ES2319723T3

ES2319723T3 - Formulacion de hormigon.

Info

Publication number: ES2319723T3
Application number: ES00913973T
Authority: ES
Inventors: Basil Taha Naji; Ihor Hinczak; David Malcolm Stitt
Original assignee: James Hardie International Finance BV
Current assignee: James Hardie International Finance BV
Priority date: 1999-04-09
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2009-05-12
Anticipated expiration: 2020-04-10
Also published as: BR0010670A; JP2002541055A; EP1189853A4; EP1189853A1; NZ514686A; CA2369585A1; MY130871A; CZ20013632A3; CZ298044B6; US20050209414A1; HK1044329B; ATE411266T1; HK1044329A1; CN100475742C; GT200000042A; DE60040534D1; CN1354734A; PA8493501A1; DK1189853T3; PL351797A1

Abstract

Una formulación de hormigón liviano que incluye 1 parte en volumen de aglomerante cementicio, de 0,5 a 1,5 partes en volumen de relleno inerte, de 2 a 6 partes en volumen de agregado liviano por parte en volumen de aglomerante cementicio y hasta 2% en peso de un aditivo, incluyendo dicho aditivo una mezcla de 40 a 99% de material polimérico orgánico y de 1% a 60% de un agente incorporador de aire, caracterizada porque dicho agregado liviano incluye poliestireno.

Description

Formulación de hormigón.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a hormigones livianos y particularmente, pero no únicamente, a hormigones livianos para uso como relleno central para paredes de panel tipo sándwich.

Antecedentes de la invención

La tecnología implicada en la producción y bombeo de hormigón liviano es bien conocida en la técnica anterior. Generalmente puede conseguirse usando dos tipos de modificadores de densidad, particularmente espuma y agregado liviano.

El hormigón espumado se fabrica introduciendo una espuma rellena de gas de base acuosa en una pasta que típicamente se forma con agua y cemento Pórtland solo o cemento Pórtland con un agregado liviano fino. La estructura de espuma se desarrolla añadiendo un agente químico generador de gas a la pasta de cemento Pórtland, o mezclando una espuma de base acuosa formada previamente en la pasta de cemento para conseguir una densidad inferior a
1000 kg/m^{3}.

Este último método requiere que el cemento Pórtland se mezcle con una espuma acuosa formada previamente que se produce usando un agente espumante comercial, tal como una proteína hidrolizada. Esta estrategia requiere un generador de espuma in situ para fabricar la espuma.

Es difícil mantener las relaciones correctas entre espuma y hormigón, particularmente en el sitio de trabajo. Esta dificultad puede llevar a la posibilidad de una falta de uniformidad en el hormigón espumado final producido, así como características variables de calidad de mezcla, bombeabilidad, extruibilidad y acabado. Los problemas se agravan por el hecho de que la espuma empieza a desaparecer desde el momento en el que se forma, ya que la espuma no es autogeneradora.

El hormigón agregado liviano, obtenido mezclando agregado liviano tal como poliestireno expandido, perlita y vermiculita junto con un mortero, se destina principalmente a aplicaciones con densidad de hormigón por encima de 1000 kg/m^{3}. Sin embargo, surgen dificultades en la mezcla de la suspensión cementicia y el agregado liviano debido a la tendencia del agregado a formar coágulos y a la segregación a causa de su composición intrínseca y baja gravedad específica.

Para hacer que dicho hormigón de poliestireno sea bombeable, puede ser necesario aumentar el contenido de agua en la mezcla para superar la fricción en las tuberías. Esto tiende a agravar los problemas de segregación y de coagulación asociados con la producción de hormigón agregado liviano.

Estos hormigones livianos, es decir, hormigón espumado y hormigón agregado liviano se han usado como relleno central para paredes de panel tipo sándwich, pero están sujetos a ciertas dificultades.

El hormigón espumado presenta una alta presión hidrostática durante el relleno central que algunas veces necesita el uso de un arriostramiento estructural del encofrado durante el relleno central de las paredes tipo sándwich. La mezcla también puede bajar repentinamente durante el bombeo y verterse desde la parte superior de la cima de la pared hacia el interior de la cavidad de la pared.

Por lo que respecta al hormigón agregado liviano, es necesario que el relleno central presente una densidad de
1000 kg/m^{3} o inferior, que está fuera del intervalo de densidad normal para el hormigón agregado liviano. Para conseguir esto, se necesita incorporar en la mezcla hasta 1 m^{3} de volumen aparente de agregado liviano por 1 m^{3} de mezcla. Esto lleva asociadas dificultades en la capacidad de recubrimiento de los agregados livianos debido al insuficiente volumen de mortero presente, lo cual posteriormente tiene como resultado una homogeneidad deficiente de la mezcla y una aglomeración insuficiente entre los constituyentes de la mezcla.

La inclusión de agentes incorporadores de aire (AEA) para mejorar la durabilidad en condiciones de congelación/descongelación, para ayudar a la bombeabilidad, mejorar la trabajabilidad y reducir la densidad del hormigón se ha puesto en práctica en la técnica desde hace mucho tiempo. La dosis de AEA normalmente se especificó para variar entre 5 y 9% de volumen de aire en la mezcla, estando establecido el límite de contenido de aire a un máximo de 22% por ASTM C-150. Normalmente se evitaban contenidos de aire superiores a éste, especialmente en el hormigón bombeado, por varias razones que incluyen:

durante el bombeo de un hormigón con una alta incorporación de aire, las burbujas de aire tienden a romperse tras el impacto con las paredes de las tuberías, codos de las juntas, encofrados y similares, lo cual conduce a un contenido variable de aire en el hormigón situado;

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el impulso de bombeo puede absorberse por el aire compresible encerrado por la tubería, lo cual lleva a un fallo de bombeo;

la compresibilidad de un exceso de aire durante el bombeo reducirá su eficacia como medio trabajable y hará que sea más difícil de colocar;

un exceso de aire en la mezcla puede hacer que el hormigón húmedo colocado baje repentinamente debido a la inestabilidad del sistema de huecos de aire; y

un hormigón con una alta incorporación de aire puede llevar a una reducción excesiva en la resistencia del producto endurecido.

Es un objeto de la presente invención solucionar o mejorar uno o más de los inconvenientes de la técnica anterior o al menos proporcionar una alternativa comercialmente útil.

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Descripción de la invención

La presente invención proporciona el uso de un aditivo para tratar un agregado liviano de poliestireno para reducir la formación de grumos del agregado cuando se mezcla para obtener una mezcla de hormigón bombeable y/o mejorar la unión entre el agregado y el aglomerante cementicio en la mezcla, incluyendo dicho aditivo (también denominado "agente de tratamiento" en la presente memoria) una mezcla de 40% a 99% de aglomerante polimérico orgánico y de 1% a 60% de un agente incorporador de aire.

De esta manera, en un aspecto, la presente invención proporciona una formulación de hormigón liviano que incluye 1 parte en volumen de aglomerante cementicio, de 0,5 a 1,5 partes en volumen de relleno inerte, de 2 a 6 partes en volumen de agregado liviano por parte en volumen de aglomerante cementicio y hasta 2% en peso de un aditivo, incluyendo dicho aditivo una mezcla de 40% a 99% de un material polimérico orgánico y de 1% a 60% de un agente incorporador de aire, caracterizado porque dicho agregado liviano incluye poliestireno.

La invención también proporciona una mezcla de hormigón liviano que incluye una formulación de hormigón liviano de acuerdo con la presente invención y que contiene hasta 60% de volumen de aire incorporado. Idealmente, la mezcla de hormigón contiene entre 25% y aproximadamente 50% de volumen de aire incorporado. Este contenido ultra alto normalmente no se usa en mezclas de hormigón debido a la dificultad para controlar la mezcla. Este nivel de incorporación de aire tan elevado normalmente también proporciona dificultades en la trabajabilidad, consistencia en la densidad y tendencia a bajar repentinamente, particularmente si se bombea verticalmente o a altas presio-
nes.

El hormigón producido a partir de la formulación de cemento mencionada anteriormente puede variar en densidad hasta 1200 kg/m^{3}; sin embargo, la mejor estabilidad del aire proporcionada por el aditivo de mezcla permite la producción de un hormigón liviano con una densidad muy por debajo de 1000 kg/m^{3}, por ejemplo de 450-650 kg/m^{3} con menos volumen de agregado liviano que en las mezclas convencionales de densidad comparable. A modo de comparación, en una realización el uso del aditivo de mezcla ha permitido reducir el volumen aparente del poliestireno en 1 m^{3} de mezcla desde aproximadamente 1 m^{3} a aproximadamente 0,7 a 0,8 m^{3}. Esta reducción también tiene como resultado una mejor capacidad de recubrimiento del agregado de poliestireno (es decir, ayuda a asegurar que se cubre la superficie entera de cada grano), una mejor trabajabilidad de la mezcla y una mejor aglomeración entre los componentes del mortero liviano y el componente de poliestireno en la mezcla.

En una forma preferida de la invención, el hormigón liviano producido por el uso del aditivo de mezcla puede usarse como relleno central en aplicaciones de paredes tipo sándwich sin necesidad de vibración interna o externa, o arriostramiento del encofrado. También permite el uso fijación con clavos de las láminas opuestas de cemento reforzado con fibras sobre los miembros de enmarcado de acero sin un arqueamiento excesivo o la fractura.

Preferiblemente, la proporción de material polimérico orgánico en el aditivo está comprendida entre 60 y aproximadamente 90% y más preferiblemente entre 70 y aproximadamente 85%.

Preferiblemente hay entre 10 y aproximadamente 50% del agente incorporador de aire en la mezcla, y más preferiblemente entre 20 y aproximadamente 40%.

En la mezcla puede usarse una amplia serie de materiales poliméricos orgánicos. Preferiblemente, el polímero orgánico comprenderá uno o más agentes tixotrópicos que se disuelven en agua o que al menos forman dispersiones coloidales en presencia de agua para producir un aumento de viscosidad. Los materiales poliméricos orgánicos adecuados incluyen derivados de celulosa tales como hidroximetilcelulosa, hidroxietil celulosa o hidroxi propil metil celulosa; polisacáridos tales como almidones o alginato; y polímeros y copolímeros hidrófilos sintéticos tales como poli(alcohol vinílico), poli(óxido de etileno) o poli(óxido de propileno).

Puede usarse cualquier agente incorporador de aire adecuado. La expresión agente incorporador de aire se refiere a agentes tensioactivos (con actividad superficial) que actúan para incorporar aire en la composición cuando ésta se mezcla con agua y/o se bombea. Los agentes incorporadores de aire adecuados incluyen uno o más tensioactivos no iónicos, catiónicos y aniónicos tales como sales de sodio de alfa olefina sulfonatos y lauril sulfato o sulfonato sódico, u óxido de miristamina.

El aditivo puede mezclarse con una amplia serie de aglomerantes cementicios que incluyen todos los materiales inorgánicos que comprenden compuestos de calcio, aluminio, silicio, oxígeno y/o azufre que presentan actividad hidráulica, es decir, que se solidifican y endurecen en presencia de agua. Los cementos bien conocidos de este tipo incluyen cementos Pórtland comunes, cementos resistentes a sulfato de fraguado rápido o extrarrápido, cementos modificados, cementos de alúmina, cementos de alto contenido de alúmina, cementos de aluminato cálcico y cementos que contienen componentes secundarios tales como cenizas volantes, puzolana y similares. La expresión "aglomerante cementicio" incluye otros aglomerantes bien conocidos tales como cenizas volantes, escoria, etc. y mezclas de los mismos con cemento Pórtland.

También son bien conocidos en la técnica agregados livianos adecuados. Éstos incluyen una serie de agregados livianos naturales y sintéticos tales como perlita, vermiculita y poliestireno expandido. El poliestireno expandido puede estar en forma de bolas, granos, pastillas o partículas recicladas.

El hormigón liviano también puede incluir entre 50 y 100% en peso del aglomerante cementicio de un ingrediente de densificación inerte en forma de partículas o un material inerte en forma de partículas. El término "material inerte en forma de partículas" indica un material que es inerte con respecto a los demás componentes de la composición, que tiene una densidad mayor que el agregado liviano y un tamaño menor de 5 mm. El material inerte en forma de partículas preferido es arena de albañilería natural.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para construir una pared que comprende las etapas de proporcionar un marco que tiene una pluralidad de miembros de marco separados entre sí de una forma sustancialmente paralela, unir láminas opuestas a dicho marco y rellenar la cavidad formada entre dichas láminas opuestas con un hormigón liviano de acuerdo con la presente invención o una mezcla de hormigón liviano de acuerdo con la presente invención. El aditivo puede estar presente en una cantidad de, por ejemplo, hasta aproximadamente 2%. El hormigón liviano también puede comprender un relleno inerte.

En otro aspecto adicional, la presente invención proporciona un método para formar una mezcla de hormigón liviano bombeable que comprende las etapas de mezclar primero el aditivo con agua para formar una solución acuosa, en segundo lugar añadir un agregado liviano de poliestireno a la solución acuosa y posteriormente añadir aglomerante cementicio. La mezcla puede consistir, por ejemplo, en: 1 parte en volumen de aglomerante cementicio; de 0,5 a 1,5 partes en volumen de agua nominal; de 0,5 a 1,5 partes en volumen de relleno inerte; de 1 a aproximadamente 9 partes en volumen de agregado liviano; y hasta aproximadamente 5% en volumen del aditivo.

Se producen efectos beneficiosos inesperados cuando se usa poliestireno como material de relleno de agregado liviano. Hay un problema conocido con el poliestireno en este contexto, ya que las partículas individuales tienden a desarrollar cargas electrostáticas superficiales. Esto hace que los agregados se aglutinen entre sí y floten en la parte superior de la mezcla in situ, dando lugar a una distribución poco uniforme, una integridad estructural comprometida y anulándose en gran medida el efecto deseado. Para solucionar este problema, normalmente es necesario pretratar los agregados de poliestireno para neutralizarlos. Esto requiere agentes químicos adicionales, una etapa del proceso separada y a menudo también un proceso de secado posterior. Sin embargo, el solicitante ha descubierto que por medio del uso del aditivo definido anteriormente puede evitarse este problema de la aglutinación. A este respecto, el aditivo inicialmente se mezcla con agua para formar una solución acuosa y después se añade el poliestireno a esta solución. Inesperadamente, se ha descubierto que esto neutraliza la carga superficial del poliestireno, sin que se requiera ningún agente químico o etapa del proceso adicional. Después se añaden a la mezcla los componentes sólidos como una etapa final. Evitando la necesidad de un proceso de pretratamiento separado para los agregados de poliestireno, pueden conseguirse ahorros sustanciales de coste de material y eficacias de producción.

Otra ventaja derivada de la presente invención cuando se usa junto con agregado liviano de poliestireno es la resistencia de la adherencia entre el poliestireno y el hormigón. Por razones que no se entienden completamente, el poliestireno normalmente no se adhiere bien con un aglomerante cementicio. Se sospecha que esto puede deberse a la naturaleza hidrófoba del agregado de poliestireno. Sin el deseo de limitarse por ninguna teoría particular, el solicitante ha descubierto que el uso del aditivo definido anteriormente también aumenta la resistencia de la adherencia entre el agregado de poliestireno y el aglomerante cementicio circundante. Esto puede deberse a que el agregado de poliestireno se vuelve hidrófilo o a otros mecanismos que no pueden analizarse a fondo en este momento. En cualquier caso, como se describe más adelante existe una mejora sustancial en la resistencia de la adherencia entre el agregado liviano de poliestireno y el material cementicio circundante.

Por consiguiente, la presente invención proporciona el uso de un aditivo para tratar agregado liviano de poliestireno para reducir la aglutinación del agregado cuando se mezcla en una mezcla de hormigón bombeable y/o para mejorar la unión entre el agregado y el aglomerante cementicio en la mezcla, incluyendo dicho aditivo una mezcla de 40% a 99% de aglomerante polimérico orgánico y de 1 a 60% de un agente incorporador de aire.

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La invención también proporciona un agregado liviano de poliestireno que se ha tratado mezclándolo con un agente de tratamiento, comprendiendo dicho agente de tratamiento una solución acuosa del aditivo de la invención.

A menos que el contexto requiera claramente otra cosa, a lo largo de la descripción y las reivindicaciones, las expresiones "comprende", "que comprende" y similares deben considerarse de una forma inclusiva en lugar de exclusiva o en sentido exhaustivo; es decir, en el sentido de "que incluye pero sin limitación".

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Mejor modo para realizar la invención

Para que la presente invención pueda entenderse más claramente, a continuación se describirá haciendo referencia a los siguientes ejemplos.

Los ejemplos 1-2 describen diversas mezclas de hormigón liviano que usan agregado de poliestireno como agregado liviano y arena y cenizas volantes como rellenos.

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Ejemplo 1

Uso de EPS como agregado liviano y arena como relleno

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Ejemplo 2

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Uso de poliestireno como agregado liviano y cenizas volantes + arena como relleno

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Comentarios sobre los Ejemplos 1-2

Las mezclas preparadas de acuerdo con estas recetas se bombearon en las cavidades de varias paredes tipo sándwich revestidas con cemento reforzado con fibras, con un tamaño de 2400 mm x 2400 mm x 75 mm. Después de la observación se descubrió que las mezclas eran:

bombeables, es decir no se observaba obstrucción del conducto o segregación de la mezcla.

estables, es decir la mezcla con incorporación de aire mantenía su nivel en la cavidad de la pared y no bajaba de manera repentina.

El Rendimiento de la mezcla reciente significa el volumen de la mezcla producido en un lote. Es importante que este rendimiento se mantenga después del bombeo y colocación del hormigón, lo que indica la estabilidad de la mezcla.

La densidad de la mezcla Reciente significa la densidad del hormigón antes del fraguado, que es lo más crítico para la aplicación de un relleno central de pared.

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Ejemplos 1 y 2

Agente incorporador de aire: lauril sulfato sódico

Polímero Orgánico: hidroxipropil metil celulosa

El solicitante ha descubierto que cuando se usa el aditivo de mezcla para producir un hormigón agregado liviano, la mezcla resultante tiene un comportamiento de bombeabilidad similar al de una mezcla de agregado liviano convencional.

El ejemplo 3 mostrado a continuación compara el comportamiento de bombeabilidad de dos mezclas de hormigón liviano, una con agente incorporador de aire y otra sin él, que contienen un volumen similar de agregado de poliestireno. Se produjeron dieciséis lotes de cada mezcla, se bombearon hasta el 8º piso y se usaron para el relleno central de paredes tipo sándwich revestidas con láminas opuestas de FRC. Las dos mezclas se procesaron de manera consecutiva para minimizar el sitio, el equipo y la interferencia humana con las velocidades de relleno central producidas. Puede verse que las velocidades de relleno central correspondientes a cada mezcla, tomadas como área de relleno central (m^{2}) dividida por tiempo de bombeo (h) fueron comparables.

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Ejemplo 3

Comportamiento de bombeabilidad de hormigón agregado liviano (poliestireno) con y sin incorporación de aire

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Claramente se obtiene una mejor bombeabilidad de la mezcla por la inclusión en dicha mezcla del aditivo de mezcla, lo cual condujo a una menor fricción en las tuberías. Además, se experimentará una menor obstrucción de las tuberías debido a la mejor homogeneidad de la mezcla, mejor capacidad de recubrimiento de los granos y sus características sin segregación.

Los solicitantes han descubierto que el hormigón agregado liviano resultante del uso del aditivo de mezcla proporciona no sólo una densidad sustancialmente menor, sino que también permite una menor presión hidrostática y tracción dinámica durante el relleno central.

Ejemplo 4

Grado de comparación de arqueamiento en paredes rellenas en la parte central

Las dos mezclas mostradas en el ejemplo 3 se bombearon en una cavidad de pared de 400 mm de anchura y 2,4 m de altura y se midió la deformación central (arqueamiento) en las láminas opuestas de cemento reforzado con fibras (FRC) de 6 mm durante el relleno central usando transductores de desplazamiento lineal de voltaje (LVDT). Se muestran en la siguiente tabla:

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A partir de las mediciones de deformación indicadas anteriormente puede verse que la mezcla de densidad de
500 kg/m^{3} con incorporación de aire permite una reducción de aproximadamente 50% en el arqueamiento de las láminas opuestas de FRC cuando se usa como relleno central en lugar de la mezcla convencional con una densidad de 100 kg/m^{3}.

Ejemplo 5

Comparación de tracción dinámica en paredes rellenas en la parte central

Las dos mezclas mostradas en el ejemplo 3 se bombearon en una cavidad de pared de 400 mm de anchura y 2,4 m de altura y se midió la respuesta dinámica (tracción) durante el relleno central usando un acelerómetro montado cerca de la base de la pared (Figuras 1 y 2 mostradas a continuación). Puede verse que la mezcla de hormigón liviano (con incorporación de aire) presentó significativamente menos tracción dinámica que la mezcla de agregado de poliestireno convencional sin incorporación de aire.

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La menor presión hidrostática ejemplificada en el ejemplo 5 tiene ventajas significativas con respecto a la técnica anterior. Permite la eliminación de la necesidad de arriostramiento externo del encofrado para controlar el arqueamiento y la fractura del panel de la pared. También permite una construcción más rápida, ya que puede usarse una pistola de clavos para fijar las láminas opuestas de cemento reforzado con fibras al marco en lugar de la fijación con tornillos. La menor presión hidrostática y tracción dinámica durante el relleno central también permite el uso de marcos de acero de menor calibre debido a los menores requisitos de rigidez/torsión.

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Se ha descubierto que de la presente invención surgen varios efectos beneficiosos sorprendentes e inesperados distintos incluyendo una mejor homogeneidad del hormigón agregado liviano resultante. La mezcla liviana es fluida, se autonivela, carece de segregación y puede usarse para rellenar, por ejemplo, la cavidad de una pared tipo sándwich sin necesidad de consolidar la mezcla por vibración externa o pequeños golpes externos.

Ejemplo 6

Comparación de retención de la humedad

Se vertieron las dos mezclas mostradas en el ejemplo 3 en paredes de 2400 mm x 1200 mm x 75 mm construidas usando costillas de la misma medida en el mismo punto y se dejaron curar en condiciones ambientales durante dos semanas. Después las paredes se transfirieron a una celda de secado donde se sometieron a 20 ciclos con una duración de 360 minutos con la mitad del tiempo a temperatura ambiente y la otra mitad a 45ºC. Esto se continuó con 10 ciclos más de 60 minutos de calentamiento a 70ºC y 10 minutos a temperatura ambiente. Después de la exposición de secado, se tomaron muestras de la parte central y se determinó el contenido de humedad de cada pared en una localización similar en todas las paredes.

Los resultados del análisis de humedad revelaron que la mezcla de hormigón liviano (con incorporación de aire) retenía 9,38% de humedad en comparación con 5,13% de humedad en una mezcla de agregado de poliestireno convencional sin incorporación de aire. Esto indica que, incluso después de un secado prolongado severo, la mezcla liviana de acuerdo con esta invención presenta una capacidad de retención de agua casi dos veces mayor que la humedad retenida en la mezcla convencional.

Por lo anterior, puede verse que la mezcla de hormigón liviano presenta una capacidad de retención de agua superior en comparación con el hormigón liviano convencional (poliestireno). Esto limita el volumen de agua liberada por la mezcla dentro de la cavidad de la pared, dando como resultado una menor hidratación de las láminas opuestas de cemento reforzado con fibras.

Por consiguiente, las láminas opuestas sufren menos degradación en sus propiedades estructurales. En particular, se mantiene su rigidez y capacidad de sujeción con tornillos, lo cual conduce a menos arqueamiento y fractura durante el relleno central. Además, las láminas secadas conducen a una retracción menor y más progresiva de la lámina según se seca la pared. Esto produce menos tensión (menos abertura) en los huecos de unión entre las láminas.

Otro resultado del efecto de la mejor retención de agua de la mezcla central es la menor degradación de la junta debido al menor volumen de exceso de agua libre procedente de la mezcla y que se difunde a través de las juntas. Esto permite una mejor adhesión del compuesto base y menos daños y distorsiones de la cinta de papel de unión que se extiende entre láminas opuestas adyacentes. Además, las juntas secadas permiten una unión más rápida y más fácil de las paredes in situ y una menor degradación por cualquier álcali disuelto en el agua del cemento que se infiltra al interior de la zona de unión.

Ejemplo 7

Comparación de resistencia de la adherencia

Las paredes sometidas a secado en el ejemplo 6 se ensayaron con respecto a la resistencia de la adherencia entre las láminas opuestas de cemento reforzado con fibras y las dos mezclas indicadas en el ejemplo 3. Esto se consiguió aplicando una fuerza de tracción a la superficie de contacto de FRC/parte central en diferentes niveles de la pared a lo largo de su altura. Los resultados se muestran en la siguiente tabla:

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Puede verse que después del secado cíclico, la mezcla con incorporación de aire presenta menos degradación en la resistencia de la adherencia en comparación con la mezcla liviana convencional. También puede observarse que las dos mezclas presentaron modos de fallo muy distintos. La mezcla convencional falló de una manera "adhesiva", es decir por separación del componente de FRC de la parte central a lo largo de su superficie de contacto. La mezcla con incorporación de aire, por otra parte, falló de una manera "cohesiva", es decir, la superficie de contacto FRC/parte central permaneció unida y el fallo se produjo en la parte central.

Por lo anterior, puede verse que la mezcla liviana de acuerdo con la presente invención presenta una adhesión superior a las láminas opuestas reforzadas con fibra. Es decir, se mejora la resistencia del compuesto de lámina/hormigón/lámina, lo cual conduce a una mejora de las características de rendimiento globales de la pared tipo sándwich. Esto es bastante sorprendente, ya que no había nada que hiciera sospechar que el aditivo proceso para producir la formulación de hormigón liviano presentara dicha adhesión superior. Será evidente para las personas especialistas en la técnica que dicho fallo "cohesivo" es una mejora sustancial con respecto a las técnicas convencionales.

Ejemplo 8

Comparación de extracción del anclaje

Las paredes sometidas a secado en el ejemplo 6 se ensayaron con respecto a sus capacidades de carga de extracción del anclaje. Se taladraron agujeros de anclaje y se insertaron dos tipos de anclajes en las dos paredes y se ensayaron por aplicación de una carga axial en la cabeza del perno hasta que se alcanzó una carga máxima que definía el rendimiento de anclaje. Los resultados se muestran en la siguiente tabla:

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Puede verse que cuando se usó un anclaje destinado para el hormigón liviano convencional, es decir, el HILTI HGN 12, la mezcla con incorporación de aire presentó una carga de extracción 65% menor en comparación con la mezcla convencional. Como este anclaje se basa en la densidad de la parte central para conseguir sus características de carga de extracción, el hecho de que el hormigón liviano tenga una densidad 55% menor se traduce en una menor resistencia a la tracción y por consiguiente una menor resistencia a la extracción.

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Por otra parte, cuando se usó un anclaje de pared de cavidad HILTI HHD 6/19, la tabla muestra que se invertía la tendencia de la fuerza de extracción en relación con las dos mezclas, es decir, la mezcla con incorporación de aire presentaba 44% más de carga de extracción en comparación con la mezcla convencional. Se cree que este resultado está relacionado con la mejor resistencia de la adherencia de la mezcla con incorporación de aire, que ayuda a transferir las fuerzas de extracción directamente a las láminas opuestas, debido a la acción de prefraguado requerida por el anclaje antes de cargarse. Cuando se establece el anclaje de tipo HHD, el cuerpo se hunde formando cuatro brazos orientados radialmente que entran en contacto con la cubierta opuesta. En resumen, mejora sustancialmente la relación entre capacidad de soporte/densidad de la mezcla central.

Este resultado es bastante sorprendente. El hormigón liviano no sólo proporciona un buen aislamiento debido al alto volumen de aire incorporado, sino que al mismo tiempo cumple los requisitos de una capacidad de colgadura aceptable necesarios para colgar cuencos, armarios y similares.

Ejemplo 9

Modificación de Densidad

Se muestran formulaciones típicas para hormigón liviano con densidades de 1200 kg/m^{3} y 450 kg/m^{3}. Los dos ejemplos mostraron una excelente dispersión y resistencia de la adherencia con el agregado de poliestireno.

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En todos estos sentidos, la invención representa una mejora práctica y significativa desde el punto de comercial con respecto a la técnica anterior.

Aunque la invención se ha descrito haciendo referencia a ejemplos específicos, se apreciará por los especialistas en la técnica que la invención puede plasmarse de muchas otras formas.

Claims

1. Una formulación de hormigón liviano que incluye 1 parte en volumen de aglomerante cementicio, de 0,5 a 1,5 partes en volumen de relleno inerte, de 2 a 6 partes en volumen de agregado liviano por parte en volumen de aglomerante cementicio y hasta 2% en peso de un aditivo, incluyendo dicho aditivo una mezcla de 40 a 99% de material polimérico orgánico y de 1% a 60% de un agente incorporador de aire, caracterizada porque dicho agregado liviano incluye poliestireno.

2. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con la reivindicación 1, donde dicho aditivo incluye entre 10% y 50% del agente incorporador de aire.

3. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con la reivindicación 2, donde dicho aditivo incluye entre 20% y 40% del agente incorporador de aire.

4. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el material polimérico orgánico en dicho aditivo incluye uno o más agentes tixotrópicos para mejorar la viscosidad.

5. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el material polimérico orgánico en dicho aditivo es un derivado de celulosa, un polisacárido o un polímero hidrófilo sintético.

6. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con la reivindicación 5, donde el material polimérico orgánico en dicho aditivo se selecciona entre el grupo consistente en hidroximetilcelulosa, hidroxietil celulosa, hidroxi propil metil celulosa, almidón, alginato, poli(alcohol vinílico), poli(óxido de etileno) y poli(óxido de propileno).

7. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde el agente incorporador de aire en dicho aditivo incluye uno o más tensioactivos no iónicos, catiónicos o aniónicos.

8. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con la reivindicación 7, donde el agente incorporador de aire en dicho aditivo es una sal de sodio de una alfa olefina sulfonato o lauril sulfato o sulfonato sódico.

9. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde dicho aditivo incluye entre el 60% y 90% del material polimérico orgánico.

10. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con la reivindicación 9, donde dicho aditivo incluye entre el 70% y 85% del material polimérico orgánico.

11. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde el aglomerante cementicio incluye uno o más compuestos de calcio, aluminio, silicio, oxígeno, azufre o composiciones de cemento Pórtland, cemento resistente al sulfato, cemento modificado, cemento de alúmina, cemento de alto contenido de alúmina, cemento de aluminato cálcico o cementos que contienen componentes secundarios incluyendo cenizas volantes, puzolana o escorias.

12. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde el agregado liviano comprende poliestireno expandido.

13. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, donde el agregado liviano comprende perlita o vermiculita.

14. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde entre 50% y 100% en peso del aglomerante cementicio incluye un material inerte en forma de partículas.

15. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con la reivindicación 14, donde dicho material inerte en forma de partículas es arena de albañilería natural.

16. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, donde el aglomerante cementicio es cemento mezclado que comprende 10-90% en volumen de cemento Pórtland y 90-10% en volumen de un aditivo mineral.

17. Una formulación de hormigón liviano de acuerdo con la reivindicación 16, donde dicho aditivo mineral es ceniza volante, escoria, metacaolín o humo de sílice.

18. Una mezcla de hormigón que incluye una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 y que contiene hasta 60% de volumen de aire incorporado.

19. Una mezcla de hormigón de acuerdo con la reivindicación 18 y que contiene entre 25% y 50% de volumen de aire incorporado.

20. Una mezcla de hormigón de acuerdo con la reivindicación 18 o la reivindicación 19, que tiene una densidad total comprendida entre 1200 kg/m^{3} y 450 kg/m^{3}.

21. Una mezcla de hormigón de acuerdo con la reivindicación 20, que tiene una densidad total comprendida entre 450 kg/m^{3} y 650 kg/m^{3}.

22. Un método para formar una mezcla de hormigón liviano bombeable que comprende las etapas de mezclar primero un aditivo como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 con agua para formar una solución acuosa, y en segundo lugar añadir agregado liviano de poliestireno a la solución acuosa, y posteriormente añadir un aglomerante cementicio.

23. Un método de acuerdo con la reivindicación 22, donde la mezcla consiste en:

1 parte en volumen de aglomerante cementicio,

de 0,5 a 1,5 partes en volumen de agua nominal;

de 0,5 a 1,5 partes en volumen de relleno inerte;

de 1 a 9 partes en volumen de agregado liviano; y

hasta 5% en volumen del aditivo.

24. Un agregado liviano de poliestireno que se ha tratado mezclándolo con un agente de tratamiento, comprendiendo dicho agente de tratamiento una solución acuosa de un aditivo como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.

25. El uso de un aditivo para tratar un agregado liviano de poliestireno para reducir la aglutinación del agregado cuando se mezcla para dar una mezcla de hormigón bombeable y/o para mejorar la unión entre el agregado y el aglomerante cementicio en la mezcla, incluyendo dicho aditivo una mezcla de 40% a 99% de aglomerante polimérico orgánico y de 1% a 60% de un agente incorporador de aire.

26. Un método para construir una pared que comprende las etapas de levantar un marco que tiene una pluralidad de miembros de marco separados entre sí de una forma sustancialmente paralela, unir láminas opuestas a dicho marco y rellenar una cavidad formada entre dichas láminas opuestas con una formulación de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 o una mezcla de hormigón liviano de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21.