MX2011007802A - Tela impregnada. - Google Patents

Tela impregnada.

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MX2011007802A
MX2011007802A MX2011007802A MX2011007802A MX2011007802A MX 2011007802 A MX2011007802 A MX 2011007802A MX 2011007802 A MX2011007802 A MX 2011007802A MX 2011007802 A MX2011007802 A MX 2011007802A MX 2011007802 A MX2011007802 A MX 2011007802A
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MX
Mexico
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fabric
space
face
liquid
powder material
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Application number
MX2011007802A
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English (en)
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William Campbell Crawford
Peter Eric Brewin
Original Assignee
Concrete Canvas Technology Ltd
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Publication date
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    • D04B21/14—Fabrics characterised by the incorporation by knitting, in one or more thread, fleece, or fabric layers, of reinforcing, binding, or decorative threads; Fabrics incorporating small auxiliary elements, e.g. for decorative purposes
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
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    • E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
    • E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
    • E02B3/12—Revetment of banks, dams, watercourses, or the like, e.g. the sea-floor
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    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
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    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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Abstract

La invención proporciona un tejido separador tricotado, que tiene una capa inferior (10) tricotada compactada, una capa superior (12) tricotada más floja y fibras de unión (14) que se extienden a través del espacio (16) entre las caras inferior y superior (10, 12). Un material fraguable, por ejemplo cemento, es introducido en el espacio (16) entra las caras superior e inferior, y se puede provocar que fragüe por adición de un líquido, por ejemplo agua. Hasta que fragua, el tejido es flexible y puede conformarse, aunque después de que el material en el espacio (16) haya fraguado, el tejido es rígido y puede usare como un elemento estructural en una amplia gama de situaciones. La capa inferior (10) tiene una extensión (24) que se extiende más allá de la cara superior (12), y está conectada a la cara superior por fibras de conexión elásticas (26) que dirigen la extensión hacia la otra cara, cerrando de esta manera, al menos parcialmente, el espacio en el borde de la tela y evitando que el material fraguable se derrame. Además, el empaquetado del material fraguable y el espacio máximo entre las caras es tal que solo una cantidad predeterminada de líquido puede alojarse dentro del espacio, y esa cantidad es equiparable al agua requerida para fraguar el cemento.

Description

TELA IMPREGNADA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una tela que ha sido impregnada con un material que, cuando se mezcla con un líquido, fraguará o, en una realización, fraguará cuando se expone a radiación. Dicha tela tiene numerosas aplicaciones.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El documento WO 2005/124063 describe un refugio que incluye una lámina de suelo y una cubierta; el espacio entre la lámina de suelo y la cubierta puede inflarse bombeando aire en el espacio para elevar la cubierta y formar el refugio. La cubierta está fabricada de un tejido que ha sido impregnado con cemento; el tejido puede ser del tipo de fieltro conocido como "guata", que es un tejido no tejido flexible. Inmediatamente antes de que se infle el espacio interior, la cubierta se humedece con agua, de manera que, después del inflado, el cemento en la cubierta fragua y forma una carcasa rígida que actúa como techo de auto-soporte para el refugio, que es particularmente útil para proporcionar alojamiento temporal en áreas de emergencia.
El documento WO2007/144559 desvela un tejido que comprende un par de caras opuestas e hilos de auto-soporte (denominados también fibras de unión), que se extienden entre las caras, que mantienen las caras en una disposición separada, y un material en polvo sólido, localizado en el espacio entre las caras. El material en polvo es capaz de fraguar dando una masa sólida, rígida o semi-rígida, tras la adición de un líquido o tras la exposición a radiación UV, y puede comprender cemento que fraguará dando cemento sólido u hormigón tras la adición de un líquido basado en agua. La cantidad de material fraguable en el espacio en la tela es tal que, particularmente, cuando el material ha fraguado, ocupa sustancialmente todo el espacio entre la primera y segunda caras. El tejido (sin el material en polvo) puede ser tejido separador, que se conoce y está disponible en el mercado. El espesor del tejido separador se determina durante la fabricación eligiendo una longitud apropiada para las fibras de unión.
El documento US-4495235 desvela un cuerpo plano que contiene un núcleo hecho de cemento y agregados situados entre una capa de cubierta y una capa trasera. Las capas y los núcleos se unen juntos mediante aguja antes del endurecimiento del cemento, de manera que las capas se mantendrán juntas en un estado deformable.
El término "tela" o "tela cargada" se usará en la presente memoria descriptiva para denotar un tejido separador que tiene un espacio interno que contiene material en polvo fraguable. Un "tejido separador" es una tela que tiene una primera cara y una segunda cara separadas entre sí por un espacio, y también tiene fibras de unión de auto-soporte que se extienden entre la primera y segunda caras, que mantienen la primera y segunda caras en una disposición separada. El material en polvo fraguable se denominará también "carga"; la carga puede incluir tanto material que reacciona con el líquido para provocar que la carga fragüe, que se denominará "reactivo", como materiales que no reaccionan con el líquido, por ejemplo, auxiliares y materiales inertes, tales como cargas.
Un problema con la tela cargada con polvo es que la carga se derrama por los bordes abiertos del tejido separador, provocando un cierto desorden durante la fabricación, el transporte y el uso de la tela, y la pérdida de la carga en la región de borde de la tela hace que las propiedades de la región de borde sean diferentes de aquellas del resto de la tela y, a menudo, la región de borde debe retirarse cuando se usa la tela. Adicionalmente, algunas cargas en polvo, particularmente aquellas que tienen una temperatura de fusión que es sustancialmente diferente de la de las fibras del tejido separador, por ejemplo cemento y la mayoría de las cargas, hacen que el corte térmico y el sellado sean difíciles o imposibles por dos razones: en primer lugar, permanecen en forma de polvos y atascan el plástico fundido, impidiendo que actúe como material de sellado y, en segundo lugar, aumentan la entrada de calor requerida para un corte térmico eficaz y atascan la cuchilla de corte, evitando que funda las fibras del tejido separador fácilmente. Por lo tanto, para el sellado térmico para trabajar la tela debe cortarse mecánicamente y el polvo debe retirarse en primer lugar del borde a sellar; un procedimiento preferido es aspirar el polvo fuera del área adyacente al borde usando vacío, aplicando después calor y presión para sellar las caras. Sin embargo, las múltiples etapas en el procedimiento hacen que consuma tiempo y sea laborioso, o que requiera maquinaria cara y voluminosa, también el procedimiento a menudo es poco fiable y lento, debido al requisito de tener una superficie sin polvo, para un sellado térmico eficaz.
Un problema adicional con la tela cargada es que es difícil controlar la cantidad de líquido que se añade durante el procedimiento de fraguado. Si la cantidad de líquido añadido es menor que la requerida para fraguar completamente todo el material reactivo en la carga, parte del reactivo que es reactivo se gastará y podría tener que reemplazarse por un filtro inerte más barato. Finalmente, puede permanecer una región en el medio de la tela que contiene material no fraguado, dando como resultado una reducción significativa en las propiedades de la tela. Aunque un problema inicialmente, si el líquido de fraguado es agua y la tela entra en contacto con el agua durante el uso, por ejemplo, porque se expone a la lluvia, entonces el reactivo puede fraguar totalmente durante el uso. Mas generalmente, particularmente cuando la cantidad de líquido añadido es solo ligeramente menor que la óptima, el material no fraguado se distribuirá por todo el material fraguado, dando como resultado propiedades mecánicas solo ligeramente menores que las óptimas.
Por otro lado, sí se añade demasiado líquido, las consecuencias pueden ser mucho más graves, por ejemplo la carga puede convertirse en una suspensión y lavarse de la tela. También, el exceso de líquido no reaccionará y, en lugar de ello, permanecerá dentro de la carga mientras el reactivo fragua; el líquido puede drenar fuera de la tela después del fraguado, dejando huecos en la carga fraguada, reduciendo de esta manera la densidad del material fraguado. Esto puede dar como resultado un alto nivel de porosidad en el producto fraguado final, que puede dar como resultado una resistencia final significativamente menor, y también una menor resistencia a la entrada de líquido, que es indeseable para aplicaciones donde la tela actúa como una barrera para líquidos. Adicionalmente, un alto nivel de porosidad puede dar como resultado otras propiedades indeseables, por ejemplo: un aumento en la susceptibilidad al daño por congelación/descongelación y ataque químico.
La adición de la cantidad correcta de líquido consume tiempo y requiere el uso de personal cualificado.
La presente invención proporciona mejoras en la tela cargada y, especialmente, proporciona una solución a los problemas anteriores.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se proporciona una tela flexible que puede fraguar para hacerse rígida o semi-rígida, comprendiendo la tela: una primera cara; una segunda cara separada de la primera cara por un espacio; fibras de unión de auto-soporte, que se extienden entre la primera y segunda caras, que mantienen la primera y segunda caras en una disposición separada; y un material en polvo localizado en el espacio entre la primera y segunda caras, material que es capaz de fraguar dando un sólido rígido o semi-rígido tras la adición de un líquido o tras la exposición a radiación, en la que, en uno o más bordes de la tela, la primera y segunda caras están conectadas por un hilo elástico que cierra al menos parcialmente el espacio en el borde.
El hilo elástico (que se denominará "hilo de borde") normalmente será más corto que las fibras de unión de auto-soporte, cerrando de esta manera, al menos parcialmente, el espacio en el borde de la fibra pero que, cuando se estira, puede tener la misma longitud (o mayor) que el resto de las fibras de conexión en el tejido separador, pero cuando se permite que se contraiga bajo su propia tensión, consigue la longitud más corta deseada. El hilo elástico puede estirarse más de un 100% de su longitud sin romperse. Esto permite que se use la misma máquina para formar los bordes del tejido separador que la que se usa para formar el resto del tejido separador; en el borde o bordes del tejido separador, el hilo elástico puede usarse en lugar de algunos o todos (y preferentemente todos) los hilos de fibra de unión normal, estando los hilos de borde elásticos tejidos o tricotados en una condición estirada. Después de que la tela se haya retirado de la máquina usada para fabricarla, por ejemplo, una máquina de tricotado, la elasticidad en los hilos de borde provoca que las caras de la tela se estiren unas hacia a otras en el borde de la tela, cerrando de esta manera, al menos parcialmente, el espacio dentro de la tela en sus bordes.
El cierre parcial o completo de los bordes del espacio en la tela significa que, cuando el material en polvo se carga en el espacio, está restringido para que permanezca dentro de la tela y pueda derramarse menos fácilmente fuera de los lados.
Este aspecto de la presente invención puede implementarse proporcionando una extensión en el borde de una o ambas caras, que se extienden lateralmente más allá del resto de la cara, y que está conectada al resto de la tela mediante hilos elásticos; el hilo elástico en el borde de la tela dirige entonces la parte extendida hacia la otra cara, cerrando de esta manera, al menos parcialmente, el espacio en el borde.
El borde extendido puede ser también mayor que la distancia entre las dos caras, de manera que cuando la porción extendida se dirige hacia arriba, el borde se extiende verticalmente por encima de la cara durante una corta distancia; esto tiene [¿habría que añadir algo?].
El material en polvo puede fraguar tras la adición de agua y, en una realización, puede comprender cemento, opcionalmente cemento Portland o cemento de alto contenido de alúmina (teniendo este último la ventaja de que proporciona tiempos de fraguado más cortos, y una ganancia más rápida de resistencia temprana que otros cementos) o una combinación de estos cementos entre sí, o con otros cementos. La carga puede incluir cargas, por ejemplo, arena o agregados finos, ceniza volante, perlas de vidrio, cargas de baja densidad o recicladas, fibras naturales o sintéticas troceadas, harina de cal, aislantes de mica, sílice modificada superficialmente, pigmentos, agentes anti-fúngicos y cargas anti-radiación. El cemento puede combinarse con aditivos encontrados habitualmente en composiciones de cemento u hormigón. De esta manera, puede incluirse un número de modificadores de reacción, por ejemplo compuestos de litio, compuestos de sodio, compuestos orgánicos (ácido cítrico, ácido tartárico), fuentes de sulfato, plastificantes, aceleradores, retardantes, súper-plastificantes, agentes reductores de la contracción, agentes repelentes del agua y polvos poliméricos dispersables). El líquido usado para fraguar el cemento es agua, que puede ser agua de mar o agua que se ha modificado mediante la adición de otros compuestos químicos, que pueden incluir cualquiera de los aditivos anteriores que son solubles en agua.
Como alternativa, el material fraguable puede ser un componente de una resina curable de múltiples partes, que cura cuando dos o más componentes líquidos se mezclan juntos, por ejemplo, un sistema de resina epoxi. De acuerdo con el primer aspecto de la presente invención, el polvo puede ser un material fraguable por UV.
El segundo aspecto de la presente invención se refiere a una manera de controlar la cantidad de líquido añadido a la tela.
Al menos una de la primera y la segunda caras es porosa al líquido de fraguado, y la otra cara puede ser porosa o no porosa al líquido de fraguado o, de hecho, impermeable a cualquier líquido o gas. Las fibras de unión limitan el hueco entre las dos caras y, de esta manera, limitan el volumen interno máximo. El líquido se añade a la tela y pasa a través de una de las caras porosas (o posiblemente ambas, si se proporcionan) antes de empapar la carga y reaccionar con el reactivo para provocar que la tela fragüe en una lámina rígida.
La densidad del material de carga en polvo atrapado entre la primera y segunda caras en la tela está relacionada no solo con la densidad del material de los granos del reactivo y materiales auxiliares en la carga, sino también con el empaquetado de la carga, particularmente la cantidad de espacio que está ocupado por el aire debido al teselado imperfecto de las partículas (fracción de huecos). Es posible, mediante el ajuste cuidadoso de las condiciones de fabricación y también la selección de los reactivos y otros materiales auxiliares, especialmente la naturaleza del material de carga, las distribuciones de tamaño de partícula específicas, densidades e intervalos de formas de las partículas, controlar la densidad de empaquetado de las partículas y, de esta manera, la fracción de huecos dentro de la carga que está cargada en el material. Una vez que la carga se ha cargado y sellado en el material no puede salir, puesto que la fracción de huecos puede fijarse en el punto de fabricación.
Tras la adición del líquido, el aire se desplaza desde la fracción de huecos, parte del reactivo se disuelve en el líquido y, adicionalmente, el líquido provoca que el reactivo se hinche. Si no hay restricción, esta expansión continuará hasta que el reactivo se suspenda o disuelva enteramente en el líquido. De acuerdo con el segundo aspecto de la presente invención, el volumen del espacio entre las dos caras de la tela está limitado por las fibras de unión, que restringen cómo de lejos pueden moverse aparte las caras (en el contexto del fraguado de la carga y las fuerzas aplicadas a las mismas en dicho procedimiento, las fibras de unión son de una longitud fija). Las caras pueden ser de una construcción suficientemente cerrada que no permita el paso del reactivo o carga incluso cuando está saturada en el líquido. De esta manera, la tela puede restringir el hinchamiento del reactivo y, de esta manera, el aumento de volumen de la carga puede controlarse.
Por lo tanto, en esta disposición, es posible limitar la cantidad de líquido que puede añadirse para cargar un área dada de tela. Esto se consigue principalmente ajustando la fracción de huecos dentro de la carga y ajustando las propiedades de las fibras de unión, por ejemplo, su longitud, rigidez y la cantidad de fibras de unión dentro de la tela, de manera que el espacio disponible para acomodar el líquido, incluyendo una tolerancia para una pequeña cantidad de expansión que se obtiene como resultado debido a la presión ejercida por el hinchamiento de la carga durante la adición del líquido (la tolerancia para una carga dada está gobernada por la rigidez y cantidad de las fibras de unión) es igual a la cantidad de líquido que se requiere añadir.
Controlando las siguientes variables durante la fabricación, es posible producir una tela cargada en la que la proporción de huecos e hinchamiento se controla, para limitar el espacio disponible a ocupar por el componente líquido: • la disposición, forma y propiedades físicas de las fibras de unión, · la selección de los materiales de carga con características físicas adecuadas, incluyendo densidad, tamaño de partícula y distribuciones de forma, • la selección de los reactivos con características físicas adecuadas, incluyendo densidad, tamaño de partícula y distribuciones de forma, • control cuidadoso del procedimiento de fabricación, especialmente cargar la carga a la densidad volumétrica correcta dentro del material y • controlar la proporción de reactivos y cargas dentro de la carga seca.
Si por ejemplo el espacio disponible se controla para que esté cerca de la cantidad óptima de líquido que se requiere añadir para fraguar todo el reactivo, entonces no importa cuánto líquido está presente alrededor de la tela, y es imposible añadir demasiado líquido al interior de la tela. Esto tiene ventajas significativas que incluyen: 1. El material puede sumergirse y (como en la realización preferida en la que el líquido es agua) fraguará bajo el agua sin alterar significativamente las propiedades del material fraguado. 2. El riesgo de errores por equivocaciones del usuario se reduce significativamente. 3. El nivel de cualificación y habilidad necesario para usar correctamente la tela se reduce. 4. Si el líquido adicional entra en contacto con la tela, por ejemplo si fragua bajo la lluvia, no alterará las propiedades del material fraguado.
De acuerdo con este segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una tela flexible que puede fraguar para hacerse rígida o semi-rígida, comprendiendo la tela: una primera cara; una segunda cara, separada de la primera cara por un espacio; fibras de unión de auto-soporte, que se extienden entre la primera y segunda caras, que mantienen la primera y segunda caras en una disposición separada; y un material en polvo compactado, localizado en el espacio entre la primera y segunda caras, material que es capaz de fraguar dando un sólido rígido o semi- rígido tras la adición de un liquido, en la que tanto la primera como la segunda caras son sustancialmente impermeables al material en polvo, pero al menos una de ellas es permeable al líquido, y en la que la cantidad y tipo de reactivo en el material en polvo compactado, y el volumen y compactación del material en polvo son tales que: MV - OV = x · LV en la que: MV = el volumen máximo del espacio dentro de la tela (por área unitaria de la tela); de esta manera, MV incluye tanto el volumen del espacio vacío en la tela antes de la adición del material en polvo, como el volumen adicional resultante de cualquier expansión del espacio, debido a la presión ejercida por el hinchamiento del material en polvo durante la adición del líquido, o durante el fraguado del material. El volumen adicional puede modificarse ajustando la cantidad y rigidez de las fibras de unión, aunque generalmente será del orden de hasta el 15%, por ejemplo el 12% del volumen del espacio vacío en la tela antes de la adición del material en polvo; OV = el volumen del espacio dentro de la tela que está ocupado por las partículas del material en polvo, volumen que no incluye el volumen ocupado por los huecos dentro del material en polvo (por área unitaria de la tela); LV = el volumen de líquido (por área unitaria de la tela) que da como resultado la resistencia compresiva máxima a largo plazo (28 días), de la mezcla de carga cuando fragua; éste puede deducirse empíricamente o a partir de la proporción de mezcla de líquido a reactivo recomendada por el fabricante/mezclador del reactivo; y x = un factor entre 0,65 y 1 ,1 El factor x puede ser menor de 1 , por ejemplo 0,85 - 0,99, tal como 0,87 - 0,91. Por ejemplo usando una formulación de cemento basada en HAC particular, en la que el líquido es agua y el valor de x usado es 0,89.
En otras palabras, la tela es tal que (y especialmente la compactación del material fraguable y la cantidad de reactante en el material fraguable, y el volumen máximo entre las caras son tales que) solo una cantidad predeterminada de líquido puede acomodarse dentro del espacio y que la cantidad se ajusta al líquido requerido para fraguar el reactivo. De esta manera, no es posible, durante un uso normal, añadir demasiado líquido al interior de la tela.
Generalmente, debido a variaciones inevitables en las condiciones de fabricación y los materiales, puede haber ligeras variaciones en la cantidad óptima de líquido a añadir, es decir, la cantidad mínima de líquido requerida para fraguar el reactivo completamente; generalmente, es preferible equivocarse en el sentido de añadir demasiado poco líquido que demasiado mucho, es decir, el factor x es preferentemente menor de 1. En algunos casos, sin embargo, es deseable usar deliberadamente por encima o por debajo de la cantidad teórica óptima de líquido. Por ejemplo, para ciertas aplicaciones puede ser deseable tener un alto nivel de porosidad y, por tanto, una proporción de líquido a reactivo que sea mayor que la óptima. En otros casos, puede ser deseable una baja proporción, por ejemplo, un reactivo no reaccionado puede conferir propiedades de auto-curado limitadas a un material, mientras que las grietas pueden permitir que el líquido penetre en el material de fraguado y reaccione con el reactivo no reaccionado mantenido dentro del material fraguado.
Para conseguir la proporción deseada, típicamente es necesario obtener una densidad relativamente alta de carga seca dentro de la tela, es decir, la carga está compactada dentro de la tela. Además de controlar la proporción de líquido a reactivo, una alta densidad de carga seca también tiene las siguientes ventajas: 1. La carga seca es menos susceptible a moverse dentro del material cuando se somete a fuerzas externas, por ejemplo: vibración durante el transporte. 2. La carga humedecida es menos susceptible a moverse debido al movimiento de líquido, cuando se añade el líquido, por ejemplo si el líquido se añade por pulverización o eyección sobre una de/o las caras porosas. 3. Cuando el material se manipula o se pliega, la carga seca o humedecida, pero no fraguada, es menos probable que se mueva, lo que puede dar como resultado un área o línea debilitada en el material fraguado. 4. En algunos casos un nivel más denso de reactivo desprenderá más calor por área unitaria, que puede acelerar ventajosamente la reacción y también permitir que la reacción ocurra a bajas temperaturas.
Debe observarse que la carga seca no debe estar tan compactada como para reducir la fracción de huecos a un valor por debajo de lo que sería un espacio insuficiente dentro de la tela para permitir alojar la cantidad deseada de líquido o que las partículas de carga se empaqueten tan de cerca que restrinjan el paso de líquido a través de la carga hasta una extensión tal que solo una cantidad insuficiente de líquido es capaz de entrar en contacto con el elemento reactivo dentro de la carga y, de esta manera, es capaz de reaccionar una fracción insuficiente de reactivo. En la práctica, este nivel indeseablemente alto de compactación es difícil de conseguir en la mayoría de los casos.
Aunque el documento WO 2007/144559 enseña que la cantidad de material fraguable en el espacio en la tela es tal que, particularmente cuando el material ha fraguado, ocupa sustancialmente todo el espacio entre la primera y segunda caras, no enseña que la mezcla y densidad (es decir, el grado de compactación) del material fraguable deba seleccionarse de manera que satisfaga la fórmula anterior, y de manera que pueda usarse para controlar la proporción de agua a cemento y así optimizar las propiedades físicas de la tela cuando fragua, evitando la posibilidad de añadir demasiado líquido. Esto permite que la tela fragüe en presencia de exceso de líquido, por ejemplo, bajo el agua, mientras que aún proporciona las propiedades físicas deseadas. En el caso de una tela cargada con cemento, que es la forma de tela que se ejemplifica específicamente en el documento WO 2007/144559, la presente invención generalmente requiere una selección cuidadosa de los materiales de carga, y un mayor grado de compactación, que era evidente a partir del documento WO 2007/144559 para satisfacer la fórmula anterior.
El material en polvo fraguable y/o el líquido pueden incluir aditivos, por ejemplo flexibilizantes, agentes de espumación, cargas, materiales de refuerzo, etc. que se conocen en la técnica en conexión con los materiales fraguables en cuestión, como se ha descrito anteriormente.
El material fraguable preferentemente se añade al espacio a través de los poros formados en la primera cara de la tela, en cuyo caso la primera cara tendrá poros que son suficientemente grandes para permitir que el material se sitúe en la tela. Sin embargo, después de que el material se haya colocado en la tela, es deseable hacer a la primera cara sustancialmente impermeable al material de carga, y el documento WO2007/144559 describe varias técnicas que pueden aplicarse para conseguir esto.
En primer lugar, una capa adicional puede unirse sobre la primera cara después de que el material fraguable se haya introducido en la tela. Una de dichas capas podría ser, a modo de ejemplo, una capa impermeable a la humedad, que podría encontrar aplicación en la industria de la construcción o tunelización.
En segundo lugar, la primera cara puede estar hecha de, o incluir, un hilo elastomérico, de manera que la cara superior pueda estirarse para ampliar los poros dentro de la cara, para permitir que el material fraguable se introduzca en la tela, pero una vez que el material se ha añadido a la tela, las fuerzas de estirado pueden liberarse, para cerrar los poros a un tamaño tal que el material fraguable no pueda escapar fácilmente a través de la primera cara.
En tercer lugar, la primera cara puede tratarse después de que el material fraguable se haya introducido en la tela para cerrar los poros de la primera cara. Por ejemplo, es posible tratar la primera cara aplicando un material de sellado, tal como un adhesivo o someter la primera cara a tratamiento con disolvente para cerrar total o parcialmente los poros. En un ejemplo, puede aplicarse una pasta de PVC (por ejemplo usando una paleta) a la primera cara, y curarse por ejemplo mediante calor, por ejemplo, mediante calentadores radiantes o soplantes de aire caliente.
En cuarto lugar, la primera cara puede tejerse de fibras que se contraerán cuando se calientan, permitiendo de esta manera que los materiales fraguables se introduzcan a través de un tricotado que tiene poros suficientemente abiertos para permitir que las partículas pasen a través del mismo; después de que el material fraguable se haya introducido en la tela, la primera cara se calienta, por ejemplo usando aire calentado, provocando que las fibras se contraigan para cerrar los poros, evitando sustancialmente que las partículas de materiales fraguables escapen.
Puede usarse también una combinación de los procedimientos anteriores.
Preferentemente, la segunda cara es sustancialmente impermeable al material fraguable, de manera que la carga no caiga a través de la segunda cara cuando se añade a través de la primera cara. Sin embargo, para ayudar en la penetración de líquido en el espacio, la segunda cara es preferentemente porosa al líquido aplicado para fraguar la carga. De esta manera, la segunda cara incluye, preferentemente, poros que tienen un tamaño que permite que el líquido penetre, pero que no permite que las partículas de material pasen a través de los mismos. Independientemente de ello, si la segunda cara tiene poros que son demasiado grandes para retener el material dentro del espacio, es posible evitar que el material caiga fuera a través de la segunda cara, usando cualquiera de las medidas analizadas anteriormente.
Como ya se ha mencionado, la segunda y en algunos casos la primera cara de la tela pueden ser tales que el líquido puede penetrar en el espacio a través de las caras para entrar en contacto con el material en polvo fraguable dentro del espacio. Dicha penetración de líquido puede tener lugar incluyendo poros dentro de la cara (como se ha analizado anteriormente) y/o haciendo que los hilos de la primera y segunda caras de un material, que puede humedecerse por el líquido en cuestión, y por lo tanto el líquido se absorberá a través de la primera y segunda caras para entrar en contacto con el material fraguable dentro de la tela. Adicionalmente, la acción capilar entre las fibras dentro de la primera y segunda caras puede ayudar a proporcionar el líquido al material fraguable. Los materiales adecuados para su uso en la formación de la primera y segunda caras incluyen: · polipropileno, que es el material preferido a usar cuando el material fraguable incluye cemento, puesto que tiene una resistencia química excelente en condiciones alcalinas; • fibras de vidrio revestidas, que pueden proporcionar refuerzo al material fraguado; · polietileno; • fibras de PVC, que tienen la ventaja de ser relativamente fáciles de unirse usando enlace químico o térmico.
Puede usarse una mezcla de fibras.
Las fibras de unión en la tela son de auto-soporte, y deberían ser suficientemente rígidas, es decir, deberían ser suficientemente resistentes al doblado bajo fuerzas que tienden a aplastar la tela, para mantener el espacio entre las caras cuando el material fraguable se ha cargado sobre la pnmera cara para alimentar el material a la tela. La densidad de las fibras de unión, es decir, el número de hilos por área unitaria, también es un factor importante para resistir las fuerzas de aplastado, mientras se están añadiendo las partículas de material y, de esta manera, mantienen el espaciado entre las caras y restringen el movimiento de las partículas de material una vez que quedan atrapadas entre las capas superior e inferior. Las fibras de unión generalmente están hechas del mismo material que las caras, como se ha indicado anteriormente. Generalmente, las fibras de unión son un monofilamento, puesto que esto proporciona la mayor rigidez.
Es importante, de acuerdo con la presente invención, que las fibras de unión no dividan el espacio dentro de la tela en pequeños compartimentos cerrados individuales, puesto que dicha división permitiría que las grietas se propagaran dentro de la tela, reduciendo así la resistencia de la tela una vez que el material ha fraguado.
El tamaño de partícula del material fraguable debe ser suficiente para permitir que se introduzca en la tela, pero no debería ser tan fino que caiga fuera de los poros en la primera y/o segunda caras. Son especialmente preferidos los cementos de alto contenido de alúmina puesto que, entre otros atributos, proporcionan tiempos de fraguado más cortos y una ganancia más rápida en la resistencia temprana que otros cementos.
La primera y segunda caras y las fibras de unión son preferentemente parte de un tejido separador, que puede formarse con poros en la primera y segunda caras mediante el procedimiento de tricotado usado para fabricarla. La segunda cara está tricotada preferentemente de forma más compactada que la primera cara, de manera que los poros en la segunda cara son más pequeños que en la primera cara, para permitir que el material en polvo fraguable se introduzca en el espacio a través de los poros relativamente grandes en la primera cara y evitar que el material caiga fuera de la tela a través de la segunda cara.
La tela de la presente invención puede fabricarse y provocar que fragüe según se desee en cualquier momento posterior a la adición del líquido, por ejemplo, agua. La tela puede fabricarse, por lo tanto, en una localización, transportarse a otra localización, donde se provoca que fragüe mediante la adición del líquido, que puede suministrarse localmente, reduciendo de esta manera el volumen que debe transportarse. La tela impregnada con el polvo sólido aún será flexible y puede plegarse o enrollarse para su transporte.
La tela de la presente solicitud tiene muchas aplicaciones. En primer lugar, puede usarse para formar la cubierta de un refugio prefabricado, como se describe en el documento WO 2005/124063. Sin embargo, tiene aplicaciones más amplias y, por ejemplo, puede usarse: • para formar una pista para vehículos, peatones o animales; • para formar un refugio aplicando la tela a un armazón; • para fabricar encofrado para fraguar hormigón; • para formar barreras, por ejemplo, para revestir túneles; • para reparar o reforzar estructuras, por ejemplo, tejados; • para formar suelos o estructuras impermeables a humedad; • para reforzar estructuras terrestres, por ejemplo, riberas de río y pendientes inestables; • para proporcionar defensas contra inundaciones; • para reparar tuberías existentes, incluyendo tuberías de agua enterradas o construir nuevas tuberías; • para elementos ignífugos de estructuras nuevas o existentes, por ejemplo, como una cubierta o revestimiento ignífugo para chimeneas; • para formar una superficie dura, reducir los peligros de polvo y contener los derrames de combustible para aviones, por ejemplo, lugares de aterrizaje de helicópteros y pistas de aterrizaje; • para reforzar estructuras de sacos de arena y protegerlas del daño de elementos tales como viento y degradación ultra violeta; • para revestir trabajos en el suelo y evitar la fuga de contaminantes químicos, por ejemplo para vertederos o trabajos de contención de combustible secundarios; • para formar un revestimiento impermeable al agua para la contención de agua, por ejemplo estanques, revestimientos de canales y tanques de almacenamiento o sedimentación de agua o sépticos; • para formar toldos permanentes o estructuras de tejado; • para revestir zanjas de drenaje; • para proporcionar una impermeabilización orientada hacia el exterior para edificios; • para formar una parte integral de estructuras de gavión duraderas; • para reparar y/o reforzar estructuras de gavión y protegerlas del daño de elementos tales como viento y degradación ultra violeta; • para formar formas artísticas o decorativas, o • para formar cascos y superestructuras de embarcaciones flotantes, tales como botes o pontones.
Si el material fraguable fragua mediante la adición de agua, el agua puede añadirse intencionadamente o la tela puede ponerse en un lugar donde entre en contacto con el agua, por ejemplo, en un curso de agua, o en el exterior, donde pueda absorber la lluvia. Por ejemplo, es posible enterrar la tela en tierra húmeda y permitir que absorba el agua de la tierra, provocando de esta manera que el material fraguable fragüe.
Una vez que la tela ha fraguado, las fibras proporcionan también refuerzo para fraguar el material cargado y aumentar sustancialmente su resistencia y, si el material de carga se agrieta, permite que la tela falle progresivamente (en lugar de catastróficamente) adoptando la carga sobre la tela.
Teóricamente, no hay límite al espesor de la tela, aunque generalmente estará limitado por las técnicas de fabricación usadas para producirlo. Un espesor típico sería entre 2 y 70 mm, por ejemplo, de 2 a 40 mm y típicamente entre 4 y 30 mm, por ejemplo, de 4 a 20 mm. Una consideración importante que limita el espesor del material es la capacidad del líquido para penetrar desde el interior del material fraguable, antes de que las porciones externas del material fraguable hayan fraguado. Una limitación adicional sobre el espesor viene del aumento de peso de la tela con el aumento de espesor y, si es demasiado gruesa, las caras no son capaces de soportar el peso del material fraguable dentro de la tela.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Se describirá ahora, a modo de ejemplo únicamente, un material de tela de acuerdo con la presente invención, por referencia a los dibujos adjuntos, en los que: La Figura 1 muestra una ilustración esquemática de un tejido separador; La Figura 2 muestra una vista en sección transversal a través de la tela; La Figura 3 muestra una ilustración esquemática de un tejido separador de acuerdo con una realización de la presente invención; y La Figura 4 muestra un diagrama de agujas para tricotar el tejido separador de la Figura 3.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Haciendo referencia a los dibujos adjuntos, la Figura 1 muestra un tejido separador tricotado esquemático que tiene una capa 10 de la cara inferior tricotada fuertemente, una capa 12 de la cara superior tricotada más floja y fibras de unión 14 que se extienden a través del espacio 16 entre las capas de cara superior e inferior 10, 12. El tejido separador está fabricado de polietileno tricotado y está disponible en el mercado en Scott & Fyfe como un tejido separador de 5 mm.
El material fraguable, por ejemplo cemento, opcionalmente junto con cargas y otros aditivos, se introduce en la tela a través de los poros 20 en la capa 12 de la cara superior de tricotado abierto. Los poros 20 surgen del procedimiento de tricotado durante la fabricación del tejido separador. El cemento puede colocarse sobre el tejido separador y caerá a través de los poros 20 en el espacio 16. La penetración a través de los poros 20 puede estar asistida por la colocación del tejido separador sobre un lecho vibratorio y cepillando la carga hacia el interior de los poros, por ejemplo, usando un cepillo rotatorio. La vibración también tiene la ventaja de fraguar el cemento dentro del espacio 16 para minimizar los huecos o bolsas de aire que se forman.
La cara inferior 10 tiene una estructura tricotada relativamente fuerte y los poros en la cara inferior son más pequeños que en la capa de la cara superior, de manera que los poros son suficientemente pequeños para evitar que caigan fuera cantidades sustanciales de cemento.
Después de que el material se haya introducido en el espacio 16, la capa de la cara superior 12 se sella mediante la aplicación de un revestimiento fino de pasta de PVC que después se cura calentando la superficie.
El agua puede penetrar en la tela a través de los poros en la cara inferior 10; la hidratación del cemento está ayudada por las fibras de unión 14, que pueden absorber agua al interior de la tela.
La tela que incluye el tejido y el material de carga fraguable dentro del espacio 16, es flexible y puede formarse para conformarse antes de la introducción de líquido para fraguar el material dentro del espacio.
Las fibras largas 18, junto con las fibras cortas en la tela, proporcionan refuerzo al material cuando se fragua, y evitan la propagación de grietas.
La Figura 3 muestra un tejido separador que puede usarse para fabricar la tela de la presente invención; excepto lo indicado a continuación, es idéntica a la tela de las Figuras 1 y 2 y, en conexión con las Figuras 1 y 2, se usan los mismos números de referencia que se han usado en la Figura 3 para mostrar los mismos elementos. Sin embargo, en la tela de la Figura 3, el borde de la capa 10 de la cara inferior se extiende más allá del borde de la capa 12 de la cara superior, en una extensión 24 formada exactamente de la misma manera que el resto de la capa 10 de la cara inferior, excepto que las fibras de unión 26, que conectan la extensión a la cara superior 12, está hechas de un material elástico que se estira durante el tricotado. Cuando ya no se aplica más tensión a las fibras de unión elásticas 26, por ejemplo, retirando la tela de la máquina de tricotado, la extensión 24 se estira alrededor del borde de la tela mediante las fibras de unión 26, y cierra así el borde de la tela. Cuando se añade una carga fraguable a través de los poros 20 en la capa superior 12, no puede derramarse fuera de los bordes de la tela.
La Figura 4 muestra el patrón de agujas usado para tricotar el borde del tejido separador mostrado en la Figura 3, donde los hilos normales usados para formar el grueso del tejido separador por ejemplo, polipropileno se muestra mediante la letra "N" mientras que el elástico usado para formar las fibras de unión 26 se muestran mediante la letra "E".
Ejemplo 1 Un cemento de alto contenido de alúmina se carga en la tela mostrada en la Figura 3, usando las técnicas de vibración y cepillado descritas anteriormente, para formar una tela cargada. Se usa agua para fraguar el cemento. La proporción teórica óptima de agua:cemento en este caso es de 0,4 en peso. La tela tiene una cara porosa 10 de construcción suficientemente cerrada para evitar que el polvo de cemento seco, y también el polvo de cemento una vez empapado en agua, pase a través de la misma en cantidades significativas, teniendo la otra cara 12 una cara revestida con PVC impermeable para cerrar los poros 20. Las dos caras están unidas por fibras de unión de polietileno de monofilamento. El cemento de alto contenido de alúmina se compacta para dar una densidad seca total de 1 ,35 g/cm3 y un espesor medio de 7,3 mm entre las superficies externas de las dos caras.
Las fibras de unión están espaciadas, ligeramente arqueadas y son de una rigidez suficiente de manera que, tras la inmersión en agua, el hinchado del polvo de cemento entre las dos caras se restringe a un aumento del volumen interno del 14%. Cuando este volumen aumentado está totalmente cargado con agua como resultado de la inmersión, esto representa un 10% de aumento en el peso del material. Además del aumento de volumen, el agua también desplaza el aire de la fracción de huecos y disuelve una proporción del cemento que da como resultado un aumento del 22% adicional en el peso.
La inmersión continuada no da como resultado ningún aumento adicional del peso.
Por lo tanto, la construcción de la tela limita la proporción de agua a cemento a 0,32, que está ligeramente por debajo del óptimo de 0,4, para proporcionar la resistencia compresiva máxima a los 28 días. En otras palabras, el factor x en la fórmula anterior es 0,32/0,4 = 0,8.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1 . Una tela flexible que puede fraguar para hacerse rígida o semi-rígida, caracterizada porque comprende: una primera cara; una segunda cara, separada de la primera cara por un espacio; fibras de unión de auto-soporte, que se extienden entre la primera y segunda caras, que mantienen la primera y segunda caras en una disposición separada; y un material en polvo localizado en el espacio entre la primera y segunda caras, material que es capaz de fraguar dando un sólido rígido o semi-rígido tras la adición de un líquido o tras la exposición a radiación, en la que, en uno o más bordes de la tela, la primera y segunda caras están conectadas por un hilo elástico que es más corto que las fibras de unión de auto-soporte, cerrando de esta manera, al menos parcialmente, el espacio en el borde de lá tela.
2. La tela de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada porque en dicho uno o más bordes, la primera y/o segunda caras incluyen una porción de borde que se extiende lateralmente más allá del resto de la cara, y que está conectada al resto de la tela por los hilos elásticos, dirigiendo dicho hilo elástico la o cada porción que se extiende hacia la otra cara, cerrando de esta manera al menos parcialmente el espacio en el borde de la tela.
3. La tela de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las fibras elásticas están incorporadas en los bordes de la tela, por ejemplo, en lugar de algunas o todas las fibras de unión de auto-soporte, durante la fabricación de la tela.
4. Una tela flexible que puede fraguar para hacerse rígida o semi-rígida, caracterizada porque comprende: una primera cara; una segunda cara, separada de la primera cara por un espacio; fibras de unión de auto-soporte, que se extienden entre la primera y segunda caras, que mantienen la primera y segunda caras en una disposición separada; y un material en polvo compactado, localizado en el espacio entre la primera y segunda caras, material que es capaz de fraguar dando un sólido rígido o semi-rígido tras la adición de un líquido, en la que tanto el primer como el segundo material son sustancialmente impermeables al material en polvo, aunque al menos uno de ellos es permeable a líquidos, y en la que la cantidad y tipo de reactivo en el material en polvo compactado y el volumen y compactación del material en polvo son tales que: MV - OV = x · LV en la que: MV = el volumen máximo del espacio dentro de la tela (por área unitaria de la tela); de esta manera, MV incluye tanto el volumen del espacio vacío en la tela antes de la adición del material en polvo, como el volumen adicional resultante de cualquier expansión del espacio, debido a la presión ejercida por el hinchamiento del material en polvo durante la adición del líquido, o durante el fraguado del material; OV = el volumen del espacio dentro de la tela que está ocupado por las partículas del material en polvo, volumen que no incluye el volumen ocupado por los huecos dentro del material en polvo (por área unitaria de la tela); LV = el volumen de líquido (por área unitaria de la tela) que da como resultado la resistencia compresiva máxima a largo plazo (28 días), de la mezcla de carga cuando fragua; y x = un factor entre 0,65 y 1 ,1 , por ejemplo un número que es menor de 1 , por ejemplo 0,85 - 0,99, tal como 0,87 - 0,91.
5. La tela de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material en polvo fraguable comprende cemento, por ejemplo, una mezcla de hormigón seco basado en cemento, que incluye plastificantes y otros aditivos.
6. La tela de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera cara tiene poros que son suficientemente grandes como para admitir el material en polvo en el espacio, poros que están al menos parcialmente sellados o que se han reducido de tamaño, reteniendo de esta manera el material en polvo fraguable dentro del espacio.
7. La tela de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque los poros están al menos parcialmente sellados por un sellante tal como un adhesivo, un material curable por calor o una capa de material aplicada a la primera cara.
8. La tela de conformidad con de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera cara está soportada por una capa adicional, tal como una capa impermeable a la humedad, que es impermeable a líquidos o gases.
9. La tela de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la segunda cara incluye poros que son suficientemente pequeños como para retener el material fraguable en polvo dentro del espacio, pero que permiten el paso del líquido para provocar que el material en polvo fragüe.
10. La tela de conformidad con las reivindicaciones 4 y 9, caracterizada porque la poción de borde que se extiende está formada sobre la segunda cara.
11. Un procedimiento de fabricación de una tela flexible impregnada, como la que se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende los pasos de: proporcionar la tela que tiene una primera cara, una segunda cara separada de la primera cara por un espacio y fibras de unión de auto-soporte que se extienden entre la primera y segunda caras, y que mantienen la primera y segunda caras en una disposición separada; y cargar el espacio dentro de la tela con un material en polvo, por ejemplo, cemento, que es capaz de fraguar dando un sólido rígido o semi-rígido tras la adición de un líquido, colocando en el material fraguable sobre la primera cara y haciendo vibrar la tela y/o cepillando el material en polvo dentro de la tela.
12. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado porque comprende cargar el material en polvo en el espacio a través de los poros en la primera cara, y reducir el tamaño de los poros o cerrar los poros una vez que el material en polvo ha sido cargado, por ejemplo, sellando parcial o completamente los poros, por ejemplo aplicando un sellante a la primera cara o uniendo una capa adicional sobre la primera cara.
13. Un procedimiento de fraguado de una tela tal como se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende añadir un líquido a la tela para provocar que el material en polvo fraguable fragüe.
14. Un procedimiento de fraguado de una tela como la que se reclama en la reivindicación 4 o 10, caracterizado porque comprende sumergir la tela en un líquido para provocar que el material en polvo fraguable fragüe.
15. El uso del tejido impregnado como el que se reclama en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, • para formar una cubierta de un refugio prefabricado, por ejemplo como se describe en el documento WO 2005/124063; • para formar una pista para vehículos, peatones o animales; • para formar un refugio aplicando la tela a un armazón; • para fabricar encofrado para fraguar hormigón; • para formar barreras, por ejemplo, para revestir túneles; • para reparar o reforzar estructuras, por ejemplo, tejados; • para formar suelos o estructuras impermeables a humedad; • para reforzar estructuras terrestres, por ejemplo, riberas de río y pendientes inestables; • para proporcionar defensas contra inundaciones; • para reparar tuberías existentes, incluyendo tuberías de agua enterradas o construir nuevas tuberías; • para elementos ignífugos de estructuras nuevas o existentes, por ejemplo, como una cubierta o revestimiento ignífugo para chimeneas; para formar una superficie dura, reducir los peligros de polvo y contener los derrames de combustible para aviones, por ejemplo, lugares de aterrizaje de helicópteros y pistas de aterrizaje; para reforzar estructuras de sacos de arena y protegerlas del daño de elementos tales como viento y degradación ultra violeta; para revestir trabajos en el suelo y evitar la fuga de contaminantes químicos, por ejemplo para vertederos o trabajos de contención de combustible secundarios; para formar un revestimiento impermeable al agua para la contención de agua, por ejemplo estanques, revestimientos de canales y tanques de almacenamiento o sedimentación de agua o sépticos; para formar toldos permanentes o estructuras de tejado; para revestir zanjas de drenaje; para proporcionar una impermeabilización orientada hacia el exterior para edificios; para formar una parte integral de estructuras de gavión duraderas; para reparar y/o reforzar estructuras de gavión y protegerlas del daño de elementos tales como viento y degradación ultra violeta; para formar formas artísticas o decorativas, o para formar cascos y superestructuras de embarcaciones flotantes, tales como botes o pontones.
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