MXPA98009822A

MXPA98009822A - Mezcla para producir piezas moldeadas de concretoreforzadas con fibra de vidrio, y proceso y equipopara producir tales piezas moldeadas.

Info

Publication number: MXPA98009822A
Application number: MXPA98009822A
Authority: MX
Inventors: Pachow Ulrich
Original assignee: Mci Sa
Priority date: 1997-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2005-04-28
Also published as: BR9805010A; JPH11246254A; DE19752045A1; EP0921107A1

Abstract

La presente invencion se relaciona con una mezcla para producir piezas moldeadas de concreto reforzadas con fibra de vidrio, las cuales consisten de: cemento 100 Kg. arena de 0 a 20 Kg. polvo de roca de 0 a 30 Kg. arena fina de 10 a 30 Kg. agua de 80 a 130 Kg. fibras de polimero de 0.5 a 2.5 Kg. empaque plastico de 0.5 a 2.0 Kg. fibras de vidrio (10-20 Mm. de largo) de 2.0 a 5.0 Kg. agente de retencion de 7 a 25 Kg. y con un proceso y equipo para producir tales piezas moldeadas.

Description

- 3 - MEZCLA PARA PRODUCIR PIEZAS MOLDEADAS DE CONCRETO REFORZADAS CON FIBRA DE VIDRIO. Y PROCESO Y EOÜIPO PARA PRODUCIR TALES PIEZAS MOLDEADAS La presente invención se relaciona con una composición nueva para producir piezas moldeadas a partir de concreto reforzado con fibra de vidrio, y con un proceso de producción y equipo adaptado para la formulación novedosa. La producción de piezas moldeadas de pared delgada según se requiere, por ejemplo, para los relieves de encastres de concreto reforzado con fibra son conocidos. Puesto que el proceso, el cual inicialmente se lleva a cabo únicamente a mano, es muy costoso y consume mucho tiempo, se desarrollaron procesos nuevos de producción desde hace aproximadamente dos décadas. Estos incluyen antes que nada el proceso de inyección en el cual una mezcla terminada primero que nada se prepara a partir de cemento, agua, fibras de refuerzo y agregados. Esta mezcla de lechada se inyecta en el molde, se deshidrata y se coloca sobre un soporte de encofrado con el fin de que endurezca. Este proceso funciona bien con las fibras de asbesto utilizadas inicialmente para refuerzo. Después de que los asbestos han sido prohibidos en la industria de la construcción, se llevaron a cabo ensayos con celulosa y fibras de polímero como sustitutos. En el curso de estos ensayos se encontró que las piezas moldeadas resultantes son de muy baja resistencia. En •consecuencia, si las partes expuestas al manejo exterior y su exposición a la intemperie no se fracturan durante su transporte al sitio de construcción o mientras se colocan, con mucha frecuencia muestran fracturas después de un tiempo relativamente breve, en el curso de su exposición natural a la intemperie, de formación o como resultado de escarcha. Las razones para tales fracturas son longitudes de fibra relativamente cortas, generalmente <6 mm, la poca resistencia de la celulosa y las fibras de polímero, el bajo módulo de Young de las fibras utilizadas en relación a la matriz unida a cemento y las propiedades desfavorables de exposición a la intemperie de las fibras de celulosa, las cuales son utilizadas en una cantidad relativamente grande. Este conjunto de problemas ha requerido una nueva clase de mezcla cuyo constituyente esencial sean fibras de vidrio con una longitud de 10-20 mm. La longitud de la fibra tiene una influencia crítica sobre la resistencia a la tracción de flexión, resistencia a la deformación y la resistencia al impacto. Por •otra parte, las fibras más grandes con frecuencia llevan a bloqueo de las tuberías del recipiente de depósito de mezcla al molde y de esta manera imposibilitan la producción continua. El objetivo de la invención es desarrollar una composición de mezcla la cual utilice fibras de vidrio con una longitud de 10-20 mm, la - 5 -cual evite el bloqueo y de esta manera permite la producción continua . Otro problema que debe ser evitado es el del surgimiento del cemento del molde en el curso de la operación de prensado o en el curso de deshidratación. Una posibilidad es agregar cantidades relativamente grandes de celulosa natural cuyas fibras individuales poseen un área superficial específica muy elevada. Sin embargo, la celulosa tiene la desventaja de que se hincha al absorber agua y, de esta manera se incrementa su volumen, lo que lleva a tensiones dentro del material. Las consecuencias son resistencias débiles y su susceptibilidad a fracturas o fracturas reales en el producto terminal . Por lo tanto, el objetivo es encontrar una mezcla novedosa de cemento/fibra de vidrio la cual permite la producción de piezas moldeadas de alta resistencia a la tracción de sección y resistencia al impacto, a partir de las cuales poco o nada del cemento sea forzado hacia afuera en el curso de la deshidratación y el cual, además, posea una estabilidad elevada a los efectos de la exposición a la intemperie. Este objetivo se obtiene por las características indicadas en la reivindicación principal y con ayuda de las características de las reivindicaciones dependientes. El documento EP 0 494 920 describe una matriz de cemento para fabricar cemento o concreto reforzado con fibra de vidrio, el cual se utiliza en particular para producir placas - 6 -planas. La mezcla consiste de cemento Portland, escoria de alto horno, arena y, para unión del hidróxido de calcio liberado durante la hidratación, una cantidad suficiente de agregado constituido de cenizas volantes, dióxido de silicio reactivo, metacaolina, tierra de diatomáceas y/o puzolana. El concreto reforzado con fibra de vidrio se produce al introducir la matriz de cemento, y las fibras de vidrio en forma de capas dentro de un molde, las fibras de vidrio son colocadas como tales fibras de vidrio divididas en hilos (hebras de fibra de vidrio) o se aplican por medio de una técnica de estratificación de aspersión de fibra. Sin embargo, las partes de construcción tridimensionales con un espesor uniforme de capa no se puede producir de esta manera. Sin embargo, sorprendentemente, una matriz constituida de cemento, arena, polvo de roca o piedra caliza, arena fina y agua se pueden mezclar junto con fibras de vidrio y se pueden utilizar para moldeado por procesos de inyección si se agregan a esta mezcla una pequeña cantidad de fibras de polímero y fibras de empaque plásticas, y un agente para cemento. Sorprendentemente, pese a las fibras de vidrio largas, tales mezclas no sólo se pueden mezclar sin problemas y se pueden introducir en el molde de inyección por medio de las tuberías correspondientes, sino que también proporcionan retención adecuada de los materiales pulverulentos cuando se expulsa el exceso de agua de inyección, de manera que proporciona una matriz - 7 -sólida. Durante la operación de expulsión del agua, aquí es ventajoso tensionar una capa de tela de látex deformable tridimensionalmente sobre el cedazo de descarga. La mezcla de la invención comprende las siguientes adiciones, por 100 kg de cemento: • Arena i de5.0a 20 kg i • Polvo de roca (piedra caliza) ¡ de5JOa20 kg I • Arena fina ¡ de 10 a 30 kg i · Agua , de 80 a 130 kg • Fibras de polímero ¡ de 0.5 a 2.5 kg • Empaque plástico j de 0.5 a 2.0 kg • Fibras de vidrio (10-20 mm de largo) de 2.0 a 5.0 kg • Agente de retención ! de loa 25 kg 1 El cemento utilizado preferiblemente es cemento de alto horno con un bajo contenido de hidróxido de calcio, puesto que, si este es el caso, es posible agregar cantidades más pequeñas de óxidos de silicio reactivos o de silicatos que se unan al hidróxido. ¡ i Para facilitar la suspensión y el transporte auxiliar i a través de las tuberías, la arena1 utilizada debe tener un tamaño de grano desde 50 hasta 200Ó µp?, preferiblemente desde aproximadamente 100 a 1000 µta, para la arena fina, y desde 0 hasta 100 µ?a para la piedra caliza, en promedio. ¡ - 8 - La arena fina utilizada preferiblemente es dióxido de silicio reactivo como se obtiene de los gases de expulsión de los hornos de fusión en la fabricación de silicio y ferrosilicio, aunque también es posible utilizar otros silicatos que se unan a hidróxido de calcio o sílices reactivas tales como tierra de diatomáceas, metacaolinita o puzolana. La cantidad de estas sustancias que se elige debe ser suficiente por lo menos para unir el hidróxido de calcio formado durante la hidratación del cemento. Además, estos constituyentes finamente divididos (con un tamaño de grano preferiblemente de 1 a 50 µta) incrementan adicionalmente la resistencia de la matriz de cemento. Las fibras de polímero utilizadas preferiblemente son polímeros resistentes a álcalis, tales como poliacrilonitrilo, polipropileno, alcohol polivinílico, polietileno o poliamidas, prefiriéndose el poliacrilonitrilo al considerar no sólo su resistencia sino también su polaridad, la cual es ventajosa para absorción adicional de cemento. Las fibras se utilizan en una longitud de 3 a 10 mm, preferiblemente de 4 a 5 mm, con un espesor de fibra de 20 y 100 /¿m. El empaque plástico utilizado consiste preferiblemente de los mismos materiales de fibra sintética, que tienen espesores de fibra de 1-30 µta. Se hace referencia particular a un empaque sintético de fibras de polietileno las cuales se hinchan en un espesor de 1 a 10 µp?. - 9 - Las fibras de vidrio utilizadas preferiblemente son fibras resistentes a álcalis, preferiblemente fibra de vidrio A comerciales las cuales contienen óxido de zirconio o zirconia, como un aditivo con el fin de reducir el ataque alcalino. Las fibras de vidrio de esta clase se fabrican como hilo hilado o centrifugado con diámetros de 10 a 20 µt? y posteriormente se corta a la longitud. De acuerdo con la invención, se prefiere utilizar fibras que tienen un diámetro de 10 a 20 µp?, las fibras se cortan a la longitud de 5 a 20 mm y, en particular, se utilizan mezclas de fibras que tienen longitudes de, por ejemplo, 12 y 18 mm. También es apropiada la adición de fibras con una longitud de 6 mm para una composición particularmente uniforme de la mezcla. Antes de unirse en hilos, las fibras individuales habitualmente se revisten con un apresto insoluble en agua el cual facilita la dispersión en fibras individuales dentro de la mezcla de cemento. Las fibras de esta clase son habituales en el comercio como un aditivo para concreto reforzado con fibra de vidrio. Los agentes de retención utilizados son polielectrolitos los cuales promueven la adsorción de las partículas de cemento en las fibras y su aglomeración entre sí. Se ha demostrado que son particularmente adecuados poliacrilatos con una carga aniónica débil, tales poliacrilatos también son habituales como floculantes en la tecnología de aguas residuales. - 10 - La mezcla de la invención es procesada en unidades habituales para la producción de elementos de concreto fibrados y se describe por ejemplo, en la solicitud para patente europea 0 459 270 ?.2. La gran facilidad de procesamiento de la mezcla de la invención hace posible en particular elaborar formas de constitución compleja, según se requiere para piezas de borde, piezas de conexión o similares. La producción se lleva a cabo de la manera habitual, al presionar la mezcla - homogeneizada en dispositivos apropiados de mezclado - a través de tuberías al interior de los moldes, después de lo cual el molde se cierra y el exceso de agua es expulsado a través de la base de cedazo por medio de presión. En una alternativa del proceso habitual, se puede colocar una capa de filtro adicional constituida de una tela de látex deformable tridimensionalmente sobre la base del cedazo, esta capa se coloca en sí misma en un plano contra la superficie del cedazo bajo la presión aplicada y adicionalmente evita el escape de partículas de cemento. Las telas de látex de esta clase se utilizan ampliamente, por ejemplo, en la fabricación de ropa para natación, etc. Tiene una baja absorción de agua y la estructura de superficie regular permite un desprendimiento fácil de filtro de la pieza moldeada terminada, de manera que la capa de filtro puede ser utilizada una gran cantidad de veces antes de que se desgaste hasta un grado en el que necesite sustitución. Además, -11 -esto incrementa significativamente la duración de servicio de los cedazos . Los ejemplos a continuación proporcionan modalidades representativas de la invención.

Todas las cantidades son proporciones en masa.

Claims

- 12 - REIVINDICACIONES

l. Una mezcla para producir piezas moldeadas a partir de concreto reforzado con fibra de vidrio, caracterizada porque presenta la siguiente composición: Cemento 100 kg Arena de5.0 a 20 kg Polvo de roca de5.0 a 20 kg Arena fina de 10 a 30 kg Agua de 80 a 130 kg Fibras "de polímero de 0.5 a 2.5 kg~ Empaque plástico · de 0.5 a 2.0 kg Fibras de vidrio (10-20 mm de largo) de 2.0 a 5.0 kg Agente de retención de 10 a 25 kg
2. La mezcla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque se utilizan fibras de diversos materiales - preferiblemente polietileno, propileno, alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo y fibras de vidrio.
3. La mezcla de conformidad con la reivindicación i ó 2, caracterizada porque se utilizan fibras de longitudes - 13 " ( diferentes de 0.1-20 mm y permiten un refuerzo desde fino hasta grueso.
4. La mezcla de conformidad con las reivindicaciones 5 1 a 3, caracterizada porque el cemento es un cemento con un bajo contenido de hidróxido de calcio, especialmente un cementó de alto horno.
5. La mezcla de conformidad con una o más 10 reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la arena fina y el polvo de roca agregados o la piedra caliza pulverizada tienen tamaños de grano de 50 a 2000 µp?, preferiblemente desde aproximadamente 100 a 1000 µp?. 15
6. La mezcla de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la arena fina es dióxido de silicio reactivo de gases de expulsión, cenizas volantes, metacaolinita, tierra de diatomáceas o puzolana. 20
7. La mezcla de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque las fibras de polímero utilizadas son fibras de poliacrilonitrilo, polipropileno, alcoholes polivinílicos, poliamida o poliolefina. 25 - 14 -
8. La mezcla de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el empaque de polímero utilizado es un empaque de polietileno que tiene un espesor de fibra de l a 10
9. La mezcla de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque las fibras de vidrio consisten de vidrio resistente al álcali y que tiene un diámetro de 10 a 20 im y una longitud de fibra de 10 a 20 mm.
10. La mezcla de conformidad con una o más de las reivindicaciones l a 9, caracterizada porque los agentes de retención utilizados son polielectrolitos, preferiblemente un poliacrilato aniónico débil.
11. Un proceso para producir piezas moldeadas mediante el proceso de inyección, en el que se inyecta la mezcla terminada de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 10, dentro de un molde y se deshidrata y después el molde no seco por completo se coloca en un soporte de encofrado para endurecer, el proceso está caracterizado porque en el curso de la deshidratación se coloca una tela de filtro constituido de una tela de látex deformable tridimensionalmente sobre el cedazo de descarga. - 15 "
12. Un equipo para producir piezas moldeadas a partir de concreto reforzado con fibra de vidrio, que consiste de una unidad de moldeo por inyección convencional, el equipo está caracterizado porque la deshidratacion tiene lugar por medio de una tela de látex deformable tridimensionalmente colocada sobre la base del cedazo.