MXPA05011138A - Formulacion para obtener una mezcla de concreto fibroreforzado de alta resistencia mecanica y bajo peso volumetrico. - Google Patents

Abstract

Esta invencion se refiere a un concreto fibroreforzado de alta resistencia y bajo peso volumetrico, con resistencias mecanicas mas altas que las de un concreto tradicional y con un peso volumetrico menor. El objetivo de esta invencion, es proporcionar un tipo de concreto totalmente diferente a los que actualmente existen en el mercado, gracias a su formulacion, mezclado y comportamiento mecanico novedoso.

Description

"FORMULACION PARA OBTENER UNA MEZCLA DE CONCRETO FIBROREFORZADO DE ALTA RESISTENCIA MECÁNICA Y BAJO PESO VOLUMÉTRICO" ANTECEDENTES DE LA INVENCION En la actualidad el concreto usado en la industria de la construcción, esta integrado de manera general, por cemento, agua, agregado grueso (grava), agregado fino (arena) y algún aditivo si se requiere aumentar alguna de sus propiedades como la trabajabilidad, resistencia, tiempo de fraguado etc.

El estudio de materiales compuestos para la construcción es en la actualidad una de las primordiales necesidades para obtener substitutos de varios materiales que hoy en día son escasos y caros para realizar construcciones con ellos.

Con este fin se desarrollo un concreto fibroreforzado con propiedades mecánicas superiores a las de un concreto tradicional que además de tener un menor peso volumétrico esta hecho a base de desechos de fibras de vidrio (que se utilizan como agregados), cemento y agua.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN Los detalles característicos de este novedoso concreto se muestran claramente en la siguiente descripción, así como una ilustración de aquella y siguiendo los mismos signos de referencia para indicarlo.

Con referencia a lo anterior, el concreto es una mezcla de cemento, agua, agregados (finos y gruesos) para obtener un material pétreo con características mecánicas a la compresión, flexión, torsión, etc. y físicas similares a ias de una roca. Para la fabricación de este concreto se eligió una matriz o aglutinante a base de agua y cemento, el cemento utilizado para esta formulación fue cemento Pórtland tipo I.

Se utilizaron desechos de fibras de vidrio recubiertos con resina en sustitución de los agregados para disminuir el peso volumétrico y aumentar la resistencia mecánica, homogenizados antes de ser utilizados para garantizar una buena distribución del agregado.

Se utilizó fibra molida de recortes de fibra de vidrio recubiertos de resina poliéster, con una densidad real de 2.7 y un punto de fusión mayor a los 1700° Centígrados. El proceso de fabricación es por laminado procedente de un proceso de aspersión con pistola. La longitud promedio de las fibras es de 1.89 centímetros. El peso volumétrico de la fibra es de 215 kg/m3.

Algunas de sus principales características físicas y químicas son: Alta adherencia fibra - matriz (en este caso la matriz es cemento), características eléctricas (Aislante eléctrico), estabilidad dimensional, incombustibilidad, resistencia mecánica (resistencia especifica Tracción / Densidad superior a la del acero), aptitud para recibir diferentes ensimajes, imputrescibilidad, débil conducción térmica y excesiva flexibilidad.

Los constituyentes de ia fibra de vidrio son Si02 en un 65 %, A!203 en un 4%, B2Q en un 5.5%, CaO en un 14%, g20 en un 3%, K2Q en un 8% y Na20 en un 0.5% El contenido de cemento es el utilizado en aplicaciones estructurales y con una relación A/C-(agua / cemento) que va de 0.2 a 0.7 siendo el óptimo de 0.39 para obtener una buena trabajabilidad sin utilizar ningún otro tipo de agregados ni aditivos. El método de curado debe de ser de 3 días a! medio ambiente antes de ponerse en servicio.

Las proporciones de fibras utilizadas para este concreto van desde el 5% de contenido de fibra lo cual proporciona una resistencia promedio a la compresión de 280 MPa y un aumento de resistencia a cortante de aproximadamente un 64 % comparada con la de un concreto norma!; hasta el 40% de contenido de fibra lo cual proporciona una resistencia promedio a la compresión de hasta 466 MPa y un aumento de resistencia a cortante de aproximadamente un 92 % comparada con la de un concreto normal. Siendo el óptimo el 20 % de contenido de fibra lo cual proporciona una resistencia promedio a la compresión de 352.71 MPa y aumento de resistencia a cortante de aproximadamente un 84 % comparada con la de un concreto normal. Con relaciones cemento fibra que van desde 12.94 hasta 1.62 siendo la óptima 3.24.

Para este concreto, el modulo de elasticidad fluctúa entre 282000 MPa para un contenido de fibra del 5 % , 333000 MPa para un contenido de fibra del 20 % y hasta 372000 MPa para un contenido de fibra del 40 %.

El cemento utilizado para esta formulación es cemento Pórtland tipo I que esta compuesto principalmente por silicato tricálcico en un 50%, silicato dicálcico en un 24%, aluminato tricálcico en un 11 % y ferro aluminato íetracáicico en un 8% con un peso especifico de 3.1.

El agua utilizada es agua común. Para asegurarse de la calidad del agua basto con que no presentara ninguna coloración ni olor.

El método de dosificación del concreto puede adaptarse a cualquiera de los existentes siempre y cuando se respete las proporciones de fibra mencionadas.

El proceso de fabricado para esta formulación de concreto es homogenizar ias fibras con el cemento primero manualmente seguida de una homogenízación mecánica hasta obtener una perfecta distribución de las fibras en ei cemento.

Una vez homogenizado el cemento con las fibras se agrega el agua necesaria en forma constante y se mezcla durante el tiempo necesario para obtener una mezcla manejable.

Una vez obtenida esta mezcla se procede a colarse utilizando un método de compactado ya sea manual o mecánico.

El tiempo de curado es de 3 días a temperatura ambiente antes de ponerse en servicio.

Por todo lo dicho anteriormente se puede afirmar que estas características de resistencia mecánica a la compresión y peso volumétrico hasta un 25% menor no han sido logradas por ningún otro concreto.

Claims (6)

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente nuestra invención, consideramos como una novedad y por lo tanto reclamamos como de nuestra exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. Concreto fibroreforzado de alta resistencia y bajo peso volumétrico que se conforma de una matriz de cemento-agua y desechos de fibra de vidrio como agregados. El contenido de cemento es desde un 52 % hasta un 72 % en peso, siendo el óptimo el 63 %, el contenido de agua va desde un 14 % hasta un 37 % siendo el óptimo el 25 %, el contenido de fibra de vidrio es desde un 5 % hasta un 40 % del peso de cemento a utilizar siendo el óptimo el 13%. Que en conjunto proporcionan las características mecánicas y de bajo peso volumétrico del concreto.

2. Concreto fibroreforzado de alta resistencia y bajo peso volumétrico, que se caracteriza por tener una resistencia promedio a la compresión que va desde 280 MPa hasta 466 MPa dependiendo el porcentaje de fibra añadido.

3. Concreto fibroreforzado de alta resistencia y bajo peso volumétrico, que se caracteriza por tener una resistencia a cortante que va desde un 64 % hasta un 92 % mayor a ia de un concreto tradicional dependiendo el porcentaje de fibra añadido.

4. Concreto fibroreforzado de alta resistencia y bajo peso volumétrico, que se caracteriza por tener un modulo de elasticidad que va desde los 282000 MPa hasta los 372000 MPa dependiendo el porcentaje de fibra añadido.

5. Concreto fibroreforzado de alta resistencia y bajo peso volumétrico, que se caracteriza por tener un peso volumétrico que va desde los 1000 Kg/m3 hasta los 1400 Kg/m3 dependiendo el porcentaje de fibra añadido.

6. Concreto fibroreforzado de alta resistencia y bajo peso volumétrico que puede ser puesto en servicio a las 72 horas de haber sido fabricado.