% cuando se expone al agua en una prueba en donde se mantiene una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) sobre paneles SCP de espesor de 19.1 mm (3/4 de in) sujetos en un bastidor de metal de 3 x 6 m (10 x 20 ft) por un periodo de 24 horas. 21. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema no absorberá más de 3.42 kg/m2 (.7 lb/ft2) de agua cuando se expone a agua en una prueba en donde una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) se mantiene sobre paneles SCP con espesor de 19.1 mm (3/4 in) sujetos en un bastidor de metal de 3 x 6 m (10 x 20 ft) por un periodo de 24 horas. 22. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque un diafragma de 3 m (10 ft) de ancho por 6 m (20 ft) de largo por 19.1 mm (3/4 in) de espesor de los paneles SCP conectado a 3 x 6 m (10 x 20 ft) del bastidor de metal, no se hinchará más de 5% cuando se expone a una cabeza de agua de 50.8 mm (2 in) que se mantiene sobre los paneles SCP sujetos en el bastidor de metal por un periodo de 24 horas. 23. El sistema de la reivindicación 1 , caracterizado porque todo componente satisface ASTM G-21 en donde el sistema alcanza aproximadamente un 1 y satisface ASTM D-3273 en donde el sistema alcanza aproximadamente un 10. 24. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque soporta sustancialmente cero crecimiento de bacterias cuando está limpio. 25. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema no es comestible para las termitas. 26. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el panel comprende: una capa núcleo que comprende la fase continua, y al menos una capa exterior de otra fase continua respectivamente que resulta de curado de una mezcla acuosa que comprende en una base seca, 35 a 70% en peso de polvo reactivo, 20 a 50% en peso de relleno de peso ligero, y 5 a 20% en peso de fibras de vidrio, la fase continua se refuerza con fibras de vidrio y contiene las partículas de relleno de peso ligero, las partículas de relleno de peso ligero tienen una gravedad específica de partículas de 0.02 a 1.0 y un tamaño de partículas promedio de aproximadamente 10 a 500 mieras (micrómetros) en cada lado opuesto de una capa interior, en donde al menos una capa exterior tiene un porcentaje de fibras de vidrio superior que la capa interior. 27. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema no es direccional ya que los paneles del sistema pueden colocarse con su dimensión larga paralela o perpendicular a las viguetas de metal del bastidor sin perder resistencia o capacidad de soporte de carga, en donde la capacidad del sistema para soportar cargas muertas y vivas sin falla es la misma independientemente de la orientación del panel SCP en el bastidor de metal. 28. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema comprende un techo inclinado que comprende el panel SCP y bastidor de metal. 29. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema comprende un techo inclinado que comprende el panel SCP conectado a una hoja de metal corrugada, la hoja de metal está conectada al bastidor de metal. 30. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema comprende un techo plano que comprende el panel SCP conectado a una hoja de metal corrugada, la hoja de metal está conectada al bastidor de metal. 31. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema comprende un techo plano que comprende el panel SCP conectado al bastidor de metal. 32. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema tiene una capacidad de corte de diseño horizontal del diafragma de techo de 446.6 a 1488.5 kg/m (300 a 1000 Ib/ft lineal (plf)). 33. El sistema de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el sistema tiene una capacidad de corte de diseño horizontal del diafragma de techo de 595.4 a 1190.8 kg/m (400 a 800 Ib/ft lineal (plf)). 34. Un método para producir el sistema de techo no combustible de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque comprende colocar el panel en los elementos de techo de metal. 35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque comprende colocar el panel en los elementos de techo de metal cuando la temperatura ambiente es menor a 0 grados C (32 grados F). 36. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque comprende colocar el panel en los elementos de techo de metal cuando la temperatura ambiente es inferior a -7.5 grados C (20 grados F). 37. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la etapa de colocación comprende dejar caer el panel en los elementos de techo de metal de manera tal que al menos un extremo del panel cae cuando menos .6 m (2 ft). 38. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la etapa de colocación comprende colocar el panel para estar dispuesto en los elementos de bastidor de metal cuando la temperatura ambiente es menor a 0 grado C (32 grados F) al dejar caer el panel en los elementos de bastidor de metal de manera tal que al menos un extremo del panel cae al menos .6 m (2 ft). 39. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque la etapa de colocar comprende colocar el panel para estar dispuesto en los elementos de bastidor de metal cuando la temperatura ambiente es menor a 0 grado C (32 grados F) al dejar caer el panel en los elementos de bastidor de metal, de manera tal que al menos un extremo del panel cae .91 a

1.22 m (3 a 4 ft).