ES2343780T3 - Metodo para reforzar una estructura, material de refuerzo de una estructura y estructura reforzada. - Google Patents
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Abstract
Un método para reforzar una estructura, que comprende la etapa (A) de proporcionar una capa de material flexible (13) y una placa de material plástico (15) que contiene hilos de fibra de vidrio de refuerzo (1a) impregnada con una resina de matriz sobre una superficie de una estructura (11) de hormigón, de forma que dicha capa de material flexible (13) está interpuesta entre dicha placa (15) y la estructura (11), y fijada a dicha placa mediante adhesivo con una fuerza de unión mayor que la resistencia a la tracción del hormigón, teniendo dicha capa de material flexible (13) un alargamiento a la tracción de 10 a 200% a la carga máxima a 23ºC, y de 10 a 200% a la carga máxima a 5ºC, y una resistencia a la tracción de 0,1 a 50 N/mm2 a 23ºC y de 0,1 a 50 N/mm2 a 5ºC, en donde dicha capa de material flexible (13) tiene un mayor alargamiento a la tracción a la carga máxima que el de dicha resina de matriz en dicha placa (15) que contiene hilos de fibra de refuerzo (1a).
Description
Método para reforzar una estructura, material de
refuerzo de una estructura y estructura reforzada.
La presente invención se refiere a un método
para reforzar estructuras de hormigón, tales como vigas, columnas,
bloques, paredes, bloques, vigas RC, bloques, túneles de
ferrocarril, túneles de carretera, túneles de montaña, túneles
acueducto para estaciones de producción de energía hidroeléctrica,
túneles para canales de toma, túneles para canales de toma a
presión, otros diversos túneles, estructuras subterráneas tales como
tubos Hume, que están sometidas a tensión tal como una presión
interna y/o externa, puentes que tienen una superficie curva, y
alcantarillas en forma de U, por medio de una hoja que contiene
hilos de fibra de refuerzo. La presente invención se refiere
también a refuerzos de estructuras para su uso en el método de
refuerzo anterior, y a estructuras reforzadas con los mismos.
Recientemente se han visto algunas estructuras
de hormigón o acero cuyas propiedades en el momento del diseño
dejan de conservarse debido al deterioro de elementos estructurales
a lo largo del tiempo. Se ha realizado el refuerzo o la reparación
de tales estructuras, como por ejemplo el refuerzo para mejorar sus
propiedades de resistencia a los terremotos, la reparación para
suprimir el deterioro de elementos estructurales, o el refuerzo
para mejorar su funcionalidad.
Los métodos de refuerzo convencionales incluyen,
por ejemplo, fijar hojas que contienen fibras de refuerzo, tales
como hojas con fibras de refuerzo y/o placas de material plástico
reforzadas con fibras, sobre la superficie de una estructura que ha
de ser reforzada para integrar la hoja con la estructura. Este
método de refuerzo ha sido adoptado generalmente con muchos
resultados satisfactorios. Por otra parte, también se conocen
métodos para reforzar la superficie de hormigón de las paredes
interiores de un túnel, que incluyen forrar la superficie exterior
del hormigón con hormigón proyectado o con placas PC, y
opcionalmente entibar con placas de forro y aceros H, y ayustar
placas de acero. También se conocen métodos para reparar o reforzar
túneles de canal de toma y similares para resolver problemas tales
como fugas de agua, disminución de la resistencia debida a
presiones internas y externas, o disminución en el suministro real
de agua. Estos métodos incluyen, por ejemplo, un método de
pulverización en el que un mortero que contiene fibras de acero o
un hormigón que contiene fibras de acero, es pulverizado sobre la
superficie del forro de hormigón existente, un método de pintura en
el que el mortero de resina o el mortero que contiene fibras de
acero es aplicado como una pintura sobre la superficie, un método
de colada, y un método de fijación.
Entre los diversos métodos mencionados
anteriormente, por ejemplo, cuando se lleva a cabo el método de
fijar hojas que contienen fibras de refuerzo sobre una superficie
de la estructura, usando hojas que son difíciles de romper y con
una elevada resistencia a la tracción, las hojas proporcionan un
excelente efecto reforzante, siempre y cuando las hojas se fijen a
la estructura. En el estadio final de la vida de la estructura, sin
embargo, las hojas que contienen fibras de refuerzo tienden a
separarse de la estructura antes de romperse, perdiendo el efecto
reforzante, lo que finalmente conduce a la rotura de la
estructura.
Con el fin de subsanar tales inconvenientes, se
han propuesto métodos para prevenir que se separen las hojas que
contienen fibras de refuerzo de la estructura. Tales métodos
incluyen, por ejemplo, proporcionar un material adicional que
contiene fibras de refuerzo para fijar las hojas para refuerzo a la
estructura, o fijar las hojas a la estructura por medio de anclajes
o placas de metal. Con estos métodos, sin embargo, es difícil
disfrutar del uso máximo de la resistencia de la hoja, o el proceso
de trabajado puede complicarse. Además, en el caso de estructuras
para túnel que tienen una superficie curva, incluso un pequeño
desplazamiento tenderá a causar la separación de las hojas de la
pared interior de la estructura del túnel, y por tanto es difícil
de obtener el efecto reforzante.
El documento US 5.632.307 describe un método
para reforzar partes defectuosas de una tubería en el cual se
ex-cava el suelo de los alrededores de la tubería
para exponer las partes deterioradas, se retira cualquier posible
material de protección de corrosión, y se limpia la superficie de la
tubería. Las estrías, mellas y picaduras se rellenan con un
material de relleno no curado, y la parte defectuosa de la tubería
se envuelve con varias vueltas de un material de alta resistencia a
la tracción, con una capa de adhesivo curable aplicada entre las
vueltas adyacentes.
El documento
JP-A-9 078 848 describe un método
para reforzar una estructura, que comprende la etapa de proporcionar
una capa de material flexible y una hoja que contiene hilos de fibra
de refuerzo impregnados con una resina matriz sobre una superficie
de una estructura de hormigón, de forma que dicha capa de material
flexible está interpuesta entre dicha hoja y la estructura.
También se conoce un método en el que las hojas
que contienen fibras de refuerzo son pegadas a la superficie
interior de la pared de una estructura con un adhesivo. Sin embargo,
los adhesivos convencionales son solamente para pegar las hojas, y
se proporciona poco efecto de amortiguamiento entre las hojas y la
estructura. Por tanto, no se consigue prevenir la separación de una
forma suficiente y duradera. Incidentalmente, los adhesivos
convencionales pueden formar solamente una capa que tiene un
alargamiento a la tracción inferior al 5% a la carga máxima a
23ºC.
Es por tanto un objeto de la presente invención
proporcionar un método para reforzar una estructura con una hoja
que contiene hilos de fibra de refuerzo, método por el cual la
separación de la hoja se evita lo suficiente, incluso cuando la
hoja es proporcionada sobre la superficie de estructuras tales como
vigas, columnas, o vigas RC, o sobre superficies curvadas, se
disfruta del uso máximo de la resistencia de la hoja, y las
estructuras de hormigón o acero existentes son reforzadas de una
manera efectiva.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar, para reforzar una estructura con una hoja que contiene
hilos de fibra de refuerzo, una hoja de refuerzo de la estructura
que contiene hilos de fibra de refuerzo y un refuerzo de estructura
que la utiliza, que se evita eficazmente que se separe, muestra la
máxima resistencia, y es adecuada para un refuerzo fácil y
suficiente.
Es otro objeto más de la presente invención
proporcionar una estructura reforzada de hormigón o de acero cuya
resistencia y duración son reforzadas.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona un método según la reivindicación 1ª.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona también un refuerzo de estructura según la
reivindicación 12ª.
De acuerdo con la presente invención, se
proporciona además una estructura reforzada en la que el refuerzo
de estructura mencionado anteriormente es proporcionado sobre una
superficie de una estructura de hormigón; véase la reivindicación
13ª.
La Fig. 1 es una vista esquemática en
perspectiva que muestra un material de refuerzo para una hoja que
contiene hilos de fibra de refuerzo.
La Fig. 2 es una vista esquemática en
perspectiva que muestra otro material de refuerzo para una hoja que
contiene hilos de fibra de refuerzo.
La Fig. 3 es una vista esquemática en
perspectiva que muestra otro material de refuerzo más para una hoja
que contiene hilos de fibra de refuerzo.
La Fig. 4 es una vista esquemática en
perspectiva que muestra otro material de refuerzo para una hoja que
contiene hilos de fibra de refuerzo.
La Fig. 5 es una ilustración para explicar un
método de refuerzo.
La Fig. 6 es una ilustración para explicar una
realización de un método de refuerzo de acuerdo con la presente
invención.
La Fig. 7 es una ilustración para explicar una
realización de una estructura reforzada de acuerdo con la presente
invención, que es una estructura de hormigón que tiene una
superficie curva en su pared interior.
La Fig. 8 es una ilustración para explicar cómo
se refuerza una pieza de ensayo usada en las pruebas de los
Ejemplos 1-1 a 1-4 y Ejemplos
Comparativos 1-1 a 1-3.
La Fig. 9 es una gráfica que muestra la
distribución de la deformación de una hoja usada en el Ejemplo
1-1.
La Fig. 10 es una gráfica que muestra la
relación entre la carga aplicada y el desplazamiento en las pruebas
de los Ejemplos 1-1 y 1-3, y
Ejemplos Comparativos 1-1 y 1-2.
La Fig. 11 es una gráfica que muestra la
distribución de la deformación de la hoja usada en el Ejemplo
Comparativo 1-2.
La Fig. 12 es una ilustración para explicar cómo
se refuerza una pieza de ensayo usada en las pruebas de los
Ejemplos 2-1 a 2-2 y Ejemplos
Comparativos 2-1 a 2-2. Esto no debe
considerarse como la presente invención.
La Fig. 13 es una vista esquemática frontal del
aparato y la estructura de hormigón reforzada usados en la prueba
de carga del Ejemplo 3-1 y otros.
La Fig. 14 es una vista esquemática lateral del
aparato y de la estructura de hormigón reforzada de la Fig. 13.
La Fig. 15 es una vista frontal esquemática del
aparato y de la estructura de hormigón semicilíndrica reforzada que
se usan en la prueba de carga del Ejemplo 3-2 y
otros.
La Fig. 16 es una vista esquemática lateral del
aparato y de la estructura de hormigón semicilíndrica reforzada de
la Fig. 15.
El método de refuerzo de acuerdo con la presente
invención incluye la etapa (A) de proporcionar la hoja (a) sobre
una superficie de una estructura de hormigón o de acero, con el
material flexible en particular interpuesto entre la superficie y
la hoja.
Cuando la estructura a reforzar es, por ejemplo,
una columna o una pila, la etapa (A) es preferentemente proporcionar
la hoja (a) sobre la superficie exterior de la estructura, con el
material flexible particular interpuesto, de forma que, cuando se
pretende principalmente el refuerzo contra el doblado, los hilos de
fibra de refuerzo de la hoja (a) se disponen en la dirección
longitudinal o axial de la estructura o en la dirección de la
tensión de tracción que se va a generar, mientras que cuando se
pretende principalmente el refuerzo contra la cizalladura, los
hilos de fibra de refuerzo se disponen en la dirección circular o en
ángulo recto respecto de la dirección axial de la estructura o en
la dirección de la tensión de cizalladura que se va a generar.
Cuando la estructura a reforzar es una viga o un
viga RC, la etapa (A) es preferentemente proporcionar la hoja (a)
sobre la superficie de la estructura, con el material flexible
particular interpuesto, de forma que, cuando se pretende
principalmente el refuerzo contra el doblado, los hilos de fibra de
refuerzo de la hoja (a) se disponen en la dirección longitudinal o
axial de la estructura o en la dirección de la tensión de tracción
que se ha de generar, mientras que cuando se pretende principalmente
el refuerzo contra la cizalladura, los hilos de fibra de refuerzo
se disponen en la dirección circular o en ángulos rectos respecto de
la dirección axial de la estructura o en la dirección de la tensión
de cizalladura que se va a generar.
Cuando la estructura a reforzar es una cubierta
o un bloque, la etapa (A) es preferentemente proporcionar la hoja
(a) sobre la superficie superior y/o inferior de la estructura, con
el material flexible particular interpuesto, de forma que, cuando
se pretende principalmente el refuerzo contra el doblado, los hilos
de fibra de refuerzo de la hoja (a) se disponen en la dirección
longitudinal o axial de la estructura o en la dirección de la
tensión de tracción que se ha de generar, mientras que cuando se
pretende principalmente el refuerzo contra la cizalladura, los
hilos de fibra de refuerzo se disponen en la dirección transversal
o en ángulos rectos respecto de la dirección axial de la estructura,
o en la dirección de la tensión de cizalladura que se va a
generar.
Cuando la estructura a reforzar no tiene acero
de refuerzo, la hoja (a) puede disponerse en cualquier dirección
elegida adecuadamente.
Cuando la estructura a reforzar tiene una
superficie curva en su pared interior, la etapa (A) es
preferentemente proporcionar la hoja (a) al menos sobre la
superficie curva en la pared interior de la estructura, con el
material flexible particular interpuesto, de forma que los hilos de
fibra de refuerzo de la hoja (a) se disponen a lo largo de la
curvatura de la superficie curva.
Cuando la estructura a reforzar tiene una
superficie de la pared interior anular, la etapa (A) es
preferentemente proporcionar la hoja (a) continuamente en la
dirección circular de la superficie de la pared interior sobre al
menos una porción de la longitud de la estructura, con el material
flexible en particular interpuesto, de forma que los hilos de fibra
de refuerzo de la hoja (a) se disponen en la dirección circular de
la pared interior anular.
La hoja (a) usada en la etapa (A) para reforzar
una estructura particular tal como la mencionada anteriormente,
puede ser preferentemente una hoja que contiene un material de
refuerzo mostrado en las Fig. 1, 2, o 4 que se discuten más
adelante.
El material flexible puede ser un material que
contiene una resina termoendurecible o termoplástica, o resinas
mezcla de las mismas. La resina termoendurecible puede ser, por
ejemplo, una resina epoxi, de metilmetacrilato, o de metacrilato, o
mezclas de las mismas. La resina termoplástica puede ser, por
ejemplo, una resina de nilón, de policarbonato, de poliuretano, de
polietileno, o de polipropileno, o mezclas de las mismas.
La resina contenida en el material flexible
preferentemente tiene, cuando se cura sola, un módulo de elasticidad
a la tracción de 0,1 a 50 N/mm^{2}, más preferentemente de 0,5 a
10 N/mm^{2} a 23ºC. El módulo de elasticidad a la tracción puede
medirse de acuerdo con JIS K7113. El contenido de resina en el
material flexible es normalmente de 50 a 100% en peso,
preferentemente de 59 a 98% en peso, más preferentemente de 70 a
80% en peso.
Con el fin de mantener el material flexible
dentro de un intervalo de viscosidad adecuado para formar una capa
de material flexible, o de evitar el pandeo del material para
facilitar la aplicación a la estructura, el material flexible puede
contener opcionalmente una carga o un agente tixotrópico, según se
desee, además de la resina, siempre y cuando se logren los
objetivos de la presente invención. La adición de una carga reducirá
ligeramente el alargamiento a la tracción a la carga máxima del
material flexible, pero la resistencia a la tracción y el módulo de
elasticidad a la tracción mejorarán.
La carga puede ser, por ejemplo, negro de humo,
carbonato cálcico, talco, ácido silícico, silicato, o un pigmento
inorgánico tal como albayalde, minio, amarillo de cromo, dióxido de
titanio, cromato de estroncio, amarillo de titanio, u otro
pigmento. El contenido de carga en el material flexible es
normalmente de 0 a 50% en peso, preferentemente de 1 a 40% en peso,
más preferentemente de 10 a 20% en peso.
Los agentes tixotrópicos son de tipo orgánico e
inorgánico. Entre los agentes tixotrópicos inorgánicos, por
ejemplo, pueden usarse preferentemente sílice de pirólisis,
minerales de arcilla de esmectita, mica esponjosa, esmectita
sintética, bentonita, negro de humo, y hectorita. El contenido de
agente tixotrópico en el material flexible es normalmente de 0 a
50% en peso, preferentemente de 1 a 40% en peso, más preferentemente
de 10 a 20% en peso.
El material flexible tiene un alargamiento a la
tracción de 10 a 200%, preferentemente de 10 a 100%, a la carga
máxima a 23ºC. Al aplicar un material de partida para el material
flexible a la superficie de una estructura, puede tener lugar un
indeseable alabeo del material, que a veces puede evitarse ajustando
el alargamiento a la tracción a carga máxima en un valor más bajo.
Por otra parte, el material flexible tiene un alargamiento a la
tracción a la carga máxima mayor que el de la resina de la matriz
para pegar la hoja (a), las cuales resinas se discutirán más
adelante. La resistencia a la tracción del material flexible es de
0,1 a 50 N/mm^{2} a 23ºC. El alargamiento a la tracción a la
carga máxima y la resistencia a la tracción del material flexible
pueden medirse de acuerdo con JIS K7113.
Ajustando el alargamiento a la tracción a carga
máxima y la resistencia a la tracción del material flexible a 23ºC,
así como el módulo de elasticidad a la tracción a 23ºC, de la resina
en el material flexible, si la contiene, para que esté dentro de
los intervalos anteriores, se evita la separación de la hoja (a), y
puede disfrutarse del máximo uso de la resistencia de la hoja (a).
Además, se prefiere particularmente que el material flexible tenga
un alargamiento a la tracción de 10 a 200%, más preferentemente de
10 a 100%, a carga máxima a 5ºC, y una resistencia a la tracción de
0,1 a 50 N/mm^{2} a 5ºC. También es particularmente preferido que
la resina contenida en el material flexible, si la hay, tenga un
módulo de elasticidad a la tracción de 0,1 a 50 N/mm^{2}, más
preferentemente de 0,5 a 10 N/mm^{2} a 5ºC, cuando se cura solo.
Con tal material flexible que es capaz de mantener las propiedades
del material anteriores incluso a temperaturas más bajas, puede
proporcionarse un excelente efecto reforzante incluso bajo las
condiciones en frío.
El material flexible puede elegirse entre
productos disponibles comercialmente, tales como EE50, EE50W, o
EE60, todos ellos fabricados por TOHO EARTHTECH, INC.
El material flexible se proporciona en forma de
una capa sobre la superficie de la estructura que se ha de
reforzar, bien sea directamente o bien a través de otras capas
proporcionadas opcionalmente si se desea, tal como una capa de
imprimación. El espesor de la capa de material flexible no está
limitado particularmente, y normalmente es de 100 a 2000 \mum,
preferentemente de 200 a 1000 \mum.
La capa de material flexible actúa dispersando y
transmitiendo la tensión generada en la estructura a la hoja (a). A
la capa de material flexible puede dársele una mejor adhesión a la
hoja (a) modificando su superficie, es decir, la superficie frente
a la hoja (a), mediante un tratamiento físico o químico, si se
desea. El tratamiento físico puede ser el corrugamiento de la
superficie por amolado o papel de lija o tratamiento con
ultrasonidos. El tratamiento químico puede ser la oxidación parcial
de la superficie o la adición de grupos funcionales a la
superficie, tal como el tratamiento con radiación corona, plasma, o
un agente oxidante. Estos tratamientos pueden efectuarse
preferentemente, en particular, cuando el material flexible
contiene una resina de polietileno o polipropileno, o una resina
similar.
La capa de material flexible puede ser formada
(i) aplicando un material de partida líquido para el material
flexible sobre la superficie de la estructura que se ha de reforzar
y después curando el material, o (ii) fijando un material que tiene
el material flexible y está conformado como una película, hoja, o
forma similar, sobre la superficie de la estructura que se ha de
reforzar.
Cuando la capa de material flexible se ha de
formar por el método anterior (i), se usa un material de partida
que, cuando se cura, muestra los valores concretos de alargamiento a
la tracción a carga máxima y de resistencia a la tracción
mencionados anteriormente. Por ejemplo, puede usarse un material de
partida compuesto de las resinas termoendurecibles y/o
termoplásticas mencionadas anteriormente, o mezclarse más el
material de partida con la carga y/o el agente tixotrópico. Aquí se
prefiere, como resina termoendurecible, un tipo endurecible a
temperatura ambiente, por su buena manejabilidad. También se
prefieren las resinas de dos componentes.
La resina termoendurecible de tipo endurecible a
temperatura ambiente tiene preferentemente, como material de
partida para el material flexible, un tiempo de posado de 30 minutos
a 5 horas, más preferentemente de 30 minutos a 2 horas, a 20ºC, a
la vista de su manejabilidad. El tiempo requerido para curar una
capa aplicada de la resina termoendurecible a 20ºC es
preferentemente de 1 a 24 horas, más preferentemente de 1 a 12
horas, a la vista de la programación del trabajo. El tiempo
requerido para que el material de partida para el material flexible
manifieste la resistencia de diseño es normalmente de 1 a 20 días,
preferentemente de 1 a 7 días, a 20ºC. La viscosidad del material
de partida para el material flexible, medida de acuerdo con JIS
K6833, es normalmente de 50 a 1000000 mPa.s, preferentemente de 5000
a 300000 mPa.s, a 20ºC, para facilitar la aplicación.
El material de partida para el material flexible
puede ser aplicado uniformemente por medio de un cepillo de
rodillos, espátulas de goma, paletas o útiles de este tipo, para que
tenga el espesor adecuado que se mencionó anteriormente.
El material de partida para el material
flexible, cuando contiene una resina termoendurecible, puede ser
curado calentando hasta su temperatura de curado, con un cepillo de
rodillo caliente o un secador, después de su aplicación a la
superficie de una estructura que se ha de reforzar. Cuando el
material de partida contiene una resina termoendurecible del tipo
endurecible a temperatura ambiente, el material de partida puede
ser curado simplemente dejando reposar el material a temperatura
ambiente durante un periodo de tiempo requerido para la
manifestación de su resistencia de diseño.
Cuando la capa de material flexible se ha de
formar por el método anterior (ii), el material de partida para el
material flexible puede contener preferentemente una resina
termoplástica o una resina termoendurecible flexible.
\newpage
El material que tiene el material flexible y
conformado en una forma particular puede ser fijado normalmente por
un método convencional elegido adecuadamente, tal como por fusión
con calor o por pegado con un adhesivo. El adhesivo se elige
preferentemente entre aquellos que son capaces de pegar la capa de
material flexible a la estructura que se ha de reforzar, con una
resistencia de unión más elevada que la resistencia de la
estructura, y es preferentemente del mismo tipo de material que el
material de partida para el material flexible.
La hoja (a) usada en el método de refuerzo de la
presente invención contiene hilos de fibra de refuerzo. Las fibras
de refuerzo de los hilos de fibra de refuerzo pueden ser fibras de
carbono, fibras de vidrio, fibras de cerámica, fibras de aramida,
fibras de carburo de silicio, o combinaciones de las mismas, siendo
las fibras de carbono particularmente preferidas por su peso ligero
y su resistencia a la corrosión. Las fibras de carbono pueden ser
fibras de carbono basadas en resina, fibras de carbono basadas en
poliacrilonitrilo (PAN), o combinaciones de las mismas.
Cuando se requiere que las fibras de carbono
tengan una elevada elasticidad, normalmente pueden usarse fibras de
carbono basadas en resina tales como XN60 fabricadas por NIPPON
GRAPHITE FIBER CORPORATION. Cuando se requiere que las fibras de
carbono tengan una elevada resistencia, normalmente pueden usarse
fibras de carbono basadas en poliacrilonitrilo, tales como T700SC o
T300, ambas fabricadas por TORAY INDUSTRIES, INC., UT500 fabricada
por TOHO RAYON KABUSHIKI KAISHA, o TR30 fabricada por MITSUBISHI
RAYON CO., LTD.
Las fibras de refuerzo se hacen en tejidos
bidimensionales, tejidos unidireccionales, o material
unidireccionales, que se usan como los hilos de fibra de refuerzo
que componen la hoja (a).
La hoja (a) está en forma de una placa de
material plástico que contiene hilos de fibra de refuerzo.
Normalmente se prefiere que la hoja (a) tenga un
peso superficial de fibra de 100 a 800 g/m^{2}, 1000 a 10000
filamentos por hilo de fibra de refuerzo, una resistencia a la
tracción de 2000 a 5000 N/mm^{2}, y un módulo de elasticidad a la
tracción de 2 x 10^{5} a 1 x 10^{6} N/mm^{2}.
La hoja que contiene hilos de fibra de refuerzo
de acuerdo con la presente invención es una hoja (a) que contiene un
material de refuerzo que tiene una diversidad de hilos de fibra de
refuerzo longitudinales dispuestos paralelos entre sí en una
dirección longitudinal de la hoja, la cual hoja se denomina hoja
(1). Los ejemplos preferidos de hoja (1) de la presente invención
pueden incluir las hojas siguientes:
La hoja (2) en la que el material de refuerzo de
la hoja (1) tiene además una diversidad de hebras transversales
dispuestas paralelas entre sí en una dirección transversal de la
hoja. Las hebras transversales son hilos transversales de fibra de
refuerzo y/o hebras suplementarias transversales, y los hilos
longitudinales de fibra de refuerzo y las hebras transversales
forman una estructura tejida.
La hoja (3) en la que los hilos de fibra de
refuerzo longitudinales y las hebras transversales en la hoja (2)
están pegados y fijados entre sí con elementos de fijación.
La hoja (4) en la que el material de refuerzo de
la hoja (1) tiene además una diversidad de hebras suplementarias
longitudinales dispuestas paralelas entre sí en la dirección
longitudinal de la hoja, y una diversidad de hebras suplementarias
transversales dispuestas paralelas entre sí en la dirección
transversal de la hoja. El material de refuerzo tiene una
estructura tejida en la que los hilos longitudinales de fibra de
refuerzo están sustancialmente no torcidos con las hebras
suplementarias longitudinales y transversales.
La hoja (5) que contiene el material de refuerzo
de una cualquiera de las hojas (1) a (4) y un soporte para soportar
el material de refuerzo. El material de refuerzo es fijado al
soporte por medio de un aglutinante.
La hoja (3) que cae dentro del concepto de la
hoja (2) puede ser, por ejemplo, una hoja de tipo tela en la que
una de sus urdimbres y sus tramas son los hilos de fibra de
refuerzo, y los otros son hebras suplementarias hechas de fibras
que contienen una resina termoplástica. Las fibras que contienen una
resina termoplástica pueden ser fibras de una resina termoplástica,
o cualquier fibra que tenga una resina termoplástica o fibras
termoplásticas pegadas a la misma. Las urdimbres y tramas están
pegadas y fijadas entre sí con la resina termoplástica en las
fibras que contienen una resina termoplástica.
La hoja (5) puede ser, por ejemplo, una hoja que
tiene los hilos de fibra de refuerzo dispuestos unidireccionalmente
y un entramado de tipo red que contiene una resina termoplástica. El
entramado está montado sobre la hoja y fijado a ella por medio de
la resina termoplástica en las fibras que contienen una resina
termoplástica.
La hoja (3) que cae dentro del concepto de hoja
(1) o (2) puede ser, por ejemplo, una hoja que contiene material de
refuerzo 10 mostrada en la Fig. 1. El material de refuerzo 10 es un
material que tiene una diversidad de hilos de fibra de refuerzo 1a
dispuestos paralelos entre sí en la dirección longitudinal de la
hoja, y una diversidad de hebras suplementarias transversales 2a.
Las hebras 1a y las hebras 2a se entrecruzan entre sí para formar
un tejido de fibra de refuerzo unidireccional. Los hilos de fibra de
refuerzo 1a y las hebras suplementarias transversales 2a están
pegadas y fijadas entre sí con elementos de fijación 3.
\newpage
La hoja (3) que cae dentro del concepto de hoja
(1), (2) o (4) puede ser, por ejemplo, una hoja que contiene
material de refuerzo 20 mostrado en la Fig. 2. El material de
refuerzo 20 es un material en el que el conjunto (X) de una
diversidad de hilos de fibra de refuerzo 1a dispuestos paralelos
entre sí en la dirección longitudinal de la hoja y orientados
unidireccionalmente en la forma de una hoja, el conjunto (Y) de una
de hebras suplementarias transversales 2a dispuestas en los lados
frontal y posterior del conjunto (X), y el conjunto (Z) de hebras
suplementarias longitudinales 2b dispuestas en ángulo recto respecto
del conjunto (Y) y paralelas al conjunto (X), forman una tela
tejida sin curvado sustancial, de los hilos de fibra de refuerzo 1a.
Los hilos de fibra de refuerzo 1a, las hebras suplementarias
transversales 2a, y las hebras suplementarias transversales 2b son
pegadas y fijadas entre sí con los elementos de fijación 3 en las
localizaciones apropiadas.
La hoja (3) que cae dentro del concepto de la
hoja (1) o (2) puede ser, por ejemplo, una hoja que contiene
material de refuerzo 30 mostrado en la Fig. 3. El material de
refuerzo 30 es una tela tejida plana bidireccional de hilos de
fibra de refuerzo, en la que una diversidad de hilos de fibra de
refuerzo 1a dispuestos paralelos entre sí en la dirección
longitudinal de la hoja están dispuestos en ángulos recto respecto a
una diversidad de hilos de fibra de refuerzo 1b transversales. Los
hilos de fibra de refuerzo 1a longitudinales y los hilos de fibra
de refuerzo 1b transversales son pegados y fijados entre sí con los
elementos de fijación 3.
La hoja (5) que cae dentro del concepto de hoja
(1) puede ser, por ejemplo, una hoja que contiene material de
refuerzo 40 mostrado en la Fig. 4. El material de refuerzo 40 es un
material en el que el soporte de tipo malla 4 es fijado por medio
de un aglutinante 5 a un lado de una hoja hecha de una diversidad de
hilos de fibra de refuerzo 1a dispuestos paralelos entre sí en la
dirección longitudinal de la hoja.
El material del aglutinante 5 no está
particularmente limitado, y puede elegirse entre aquellos que son
similares a los materiales para la resina matriz que se discuten
más adelante. La cantidad d aglutinante de 5 a aplicar es
preferentemente de 3 a 7 partes en peso basado en 100 partes en peso
de hilos de fibra de refuerzo 1a.
En los diversos materiales de refuerzo
mencionados antes, los hilos de fibra de refuerzo longitudinales 1a
pueden ser o no pegados y fijados a las hebras suplementarias
transversales 2a o hilos de fibra de refuerzo transversales 1b por
medio de los elementos de fijación 3 hechos, por ejemplo, de un
polímero de punto de fusión bajo. Los elementos de fijación 3
pueden estar contenidos de antemano en los hilos de fibra de
refuerzo longitudinales 1a, las hebras suplementarias transversales
2a, o los hilos de fibra de refuerzo transversales 1b.
El material de los elementos de fijación 3 no
está particularmente limitado, y puede ser, por ejemplo, nilón,
copolímeros de nilón, poliéster, cloruro de vinilideno, cloruro de
vinilo, poliuretano, o mezclas de los mismos, siendo los
copolímeros de nilón particularmente preferidos. Las hebras
suplementarias transversales 2a y las hebras suplementarias
longitudinales 2b están hechas preferentemente de fibras de
vidrio.
Una placa de material plástico se ha de usar
como hoja (a); tal placa de material plástico puede prepararse
impregnando el material de refuerzo en forma de tejido
bidimensional, tejido unidireccional, o material unidireccional,
con un material que contiene una resina matriz, y curando por
calentamiento en forma de placa.
La resina matriz puede ser una resina
termoendurecible o termoplástica, o mezclas de las mismas. La resina
termoendurecible puede ser, por ejemplo, una resina epoxi, de
metilmetacrilato, o de metacrilato, o mezclas de las mismas. La
resina termoplástica puede ser una resina de nilón, policarbonato,
poliuretano, polietileno, o polipropileno, o mezclas de las mismas,
y preferentemente tiene una buena adhesión.
De acuerdo con el método de refuerzo de la
presente invención, se proporciona la hoja (a) sobre la superficie
de una estructura que se ha de reforzar, con el material flexible
interpuesto entre ellas. Aquí, la hoja (a) puede ser proporcionada
sobre la superficie del material flexible bien sea directamente o
bien mediante otras capas proporcionadas opcionalmente, tales como
una capa primera ("undercoating").
De acuerdo con el método de refuerzo de la
presente invención, pueden proporcionarse opcionalmente otras capas
tales como una sobrecapa "overcoating" y una capa de
acabado, sobre la hoja (a). Por ejemplo, aplicando un material de
resina matriz como capa primera "undercoating" antes de
la fijación de la hoja (a), y aplicando la resina de la matriz de
nuevo como sobrecapa "overcoating" después de la
fijación de la hoja (a), puede obtenerse una capa compuesta de hoja
(a) y la resina de la matriz, que tiene una elevada resistencia.
Cuando se usa como hoja (a) la placa de material plástico
mencionada anteriormente, la placa de material plástico puede ser
fijada a la superficie del material flexible con un adhesivo.
El espesor de la hoja (a) no está
particularmente limitado. El alargamiento a la rotura de la hoja (a)
puede ser preferentemente de 0,5 a 3,0%, más preferentemente de 0,6
a 2,0%.
Las estructuras de hormigón a las que se ha de
aplicar el método de refuerzo de la presente invención no están
particularmente limitadas y pueden incluir estructuras diversas
tales como columnas, vigas, bloques, paredes, vigas RC, bloques,
bloques, túneles, tubos, tuberías, ductos, conductos, puentes que
tienen una superficie curva, y alcantarillas en forma de U. Las
estructuras que se han de reforzar incluyen no solo construcciones
existentes, sino también estructuras que se han de hacer en
edificios, tales como partes de hormigón o acero que se
manufacturan en fábricas.
En la presente invención, "refuerzo"
significa no solo el refuerzo de estructuras no deterioradas, sino
también la reparación de estructuras deterioradas. Las estructuras
que tienen una superficie curva incluyen, por ejemplo, estructuras
que tienen una superficie curva que se extiende longitudinalmente
con radios no menores de 300 mm, mientras que las estructuras que
tienen una superficie de la pared interior anular incluyen, por
ejemplo, estructuras que tienen una superficie de la pared interior
anular con el radio no inferior a 300 mm. Específicamente, también
pueden incluirse las estructuras que tienen una superficie curva que
se extiende longitudinalmente en su pared interior o una superficie
de la pared interior anular que son construidas en el terreno y
puestas bajo esfuerzo, tal como una presión interna y/o externa,
tales como túneles de ferrocarril, túneles de carretera, túneles de
montaña, túneles de acueducto para estaciones de potencia
hidroeléctrica, túneles de acueductos agrícolas, túneles para
canales de toma para suministro de agua y obras de desagüe, túneles
de canales de toma para aguas industriales, túneles de canales de
toma para canales de descarga para ríos, túneles de canales de toma
a presión, y tubos Hume.
Un ejemplo específico del proceso de trabajo del
presente método de refuerzo incluye, por ejemplo, formar
secuencialmente cada capa como se desea en la superficie de la
estructura que se ha de reforzar, tal como una capa de imprimación,
una capa de material flexible, una capa undercoating, hoja
(a), una capa overcoating, y una capa de acabado. De estas
capas, la capa de material flexible y la hoja (a) son esenciales y
las otras capas pueden ser formadas opcionalmente. Normalmente
estas capas pueden formarse secuencialmente a partir de la capa más
próxima a la superficie de la estructura. Sin embargo, en algunos
casos puede formarse de antemano un refuerzo de estructura que
contiene un compuesto de la capa de material flexible y la hoja (a),
y fijarlo después a la superficie de la estructura.
Un ejemplo de método de refuerzo se explica a
continuación con referencia a la Fig. 5.
Con referencia a la Fig. 5, el número 11 se
refiere a una estructura que se ha de reforzar. En primer lugar, la
superficie de la estructura 11 es pretratada como se desee, por
ejemplo mediante limpieza. Cuando la estructura está hecha de
hormigón, los dientes o roturas en la superficie pueden también ser
pretratadas mediante amolado o con un material de preparación de la
superficie. La limpieza puede efectuarse con un disco de lija,
trapos de borras, o un disolvente orgánico, o mediante un soplado
con chorro de arena o lavado a alta presión.
El material de preparación de la superficie
puede ser una resina que tiene una resistencia a la compresión que
es igual o mayor que la resistencia del hormigón, tal como una
masilla de resina epoxi o el mortero de resina epoxi. Los dientes y
roturas pueden rellenarse con tal resina en el pretratamiento.
También se prefiere redondear las esquinas salientes y entrantes en
la etapa de pretratamiento. Cuando los pretratamientos deseados son
completados, las posiciones de las hojas (a) a fijar pueden marcarse
como se desee.
A continuación, se aplica la imprimación sobre
la superficie de la estructura 11 con un cepillo de rodillo o un
instrumento similar, y se seca para formar la capa de imprimación
12. El imprimador puede ser un material que tiene una buena
adhesión a la estructura 11 y a la capa de material flexible 13, tal
como una resina epoxi disolvente o no disolvente.
La viscosidad de mezcla del imprimador es
normalmente de 1 a 10000 mPa.s, preferentemente de 10 a 5000 mPa.s
a 20ºC en vista de la manejabilidad.
La temperatura a la que se aplica el imprimador
preferida es normalmente de -10ºC a 50ºC. La cantidad de imprimador
a aplicar es normalmente de 0,01 a 1 kg/m^{2}, preferentemente de
0,1 a 0,5 kg/m^{2}. El tiempo que se requiere para secar el
imprimador a 20ºC es normalmente de 1 a 24 horas, preferentemente de
1 a 12 horas.
Después de formarse la capa de imprimador 12, se
aplica opcionalmente un material igualador tal como una masilla,
para suavizar las desigualdades de la superficie de la capa de
imprimador, y entonces la capa de material flexible 13 se forma
sobre el mismo por un método tal como los mencionados anteriormente.
En vez de aplicar el material igualador, tal como una masilla, la
capa de material flexible 13 puede formarse de manera que suavice
las desigualdades de la superficie de la capa de imprimador. En este
caso, pueden añadirse los componentes del material igualador al
material flexible si se desea. Una vez formada la capa de material
flexible 13, la superficie de la capa 13 puede ser modificada si se
desea mediante un tratamiento químico o físico. Después puede
aplicarse opcionalmente un material de resina de la matriz o
material similar para la primera capa undercoating 14. El
material de la resina matriz puede elegirse adecuadamente entre los
ejemplos mencionados antes de resina de la matriz que tiene una
buena adhesión al material flexible.
El material de la resina de la matriz puede
contener, además de la resina, una carga o un agente tixotrópico
adecuadosa con el fin de mantener el material dentro de un intervalo
de viscosidad adecuado o para prevenir el pandeo al aplicarlo,
siempre y cuando los objetivos de la presente invención sean
alcanzados. Tales carga y agente y tixotrópico pueden elegirse
adecuadamente entre los ejemplos listados anteriormente en la
discusión del material flexible. El conte-
nido de carga y/o de agente tixotrópico en el material de la resina de la matriz es preferentemente de 1 a 20% en peso.
nido de carga y/o de agente tixotrópico en el material de la resina de la matriz es preferentemente de 1 a 20% en peso.
Cuando el material de la resina de la matriz
contiene una resina endurecible a temperatura ambiente, el tiempo
de posado de la resina es preferentemente de 30 minutos a 5 horas,
más preferentemente de 30 minutos a 2 horas a 20ºC en vista de la
manejabilidad del material de la resina de la matriz. El tiempo
requerido para curar una capa pintada del material de la resina
matriz a 20ºC es preferentemente de 1 a 24 horas, más
preferentemente de 1 a 12 horas con miras a la programación del
trabajo.
El tiempo requerido para que el material de la
resina de la matriz manifieste su resistencia de diseño es
normalmente de 1 a 20 días, preferentemente de 1 a 7 días a 20ºC. La
viscosidad del material de la resina de la matriz es normalmente de
10 a 100000 mPa.s, preferentemente de 100 a 50000 mPa.s a 20ºC, con
miras a la facilidad de permeación y desespumado.
El material de la resina de la matriz para la
primera capa undercoating puede ser aplicado por medio de un
cepillo de rodillo, una espátula de goma, o un útil similar, de
forma que normalmente se aplica de una manera uniforme de 0,1 a 2
kg/m^{2}, preferentemente de 0,2 a 1 kg/m^{2} del material.
A continuación, la hoja 15 como hoja (a) se fija
a la capa undercoating 14. Esta etapa puede incluir pegar la
hoja 15 en la posición marcada mencionada anteriormente
inmediatamente después de la aplicación del material de la capa
undercoating 14, y apretar la superficie de la hoja 15 con una
espátula de goma, un cepillo de rodillo caliente, un cepillo de
rodillo de desespumado, o una herramienta similar, preferentemente
en la dirección de los hilos de fibra de refuerzo, más
preferentemente desde el centro hacia los bordes de la hoja 15 a lo
largo de los hilos de fibra de refuerzo. Mediante estas etapas, la
hoja 15 se impregna con el material de la resina de la matriz y se
eliminan las burbujas de aire de la hoja 15, dejando una superficie
lisa.
En la etapa de fijar la hoja 15, una excesiva
longitud de la hoja 15 perturbará la operación. Así la hoja 15
puede ser cortada a la longitud apropiada, y pueden empalmarse una
diversidad de hojas cortadas. En este caso, y con el fin de
proporcionar una resistencia suficiente, se prefiere empalmar las
hojas con una anchura de solapamiento no inferior a 100 mm en la
dirección para asegurar la resistencia.
A continuación, se aplica un material de la
resina de la matriz para la capa overcoating 16 sobre la hoja
15. Esta etapa puede incluir aplicar el mismo material de la resina
de la matriz que se usa para la etapa de la capa de
undercoating, por medio de un cepillo de rodillo, una
espátula de goma, o un útil similar, de forma que normalmente se
aplica de una manera uniforme de 0,05 a 2 kg/m^{2},
preferentemente de 0,1 a 1 kg/m^{2} del material.
En cada una de las etapas mencionadas
anteriormente, se prefiere eliminar inmediatamente las burbujas, las
arrugas y los retorcimientos de las fibras, si los hay. También se
prefiere proporcionar una protección suficiente contra el
ensuciamiento y la lluvia.
Finalmente, se lleva a cabo una etapa de
acabado. Esta etapa puede incluir aplicar un recubrimiento a prueba
de intemperie tal como uno de resina de uretano o fluororresina, o
un material de cemento de polímero, sobre la capa
overcoating 16, para formar una capa protectora 17.
En los ejemplos del procedimiento de trabajo
discutido hasta ahora, se proporciona solamente una capa de la hoja
que contiene hilos de fibra de refuerzo. Sin embargo, en el presente
método de refuerzo, también pueden proporcionarse dos o más capas
de las hojas que contienen hilos de fibra de refuerzo. Dos o más
capas de las hojas pueden ser proporcionadas repitiendo las etapas
de aplicar la capa undercoating, fijar la hoja, y aplicar la
capa overcoating el número de veces que se desee.
Un ejemplo del método de refuerzo de acuerdo con
la presente invención usando una placa de material plástico
reforzado con fibra hoja (a) se discute con referencia a la Fig.
6.
Como en el ejemplo de proceso de trabajo que se
muestra en la Fig. 5, el método de refuerzo de la presente
invención puede realizarse, en primer lugar, pretratando la
superficie de la estructura 11 que se ha de reforzar, marcando,
formando la capa de imprimador 12, y suavizando las desigualdades en
la superficie de la capa, según se desee. Después se forma la capa
de material flexible 13, se modifica opcionalmente la superficie de
la capa de material flexible 13, y se forma una capa
undercoating (no mostrada) como se desee. La placa de
material plástico reforzado con fibra 15' se fija a la capa de
material flexible 13 con un adhesivo y a continuación se forma una
capa de acabado (capa protectora) 17.
El adhesivo para fijar la placa de material
plástico reforzado con fibra 15' es capaz de proporcionar una
resistencia de unión entre la capa de material flexible y la placa
15' mucho mayor que la resistencia a la tracción del hormigón.
El adhesivo puede contener una resina tal como
una resina termoendurecible o endurecible a temperatura ambiente,
siendo esta última la preferida por su manejabilidad. Los ejemplos
de resinas termoendurecibles y termoplásticas incluyen los
mencionados anteriormente, entre los cuales puede elegirse una que
sea adecuada para ser usada. El adhesivo puede contener también,
además de la resina, una carga o un agente tixotrópico adecuados,
con el fin de mantener el adhesivo dentro de un margen de viscosidad
adecuado o para prevenir el pandeo al aplicarlo, siempre y cuando
se alcancen los objetivos de la presente invención. Los ejemplos de
tal carga y tal agente tixotrópico incluyen los mencionados
anteriormente, entre los cuales puede elegirse uno adecuado para
ser usado. El contenido de carga y/o agente tixotrópico en el
adhesivo es preferentemente de 1 a 20% en peso.
Cuando el adhesivo contiene una resina
endurecible a temperatura ambiente, el tiempo de posado de la resina
es preferentemente de 30 minutos a 5 horas, más preferentemente de
30 minutos a 2 horas con miras a la manejabilidad del adhesivo. El
tiempo requerido para curar una capa pintada del adhesivo a 20ºC es
preferentemente de 1 a 24 horas, más preferentemente de 1 a 12
horas, a la vista de la programación del trabajo.
El adhesivo puede ser aplicado por medio de un
cepillo de rodillo, una espátula de goma, o una herramienta
similar, de forma que normalmente se aplican uniformemente de 0,05 a
3 kg/m^{2}, preferentemente de 0,2 a 2 kg/m^{2} del
adhesivo.
En el ejemplo del procedimiento de trabajo
discutido anteriormente, se proporciona solamente una capa de la
placa de material plástico reforzado con fibra. Sin embargo, en el
presente método de refuerzo, también pueden proporcionarse dos o
más capas de las placas de material plástico reforzadas con fibras.
Pueden proporcionarse dos o más capas de las placas repitiendo la
etapa de fijación de la placa de material plástico con el adhesivo
el número de veces que se desee.
El refuerzo de estructuras de la presente
invención es un elemento para reforzar estructuras de hormigón o
acero, y tiene una capa de material flexible y una hoja que contiene
hilos de fibra de refuerzo. La capa de material flexible tiene un
alargamiento a la tracción de 10 a 200% a la carga máxima a 23ºC, y
una resistencia a la tracción de 0,1 a 50 N/mm^{2} a 23ºC. El
material flexible y la hoja que contiene hilos de fibra de refuerzo
son los mismos que el material flexible y la hoja (a) mencionados
anteriormente. El refuerzo de estructura puede tener opcionalmente
otras capas y materiales mencionados anteriormente, si se desea.
Mediante el método de refuerzo o el refuerzo de
estructuras de la presente invención, pueden ser reforzadas
fácilmente estructuras ya existentes. Para reforzar un túnel de
carretera, por ejemplo, no es necesario cerrar el túnel, y durante
el trabajo pueden abrirse las pistas en un sentido. Además, el túnel
puede ser utilizado inmediatamente después de terminar el
trabajo.
La fijación del refuerzo de estructuras puede
ser seguida por la operación de hincar anclajes a través del
refuerzo de estructuras en el suelo en intervalos concretos, y fijar
las cabezas del anclaje con placas de hierro o pernos. Los anclajes
al suelo pueden ser hincados alternativamente hincándolos en el
suelo antes de la fijación del refuerzo de estructuras o la hoja
(a). Combinando la presente invención con anclajes al suelo, se
asegura una mayor seguridad en la prevención del descascarillado de
los bloques de hormigón.
El procedimiento de trabajo anterior se ejecuta
normalmente usando una instalación de construcción dedicada
especial que tiene transportes, dependiendo del tamaño del área en
sección de la estructura que se ha de reforzar, así como del
margen, la escala y las condiciones de construcción. Sin embargo, el
proceso de trabajo puede ejecutarse también por medio de maquinaria
robotizada o trabajo humano, usando transportes de uso general y
andamiaje temporal. Cuando la estructura a reforzar tiene un área
transversal grande, el proceso de trabajo puede ser ejecutado
mecánicamente, usando un robot que es capaz de fijar el refuerzo de
la estructura o la hoja (a) y de aplicar la resina epoxi.
Combinando el refuerzo de estructura de la
presente invención con el refuerzo de anclaje con elementos de
anclaje, la suspensión de la estructura, o el entibamiento, o con la
inyección de una carga hueca para la superficie del hormigón o un
agente de mejora del suelo en el forro del hormigón o el suelo, la
tensión interna que actúa el forro de hormigón se equilibra, y el
efecto reforzante puede mejorarse aún más.
El método de refuerzo de la presente invención
puede ser adaptado con bastante flexibilidad al grado y la escala
del refuerzo requerido por la estructura, puede ser ejecutado usando
una instalación provisional de una escala relativamente pequeña, y
puede ser adaptada a una diversidad de trabajos especiales bajo
condiciones diversas.
El refuerzo de estructura de la presente
invención puede ser fabricado in situ durante el trabajo,
como se mencionó anteriormente, o, alternativamente, puede ser
fabricado de antemano como un laminado que ha sido curado y
conformado en un tamaño y espesor adecuados, y fijado a la
superficie de la estructura por medio de una capa de adhesivo y
similares.
La estructura reforzada de acuerdo con la
presente invención es una estructura en la que el refuerzo de
estructura anterior ha sido proporcionado sobre la superficie de una
estructura de hormigón o de acero que se ha de reforzar, con la
capa de material flexible del refuerzo de estructura interpuesta
entre la superficie de la estructura y la hoja que contiene hilos
de fibra de refuerzo, e incluye estructuras reforzadas por el
método de refuerzo anterior. Cuando la estructura reforzada tiene
una superficie curva en su pared interior, se prefiere que el
refuerzo de estructura haya sido proporcionado al menos sobre la
superficie curva en la pared interior de la estructura, con los
hilos de fibra de refuerzo de la hoja (a) del refuerzo de estructura
dispuestos a lo largo de la curvatura de la superficie curva, y con
la capa de material flexible del refuerzo de estructura interpuesta
entre la hoja (a) y la superficie de la pared interior de la
estructura. Cuando la estructura reforzada tiene una superficie de
la pared interior anular, se prefiere que el refuerzo de estructura
haya sido proporciona continuamente en la dirección circular de la
superficie de la pared interior sobre al menos una porción de la
longitud de la estructura, con los hilos de fibra de refuerzo de la
hoja (a) del refuerzo de estructura dispuestos en la dirección
circular de la pared interior anular, y con la capa de material
flexible del refuerzo de estructura interpuesta entre la hoja (a) y
la superficie de la pared interior de la estructura.
Un ejemplo de la estructura reforzada 70 de
acuerdo con la presente invención se muestra en la Fig. 7, que
tiene una superficie curva en su pared interior.
\newpage
La estructura reforzada 70 tiene la estructura
71 que tiene una superficie curva que se extiende longitudinalmente,
y una capa de imprimación 72, capa de material flexible 73, capa
undercoating 74, hoja 75 como hoja (a), capa
overcoating 76, y capa de acabado de la superficie 77
formadas por este orden hacia fuera desde la superficie curva de la
pared interior de la estructura 71.
En la estructura reforzada 70, solamente se ha
proporcionado una capa de la hoja que contiene hilos de fibra de
refuerzo. Sin embargo, de acuerdo con la presente invención, también
pueden proporcionarse dos o más capas de las hojas que contienen
hilos de fibra de refuerzo. Pueden proporcionarse dos o más capas de
las hojas repitiendo las etapas de aplicación de la capa
undercoating, fijación de la hoja de fibras de refuerzo, y
aplicación de la capa overcoating el número de veces que se
desee.
La estructura reforzada que tiene el refuerzo de
estructura así formada en su superficie curva, muestra una
resistencia y una rigidez que son un par de veces mayores que las de
una estructura dotada con una hoja convencional que contiene hilos
de fibra de refuerzo. Las estructuras reforzadas de la presente
invención que tienen los hilos de fibra de refuerzo de la hoja
dispuestos a lo largo de la curvatura o a lo largo de la
circunferencia, dan un efecto reforzante aún mejor. En particular,
cuando la que va a ser una estructura reforzada tiene una
superficie de la pared interior anular, el refuerzo de estructura de
la presente invención ha sido proporcionado sobre la totalidad o
sobre una porción de la longitud de la estructura, con los hilos de
fibra de refuerzo de la hoja del refuerzo de la estructura
dispuestos continuamente en la dirección circular de la superficie
de la pared interior anular. Así la estructura reforzada muestra una
excelente propiedad contra el esfuerzo de tracción, en comparación
con la correspondiente estructura proporcionada con una hoja
convencional que contiene hilos de fibra de refuerzo.
De acuerdo con el método de refuerzo de la
presente invención discutido anteriormente en el presente texto, se
proporciona la hoja (a) sobre superficie de una estructura que se ha
de reforzar, con el material flexible particular interpuesto entre
ellas, de forma que la estructura y la hoja que contiene hilos de
fibra de refuerzo está integrada establemente, se evita que la hoja
(a) se separe, y se da el suficiente refuerzo de forma fácil y
conveniente, mediante el máximo uso de la resistencia de la hoja
(a). Además, la hoja (a) para refuerzo de la estructura de acuerdo
con la presente invención muestra, cuando se usa en el presente
método de refuerzo, su máxima resistencia sin separarse de la
estructura, y facilita convenientemente un refuerzo suficiente. El
refuerzo de estructura de acuerdo con la presente invención muestra
su máxima resistencia sin separarse y facilita convenientemente un
refuerzo suficiente.
La presente invención será explicada ahora con
más detalle con referencia a los Ejemplos y Ejemplos Comparativos,
pero la presente invención no esta limitada a ellos.
Una pieza de ensayo de hormigón que tiene
refuerzos principales y anillos dispuestos en la misma fue reforzada
de acuerdo con el método de refuerzo de la presente invención,
usando el material flexible y la hoja que contiene hilos de fibra
de refuerzo, y se ensayaron en relación con su efecto
reforzante.
Como pieza de ensayo se usó la viga 80 que se
muestra en la Fig. 8, que tenía 2200 mm de longitud, 200 mm de
anchura, y 200 mm de altura. La viga 80 tenía cuatro barras de acero
SD295 de D13 como refuerzo principal 81, y barras de acero SD295 de
D6 como anillos 82 dispuestos en intervalos de 150 mm. En el fondo
83 de la pieza de ensayo, se aplicó un imprimador de epoxi para
1740 mm de la longitud (porción media) sobre toda la anchura, para
formar así una capa de imprimación (no mostrada). Después se aplicó
un material flexible de epoxi (resina epoxi, nombre comercial
"TOHODITE EE50", fabricada por TOHO EARTHTECH, INC.;
alargamiento a la tracción a carga máxima a 23ºC: 95% (medido de
acuerdo con JIS K7113), resistencia a la tracción a 23ºC: 1,4
N/mm^{2} (medida de acuerdo con JIS K74113), alargamiento a la
tracción a carga máxima a 5ºC: 65%, resistencia a la tracción a
5ºC: 6,5 N/mm^{2}, todas las medidas en estado curado) para formar
la capa de material flexible 84 de 500 \mum de espesor. Además,
una capa de hoja 85 que contiene hilos de fibra de refuerzo (nombre
comercial "HT300", fabricada por NIPPON MITSUBISHI OIL
CORPORATION) fue fijada con una resina epoxi endurecible a
temperatura ambiente, de forma que los hilos de fibra de refuerzo se
dirigen en la dirección longitudinal de los refuerzos
principales.
Después de curar durante más de una semana a
partir de la fijación de la hoja 85, se llevó a cabo una prueba de
carga estática poniendo en contacto puntos de apoyo 86 con la pieza
de ensayo como se muestra en la Fig. 8, con 1800 mm de distancia
entre los puntos de apoyo y 300 mm de distancia entre los puntos de
carga, y aplicando una carga monótona en cuatro puntos. La carga de
rotura, el desplazamiento máximo, y la deformación máxima de la
hoja 85, así como la forma de la rotura de la hoja 85 observada en
la rotura, se muestran en la Tabla 1. Además, la distribución de la
deformación de la hoja que contiene hilos de fibra de refuerzo
(relación entre la distancia desde el centro de la pieza de ensayo
y la deformación) fue medida para varias cargas. Los resultados se
muestran en la Fig. 9. La relación entre la carga aplicada y el
desplazamiento se muestra en la Fig. 10.
\vskip1.000000\baselineskip
Una pieza de ensayo de hormigón que tiene
refuerzos principales y anillos dispuestos en la misma, fue
reforzada de acuerdo con el método de refuerzo de la presente
invención usando el material flexible y la hoja que contiene hilos
de fibra de refuerzo, y se ensayó en relación con su efecto
reforzante.
Como pieza de ensayo se utilizó una viga como la
que se usó en el Ejemplo 1-1. La hoja 85 fue
reemplazada con placa de material plástico reforzado con fibra 85,
que era una placa TU TIPO-S (nombre comercial,
fabricada por NIPPON MITSUBISHI OIL CORPORATION).
En el fondo de la pieza de ensayo, se aplicó el
imprimador epoxídico como el que se usa en el Ejemplo
1-1 por 1740 mm de la longitud (porción media) a lo
largo de la anchura completa, para formar así una capa de
imprimador. Después se aplicó un material flexible epoxídico (resina
epoxi, nombre comercial "TOHODITE EE50" fabricado por TOHO
EARTHTECH, INC.; alargamiento a la tracción a carga máxima a 23ºC:
95% (medido de acuerdo con JIS K7113), resistencia a la tracción a
23ºC: 1,4 N/mm^{2} (medida de acuerdo con JIS K7113), alargamiento
a la tracción a carga máxima a 5ºC: 65%, resistencia a la tracción
a 5ºC: 6,5 N/mm^{2}, todo en estado curado) para formar una capa
de material flexible de 500 \mum de espesor. Además, una hoja de
la placa de material plástico reforzado con fibra 85 fue fijada con
la resina epoxi endurecible a temperatura ambiente, como la que se
usa en el Ejemplo 1-1, de forma que las fibras de
refuerzo se dirigen en la dirección longitudinal de los refuerzos
principales.
Después de curar durante más de una semana a
partir de la fijación de la placa de material plástico, se realizó
una prueba de carga estática aplicando una carga monótona en cuatro
puntos a la pieza de ensayo, con 1800 mm de distancia entro los
puntos de apoyo y 300 mm de distancia entre los puntos de carga. La
carga de rotura, el desplazamiento máximo y la deformación máxima
de la hoja que contiene fibras de refuerzo, así como la forma de la
rotura de la hoja observada al romperse, se muestran en la Tabla
1.
\vskip1.000000\baselineskip
La prueba de carga estática se llevó a cabo de
la misma forma que en el Ejemplo 1-1, excepto que la
capa de material flexible 84 se formó con un espesor de 1000
\mum. Los resultados se muestran en la Tabla 1 y en la Fig.
10.
\vskip1.000000\baselineskip
Una pieza de ensayo fue reforzada de acuerdo con
el método de refuerzo de la presente invención de la misma forma
que en el Ejemplo 1-1, excepto que el material
flexible fue reemplazado con EE50W (resina epoxi, nombre comercial
"TOHODITE EE50W", fabricada por TOHO EARTHTECH, INC.;
alargamiento a la tracción a carga máxima a 23ºC: 56% (medido de
acuerdo con JIS K7113), resistencia a la tracción a 23ºC: 1,2
N/mm^{2} (medida de acuerdo con JIS K7113), alargamiento a la
tracción a carga máxima a 5ºC: 55%, resistencia a la tracción a
5ºC: 5 N/mm^{2}, todas las medidas en estado curado), y se llevó a
cabo el ensayo de carga estática. La carga de rotura, el
desplazamiento máximo, y la deformación máxima de la hoja que
contiene fibras de refuerzo, así como la forma de rotura de la hoja
observada al romperse se muestran en la Tabla 1.
Ejemplo Comparativo
1-1
La prueba de carga estática se llevó a cabo de
la misma forma que en el Ejemplo 1-1 en una pieza de
ensayo como se usa en el Ejemplo 1-1 pero sin
ningún refuerzo. Los resultados se muestran en la Tabla 2 y en la
Fig. 10.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
1-2
Una pieza de ensayo fue reforzada de la misma
forma que en el Ejemplo 1-1, excepto que no se formó
la capa de material flexible, y la prueba de carga estática se
llevó a cabo de la misma forma que en el Ejemplo
1-1. Los resultados se muestran en la Tabla 2 y en
las Figs. 10 y 11.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
1-3
Una pieza de ensayo fue reforzada de la misma
forma que en el Ejemplo 1-1, excepto que el material
flexible fue reemplazado con una capa de material flexible de una
resina epoxi (alargamiento a la tracción a carga máxima a 23ºC: 5%
(medido de acuerdo con JIS K7113), resistencia a la tracción a 23ºC:
40 N/mm^{2} (medida de acuerdo con JIS K7113), y la prueba de
carga estática se llevó a cabo de la misma forma que en el Ejemplo
1-1. Los resultados se muestran en la Tabla 2 y en
la Fig. 10.
\vskip1.000000\baselineskip
Una pieza de ensayo de acero fue reforzada
usando el material flexible y la hoja que contiene hilos de fibra
de refuerzo, y ensayada en cuanto a su método de refuerzo. Esto no
ha de ser considerado como la presente invención.
Como pieza de ensayo, se usó I de acero 21 para
vigas mostrado en la Fig. 12, que tenía un tamaño de 200 mm x 100
mm x 2000 mm. La I de acero 21 estaba reforzada en sus puntos de
carga y puntos de apoyo con placas de acero 22 de 5,5 mm de
espesor. En el fondo 23 de la pieza de ensayo se aplicó un
imprimador de epoxi por 1600 mm de la longitud (porción media) a lo
largo de toda la anchura, para formar así una capa de imprimación
(no mostrada). Después se aplicó un material flexible epoxídico
(resina epoxi, nombre comercial "TOHODITE EE50", fabricado por
TOHO EARTHTECH, INC.; alargamiento a la tracción a carga máxima a
23ºC: 95% (medido de acuerdo con JIS K7131), resistencia a la
tracción a 23ºC: 1,4 N/mm^{2} (medida de acuerdo con JIS K7131),
alargamiento a la tracción a carga máxima a 5ºC: 65%, resistencia a
la tracción a 5ºC: 6,5 N/mm^{2}, todos los valores en estado
curado) para formar la capa de material flexible 24 de 500 \mum de
espesor. Además, se fijaron cinco capas de hojas 25 que contienen
hilos de fibra de refuerzo (nombre comercial "HT300",
fabricadas por NIPPON MITSUBISHI OIL CORPORATION) con una resina
epoxi endurecible a temperatura ambiente de forma que las fibras de
refuerzo se dirigen en dirección longitudinal. Después de curar
durante más de una semana después de la fijación de las hojas 25,
se llevó a cabo una prueba de carga estática poniendo en contacto
los puntos de apoyo 26 con la pieza de ensayo de I de acero 21 como
se muestra en la Fig. 12, con 1800 mm de distancia entre los puntos
de apoyo, y aplicando una carga monótona. La carga de rotura y el
desplazamiento máximo medidos se muestran en la Tabla 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Una pieza de ensayo de acero fue reforzada
usando el material flexible y la placa de material plástico
reforzado con fibra, y se ensayó en relación con su método de
refuerzo. Esto no ha de ser considerado como la presente
invención.
Como pieza de ensayo se utilizó una I de acero
como se usa en el Ejemplo 2-1. Las hojas 25 fueron
reemplazadas con placas de material plástico reforzadas con fibras
25, que eran placa TU TIPO-S (nombre comercial,
fabricada por NIPPON MITSUBISHI OIL CORPORATION). En el fondo de la
pieza de ensayo se aplicó el imprimador de epoxi que se usa en el
Ejemplo 2-1 por 1600 mm de la longitud (porción
media) sobre toda la anchura, para formar así una capa de
imprimación. Después se aplicó un material flexible epoxídico
(resina epoxi, nombre comercial "TOHODITE EE50", fabricado por
TOHO EARTHTECH, INC.; alargamiento a la tracción a carga máxima a
23ºC: 95% (medido de acuerdo con JIS K7113), resistencia a la
tracción a 23ºC: 1,4 N/mm^{2} (medida de acuerdo con JIS K7131)
ambos en estado curado) para formar la capa de material flexible 24
de 500 \mum de espesor. Además, se fijaron cinco hojas de las
placas de material plástico reforzadas con fibras 25 con la resina
epoxi endurecible a temperatura ambiente, como se usa en el Ejemplo
2-1, de forma que las fibras de refuerzo se dirigen
en la dirección longitudinal. Después de curar durante más de una
semana a partir de la fijación de las placas de material plástico
25, se llevó a cabo una prueba de carga estática poniendo en
contacto los puntos de apoyo 26 con la I de acero 21, con 1800 mm
de distancia entre los puntos de carga, y aplicando una carga
monótona. Como resultado, se observó un buen efecto reforzante.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
2-1
La prueba de carga estática se llevó a cabo de
la misma forma que en el Ejemplo 2-1 sobre una pieza
de ensayo como la usada en el Ejemplo 2-1 pero sin
ningún refuerzo. Los resultados se muestran en la Tabla 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
2-2
La prueba de carga estática se llevó a cabo de
la misma forma que en el Ejemplo 2-1, excepto que no
se formó la capa de material flexible 24. Los resultados se
muestran en la Tabla 3.
\vskip1.000000\baselineskip
Un tubo Hume de hormigón (JIS A5303B, Tipo 1;
diámetro interior: 1200 mm, espesor: 95 mm, longitud: 2430 mm) fue
limpiado en su pared interna mediante un chorro de agua a alta
presión, y se aplicó un imprimador epoxi por toda la pared interior
para formar una capa de imprimación.
Después se aplicó 600 g/m^{2} de un material
de partida para un material flexible epoxídico (EE50 fabricado por
TOHO EARTHTECH, INC.) por toda la pared interior para formar una
capa de material flexible de 500 \mum de espesor. Un producto
moldeado preparado de la misma forma que para esta capa de material
flexible fue medido en cuanto a sus propiedades, para mostrar un
95% de alargamiento a la tracción a carga máxima y 1,4 N/mm^{2}
de resistencia a la tracción, ambos medidos a 23ºC de acuerdo con
JIS K7113, y 65% de alargamiento a la tracción a carga máxima y 6,5
N/mm^{2} de resistencia a la tracción, ambos medidos a 5ºC de
acuerdo con JIS K 7113.
A continuación, se aplicó una resina matriz
(nombre comercial "BOND E 2500", fabricada por KONISHI CO.,
LTD.) sobre la capa de material flexible por medio de un rodillo, y
la superficie fue forrada con hojas con fibras de refuerzo (TU
Cloth ST 200-50, fabricadas por NIPPON MITSUBISHI
CORPORACIÓN, peso del área de fibra: 200 g/m^{2}; anchura de la
hoja: 50 mm; espesor de diseño: 0,11 mm; resistencia a la tracción:
3430 N/mm^{2}; módulo de elasticidad a la tracción: 2,3 x
10^{5} N/mm^{2}). Las hojas que contienen hilos de fibra de
refuerzo fueron dispuestas en la dirección circular del tubo Hume, y
prensadas con un rodillo de impregnación. Como resultado, las hojas
fueron incrustadas en la resina matriz. La aplicación de resina
matriz y la estratificación con las hojas se repitieron, para
formar dos capas de las hojas que contienen hilos de fibra de
refuerzo sobre toda la pared interior del tubo Hume.
El tubo Hume reforzado así obtenido fue sometido
a una prueba de carga de acuerdo con JIS A5303 "Centrifugal
Reinforced Concrete Pipe", en la que la carga P fue aplicada
hasta que se rompió el tubo. La estructura del refuerzo y el
esquema de la prueba se muestran en las Figs. 13 y 14, y los
resultados se muestran en la Tabla 4. De una forma incidental, en
las Figs. 13 y 14, el número de referencia 32 se refiere al tubo
Hume de hormigón, el 33 a la capa de material flexible, el 34 a las
hojas con fibras de refuerzo, y el 31 a una plantilla para la
carga.
Se observó que el tubo Hume reforzado resultante
tenía una duración mejorada en comparación con la de un tubo Hume
no reforzado, y se observó que la tensión de tracción generada en la
parte superior e inferior del tubo estaba dispersada en las
direcciones circulares del tubo por medio de la capa de material
flexible. Se demostró que el tubo Hume reforzado tenía propiedades
superiores a las de los Ejemplos Comparativos que se discuten a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
3-1
Se preparó un tubo Hume reforzado de la misma
forma que en el Ejemplo 3-1, excepto que no fue
formada la capa de material flexible, y se llevó a cabo la prueba
de carga. Los resultados se muestran en la Tabla 4.
\newpage
Ejemplo Comparativo
3-2
La prueba de carga se llevó a cabo de la misma
forma que en el Ejemplo 1 en el tubo Hume antes del refuerzo, como
se usa en el Ejemplo 3-1. Los resultados se muestran
en la Tabla 4.
\vskip1.000000\baselineskip
Un tubo Hume de hormigón (JIS A 5303 B, Tipo 1;
diámetro interior: 1200 mm, espesor: 95 mm, longitud: 2430 mm) fue
cortado para obtener un tubo Hume exactamente semicilíndrico.
Este tubo Hume semicilíndrico fue limpiado en su
pared interior mediante un chorro de agua a alta presión, y se
aplicó un imprimador epoxídico por toda la pared interior para
formar una capa de imprimación.
Después se aplicó 600 g/m2 de un material de
partida para un material flexible epoxídico (EE50 fabricado por
TOHO EARTHTECH, INC.) por toda la pared interior para formar una
capa de material flexible de 500 \mum de espesor. Se midió un
producto moldeado preparado de la misma forma que para esta capa de
material flexible en relación con sus propiedades, para mostrar un
95% de alargamiento a la tracción a carga máxima y 1,4 N/mm^{2}
de resistencia a la tracción, ambos medidos de acuerdo con JIS
K7113, y 1,5 N/mm^{2} de módulo de elasticidad a la tracción
medido de acuerdo con JIS K7113, todo a 23ºC, y 65% alargamiento a
la tracción a carga máxima y 6,5 N/mm^{2} de resistencia a la
tracción, ambos medidos a 5ºC de acuerdo con JIS K 7113.
A continuación, una resina matriz (nombre
comercial "BOND E 2500", fabricada por KONISHI CO., LTD.) fue
aplicada sobre la capa de material flexible por medio de un rodillo,
y la superficie fue forrada con hojas con fibras de refuerzo (TU
Cloth WT 200-50, fabricadas por NIPPON MITSUBISHI
OIL CORPORACIÓN, peso superficial de la fibra: 200 g/m^{2},
anchura de la hoja: 50 mm, espesor de diseño: 0,11 mm, resistencia a
la tracción: 3430 N/mm^{2}, módulo de elasticidad a la tracción:
2,3 x 10^{5} N/mm^{2}). Las hojas que contienen hilos de fibra
de refuerzo fueron dispuestas en la dirección circular del tubo
Hume, y prensadas con un rodillo de impregnación. Como resultado,
las hojas fueron incrustadas en la resina matriz. La aplicación de
la resina matriz y la estratificación con las hojas que contienen
hilos de fibra de refuerzo se repitieron para formar dos capas de
las hojas que contienen hilos de fibra de refuerzo por toda la pared
interior del tubo Hume.
El tubo Hume semicilíndrico reforzado así
obtenido fue sometido a una prueba de carga de acuerdo con JIS A5303
"Centrifugal Reinforced Concrete", en la que la carga P fue
aplicada hasta que se rompió el tubo. La estructura del refuerzo y
el esquema de la prueba se muestran en las Figs. 15 y 16, y los
resultados se muestran en la Tabla 5. De una manera incidental, en
las Figs. 15 y 16, el número de referencia 52 se refiere al tubo
Hume semicilíndrico de hormigón, el 53 a la capa de material
flexible, el 54 a las hojas con fibras de refuerzo, y el 51 a una
plantilla para la carga.
Se observó que el tubo Hume reforzado resultante
tenía una duración mejorada en comparación con la de un tubo Hume
no reforzado, y se observó que el esfuerzo de tracción generado en
la parte superior e inferior del tubo se dispersaba en direcciones
circulares del tubo por medio de la capa de material flexible. Se
demostró que el tubo Hume reforzado tenía propiedades superiores a
las de los Ejemplos Comparativos a discutir a continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
3-3
Un tubo Hume semicilíndrico reforzado fue
preparado de la misma forma que en el Ejemplo 3-2,
excepto que no se formó la capa de material flexible, y se llevó a
cabo la prueba de carga. Los resultados se muestran en la Tabla
5.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
3-4
La prueba de carga se llevó a cabo de la misma
forma que en el Ejemplo 3-2 sobre el tubo Hume
semicilíndrico antes del refuerzo como se usa en el Ejemplo
3-2. Los resultados se muestran en la Tabla 4.
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (15)
1. Un método para reforzar una estructura, que
comprende la etapa (A) de proporcionar una capa de material
flexible (13) y una placa de material plástico (15) que contiene
hilos de fibra de vidrio de refuerzo (1a) impregnada con una resina
de matriz sobre una superficie de una estructura (11) de hormigón,
de forma que dicha capa de material flexible (13) está interpuesta
entre dicha placa (15) y la estructura (11), y fijada a dicha placa
mediante adhesivo con una fuerza de unión mayor que la resistencia a
la tracción del hormigón,
teniendo dicha capa de material flexible (13) un
alargamiento a la tracción de 10 a 200% a la carga máxima a 23ºC, y
de 10 a 200% a la carga máxima a 5ºC, y una resistencia a la
tracción de 0,1 a 50 N/mm^{2} a 23ºC y de 0,1 a 50 N/mm^{2} a
5ºC,
en donde dicha capa de material flexible (13)
tiene un mayor alargamiento a la tracción a la carga máxima que el
de dicha resina de matriz en dicha placa (15) que contiene hilos de
fibra de refuerzo (1a).
\vskip1.000000\baselineskip
2. El método según la reivindicación 1ª, en el
que la estructura se elige entre el grupo que consiste en vigas,
columnas, losas, bloques, vigas RC, túneles, tubos, tuberías,
ductos, conducciones, puentes que tienen una superficie curva, y
alcantarillas en forma de U.
3. El método según la reivindicación 1ª, en el
que dicha estructura tiene una superficie curva en su pared
interna, y en el que dicha etapa (A) comprende proporcionar dicha
capa de material flexible (13) y dicha placa (15) que contiene
hilos de fibra de refuerzo (1a) al menos sobre dicha superficie
curva en la pared interna de dicha estructura, con dicha capa de
material flexible (13) interpuesta entre dicha placa (15) y la
estructura, de forma que dichos hilos de fibra de refuerzo (1a) de
dicha placa (15) están dispuestos a lo largo de una curvatura de
dicha superficie curva.
4. El método según la reivindicación 1ª, en el
que dicha estructura tiene una superficie de la pared interna
anular, y en el que dicha etapa (A) comprende proporcionar dicha
capa de material flexible (13) y dicha placa (15) que contiene
hilos de fibra de refuerzo (1a) continuamente en una dirección
circular de dicha superficie de la pared interna sobre al menos una
porción de una longitud de dicha estructura, con dicha capa de
material flexible (13) interpuesta entre dicha placa (15) y la
estructura, de forma que dichos hilos de fibra de refuerzo (1a) de
dicha placa (15) están dispuestos en una dirección circular de dicha
pared interna anular.
5. El método según la reivindicación 1ª, en el
que dicho material flexible (13) comprende de 10 a 100% en peso de
una resina y de 10 a 100% en peso de una carga, teniendo dicha
resina un módulo de elasticidad en tracción de 0,1 a 50 N/mm^{2}
a 23ºC cuando está curada.
6. El método según la reivindicación 1ª, en el
que dicha placa (15) que contiene hilos de fibra de refuerzo (1a)
impregnados con una resina de matriz comprende un material de
refuerzo que tiene una diversidad de hilos de fibra de refuerzo
longitudinales dispuestos paralelos entre sí en una dirección
longitudinal de dicha placa (15).
7. El método según la reivindicación 6ª, en el
que dicho material de refuerzo tiene además una diversidad de
hebras transversales (2a) dispuestas paraleles entre ellas en una
dirección transversal de dicha placa (15), siendo elegidas dichas
hebras transversales (2a) entre el grupo que consiste en hilos de
fibra de refuerzo transversales y hebras transversales
suplementarias, y en el que dichos hilos de fibra de refuerzo
longitudinales y dichas hebras transversales forman una estructura
tejida.
8. El método según la reivindicación 7ª, en el
que dichos hilos de fibra de refuerzo longitudinales y dichas
hebras transversales (2a) están pegadas y fijadas entre sí con
elementos de fijación.
9. El método según la reivindicación 6ª, en el
que dicho material de refuerzo tiene además una diversidad de
hebras suplementarias longitudinales (2b) dispuestas paralelas entre
sí en una dirección longitudinal de dicha placa (15), y una
diversidad de hebras suplementarias transversales (2a) dispuestas
paralelas entre sí en una dirección transversal de dicha placa
(15), teniendo dicho material de refuerzo una estructura tejida en
la que dichos hilos de fibra de refuerzo longitudinales (1a) están
sustancialmente no doblados con dichas hebras suplementarias
longitudinales y transversales.
10. El método según la reivindicación 6ª, que
comprende además un soporte para soportar dicho material de
refuerzo, en el que dicho material de refuerzo se fija a dicho
soporte por medio de un aglutinante.
11. El método según la reivindicación 1ª, en el
que dicha capa de material flexible (13) tiene un espesor de 100 a
2000 \mum.
12. Un refuerzo de estructura para reforzar una
estructura de hormigón, comprendiendo dicho refuerzo una capa de
material flexible (13) y una placa de material plástico (15) que
contiene hilos de fibra de refuerzo (1a) impregnados con una resina
de matriz, dicha capa de material flexible (13) a interponer entre
la estructura y dicha placa (15), estando dicha capa de material
flexible (13) fijada a dicha placa (15) mediante adhesivo con una
fuerza de unión mayor que la resistencia a la tracción del hormigón,
y teniendo un alargamiento a la tracción de 10 a 200% a la carga
máxima a 23ºC y de 10 a 200% a la carga máxima a 5ºC, y una
resistencia a la tracción de 0,1 a 50 N/mm^{2} a 23ºC y de 0,1 a
50 N/mm^{2} a 5ºC,
en donde dicha capa de material flexible (13)
tiene un alargamiento a la tracción a la carga máxima mayor que el
de dicha resina de matriz en dicha placa (15) que contiene hilos de
fibra de refuerzo (1a).
\vskip1.000000\baselineskip
13. Una estructura reforzada en la que se
proporciona un refuerzo de estructura según la reivindicación 12ª
sobre una superficie de una estructura de hormigón, con una capa de
material flexible (13) de dicho refuerzo de estructura interpuesta
entre la superficie de la estructura y una placa de material
plástico (15) que contiene hilos de fibra de refuerzo (1a) de dicho
refuerzo de estructura, y fijada a dicha placa (15) con una fuerza
de unión mayor que la resistencia a la tracción del hormigón.
14. La estructura reforzada según la
reivindicación 13ª, en la que dicha estructura tiene una superficie
curva en su pared interior, y en el que dicho refuerzo de estructura
es proporcionado al menos sobre dicha superficie curva en la pared
interior de dicha estructura, con dichos hilos de fibra de refuerzo
(1a) de la placa (15) del refuerzo de estructura dispuestos a lo
largo de una curvatura de dicha superficie curva, y con dicha capa
de material flexible (13) del refuerzo de la estructura interpuesta
entre dicha placa (15) y la superficie de la pared interior de la
estructura.
15. La estructura reforzada según la
reivindicación 13ª, en la que dicha estructura tiene una superficie
de la pared interior anular, y en la que dicho refuerzo de
estructura es proporcionado continuamente en una dirección circular
de dicha superficie de la pared interior sobre al menos una porción
de la longitud de dicha estructura, con dichos hilos de fibra de
refuerzo (1a) de la placa (15) del refuerzo de la estructura
dispuestos en una dirección circular de la pared interior anular, y
con dicha capa de material flexible (13) del refuerzo de la
estructura interpuesta entre dicha placa (15) y superficie de la
pared interior de la estructura.
Applications Claiming Priority (8)
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