ES2643443T3

ES2643443T3 - Elemento de hormigón que comprende un absorbente acústico

Info

Publication number: ES2643443T3
Application number: ES14789832.4T
Authority: ES
Inventors: Sven Mönnig; Sarunas Turcinskas
Original assignee: Construction Research and Technology GmbH
Current assignee: Construction Research and Technology GmbH
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2017-11-22
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: JP2016539260A; US20160265216A1; CN105658881A; AU2014343882B2; KR20160079019A; CA2927895A1; JP6525992B2; EP2868826A1; KR102309209B1; CN105658881B; EP3063342B1; AU2014343882A1; US10017938B2; SA516371014B1; EP3063342A1; CA2927895C; WO2015063022A1

Description

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DESCRIPCION

Elemento de hormigon que comprende un absorbente acustico

La presente invencion se refiere a un elemento de hormigon armado comprendiendo un material de absorcion acustica dispuesto en parte expuesto sobre una superficie de un elemento de hormigon, al menos en parte de celula abierta, expandido, estando rodeada la armadura en parte por el material expandido. Se divulga ademas de ello un procedimiento para la produccion de un elemento de hormigon de este tipo, asf como su uso como techo acustico en un edificio.

Las condiciones acusticas en espacios dependen fuertemente de los factores arquitectonicos. En este caso puede influirse en mayor o menor medida en las magnitudes que determinan la impresion acustica de un espacio mediante correspondiente configuracion de espacio. Ademas de la reduccion de ruido pura, es un objetivo esencial de la acustica espacial la adaptacion de las propiedades acusticas de un espacio a su fin de uso. A diferencia del mundo exterior, los campos acusticos en espacios son difusos, dado que se generan a partir de ruido directo y reflejado. Su regulacion puede producirse mediante correspondiente reduccion de la potencia del sonido. En este caso se usan absorbentes acusticos tecnicos, los cuales permiten procesos de absorcion y de reflexion precisos.

Los absorbentes tecnicos pueden dividirse basicamente en dependencia de su modo de uso en dos grupos, en concreto, en resonadores y absorbentes porosos.

En el caso del modo de actuacion de los resonadores se trata muy en general de sistemas de masa-resorte acusticos, los cuales tienen un maximo de absorcion acustica desarrollado. Son ejemplos de este tipo de absorbentes acusticos resonadores de placa, resonadores de Helmholtz o absorbentes microperforados.

A diferencia de ello, la absorcion de la energfa acustica en el caso de absorbentes porosos se produce en primer lugar mediante friccion en las paredes de los poros, donde se transforma en energfa termica. Para ello se requiere una estructura de poro abierto con suficiente porosidad. Debido a la absorcion acustica producida de forma primaria por disipacion, los absorbentes acusticos porosos tienen en comparacion con los resonadores un espectro de absorcion acustica significativamente diferente. En este caso el grado de absorcion acustica dependiente de la frecuencia aumenta en caso ideal de forma constante a frecuencias mas altas en forma de s y se aproxima de manera asintotica a un valor maximo. Los absorbentes porosos pueden tener una estructura diferente. En este caso las variantes de material son muy diversas.

Los productos de espuma son en general sistemas de dos fases, siendo una fase gaseosa y la otra solida o lfquida. En este caso la fase gaseosa consiste en pequenas burbujas de gas, las cuales o bien tienen una forma esferica o una forma tetraedrica esta limitada mediante nervaduras de celula solidas o lfquidas. Pueden dividirse por lo tanto en dos grandes grupos, las espumas esfericas y las espumas tetraedricas. Las nervaduras de celula estan unidas entre sf a traves de puntos de nudo y conforman en este caso un esqueleto.

Las espumas con propiedades de absorcion acustica son habitualmente de celula abierta. En este caso las paredes delgadas entre las nervaduras de delimitacion estan destruidas y las celulas unidas entre ellas. Debido a ello, el material actua como absorbente poroso. La caracteffstica material de las nervaduras de las celulas en espumas de celula abierta es muy variada. Va desde metales, pasando por materiales inorganicos, hasta los polfmeros organicos, que en el uso tecnico representan a dfa de hoy de lejos la proporcion mas grande y que se denominan en general materiales esponjados. Las espumas de poffmero organico se dividen en dependencia de su dureza en espumas blandas y duras. En su caso la formacion de burbujas se produce habitualmente mediante un gas propelente, el cual se genera in situ mediante una reaccion qmmica o mediante un compuesto qmmico, que esta disuelto en la matriz organica y que a bajas temperaturas entra en ebullicion o se descompone en productos gaseosos. Ademas de ello pueden producirse espumas tambien mediante mezcla mecanica de gases, mediante polimerizacion en solucion mediante separacion de fases o mediante el uso de materiales de relleno, los cuales se separan tras el endurecimiento.

Las espumas PUR de celula abierta se describen multiples veces en la bibliograffa. Se producen habitualmente a partir de compuestos con contenido de isocianato y polioles. Para la formacion de espuma se usan sobre todo gases propelentes, los cuales son eficaces ffsicamente debido a su bajo punto de ebullicion. Tambien se conocen bien combinaciones de gas propelente precisas a partir de gases propelentes eficaces ffsicamente y dioxido de carbono, que resulta al espumar mediante reaccion qmmica de los grupos de isocianato con agua. En el caso de una reaccion de agua e isocianatos resultan por el contrario para la reaccion con polioles ademas de dioxido de carbono grupos ureicos, los cuales contribuyen a la formacion del esqueleto celular.

El documento DE 390908361 describe un material esponjado de yeso con estructura porosa, asf como un procedimiento para su produccion, para aislamientos acusticos y termicos. En este caso se mezcla una suspension de yeso-agua con un prepoffmero MDI sin otros agentes de reaccion en presencia de un reticulante y se espuma dando lugar a cuerpos conformados.

Del documento DE 20 2009 001 754 U1 se conocen separadores consistentes en materiales minerales que se adecuan para la integracion en una estructura de hormigon. La estructura de hormigon del documento DE 20 2009

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001 754 U1 divulga todas las caractensticas de la parte introductoria de la reivindicacion 1. En este caso se trata de un material esponjado eficaz acusticamente basado en vidrio, el cual puede estar rodeado de un material basado en cemento, no estando rodeada una superficie del material esponjado. Estos separadores se usan como soportes para la armadura, en particular como barras de armadura. El separador se dispone en este caso de tal manera que el material esponjado eficaz acusticamente basado en vidrio queda libre tras verterse el hormigon y el desencofrado y de esta manera puede actuar como absorbente acustico. La estructura de hormigon estructurada de esta manera tiene no obstante la desventaja de que la altura de construccion del absorbente acustico no puede elegirse libremente y esta limitada por la armadura. Para lograr una suficiente absorcion acustica tambien para frecuencias bajas, se requieren en el caso de absorbentes porosos capas relativamente gruesas. De esta manera, los separadores han de dimensionarse correspondientemente grandes, lo cual conduce a estructuras de hormigon mas gruesas. Ademas de problemas tecnicos de construccion, se usa en este caso claramente mas hormigon, debiendo contarse en la practica normalmente con una absorcion acustica no optima.

Para la armadura de elementos de hormigon se adecua en particular acero de armadura, el cual se usa como acero redondo nervado o perfilado y presenta una alta resistencia a la traccion. Las propiedades requeridas se regulan por ejemplo en la Norma DIN 488 (antes DIN 1045-1) o en la norma europea EN 10080. El acero de armadura se produce en diferentes formas, en Alemania se usan en particular las siguientes configuraciones.

• Acero de refuerzo de hormigon B500B (segun DIN 488) (antes "BSt 500 S(B)"), como barra de acero laminada en caliente y nervada con diametros de 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 28, 32 y 40 mm y longitudes de entrega de hasta 18 m

• Mallas de acero de hormigon B500A y B500B (segun DIN 488) (antes "BSt 500 M(A) y (B)"), en diferentes variantes, como mallas terminadas de soldar a partir de acero en barra nervado y perfilado, asf como conformado en fno (clase de ductilidad A) o acero para hormigon laminado en caliente (clase de ductilidad B) con diametros de 6 mm a 14 mm (14 mm solo en configuracion de alta ductilidad, de 6 a 12 mm en configuracion de ductilidad normal o de alta ductilidad),

• Soportes de malla como armadura resistente a la flexion en particular en techos y paredes en piezas semieleboradas.

Los aceros para hormigon modernos se caracterizan en lo que se refiere a sus propiedades de deformacion por un modulo de elasticidad de 200.000 a 210.000 N/mm2 y la distribucion en clases de ductilidad. En Alemania existe la clase A de ductilidad normal para los aceros conformados en fno con una proporcion entre resistencia a la traccion y lfmite elastico de al menos 1,05 y una extension de acero con carga maxima de al menos el 2,5 %, asf como la clase B de alta ductilidad para los aceros conformados en caliente con al menos 1,08 o 5 %. Ademas de ello ha de mencionarse el acero para terremotos de alta ductilidad de clase C con una proporcion entre resistencia a la traccion y lfmite elastico de al menos 1,15 y una extension de acero con carga maxima de al menos el 8 %, que tiene un lfmite elastico reducido a 450 N/mm2.

Una caractenstica importante del acero para hormigon es su union con el hormigon que lo rodea. Para la mejora de la union se introducen o laminan nervaduras. Las nervaduras tienen una altura maxima del 4,5 % y una separacion del 60 % del diametro de la barra. Mediante las nervaduras se logra un dentado local entre el hormigon y el acero, lo cual posibilita una transmision de fuerza a traves de una longitud de union corta.

Es por tanto tarea de la presente invencion la puesta a disposicion de un elemento de hormigon armado con al menos un absorbente acustico integrado, pudiendo elegirse libremente dentro de unos lfmites amplios la altura de construccion del absorbente acustico, de manera que se logra una absorcion acustica optima sin tener que variarse en este caso el grosor del elemento de hormigon.

Esta tarea ha sido solucionada mediante un elemento de hormigon armado comprendiendo un material de absorcion acustica en parte expuesto sobre una superficie del elemento de hormigon, consistiendo la superficie, sobre la cual queda libre el material expandido, solo parcialmente en el material expandido, y estando rodeada la armadura parcialmente por el material expandido.

A parte de que la tarea propuesta se soluciono completamente, el elemento de hormigon segun la invencion tiene la ventaja de que este puede fabricarse de manera sencilla y economica y posibilita un avance de construccion rapido.

En una forma de realizacion preferente el elemento de hormigon tiene forma de placa y en la direccion de extension desde la superficie con el material expandido expuesto parcialmente hasta la superficie opuesta no esta atravesado completamente por el material expandido. Dependiendo del fin de uso, el elemento de hormigon en forma de placa segun la invencion tiene en esta direccion de extension preferentemente un grosor total de 5 a 50 cm, en particular de 12 cm a 25 cm. El material expandido puede tener en este caso en la direccion de extension desde la superficie con el material expandido expuesto parcialmente hasta la superficie opuesta preferentemente un grosor maximo de 1 cm a 20 cm, en particular 3 cm a 10 cm y de manera particularmente preferente de 4 a 6 cm.

En el caso de la armadura segun la invencion puede tratarse en particular de acero de armadura. El grosor, la forma y la calidad usados del acero de armadura dependen del correspondiente fin de uso del elemento de hormigon. Son particularmente adecuadas mallas de acero para hormigon soldadas o unidas y vigas de celosfa. Preferentemente

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se usa acero para armadura que se corresponde con la norma DIN 488.

La armadura esta rodeada segun la invencion parcialmente por el material expandido. Con ello se entiende en este caso, que preferentemente entre un 5 y un 60 por ciento en volumen, en particular preferentemente de un 10 a un 30 por ciento en volumen de la armadura esta rodeado por el material expandido.

En una forma de realizacion preferente la superficie del elemento de hormigon, en la que el material expandido esta expuesto, consiste en de 10 a 40 por ciento en superficie, preferentemente de 15 a 25 por ciento en superficie en el material expandido. En este caso es particularmente preferente que el material expandido este distribuido con separaciones periodicas en forma de tira sobre la superficie del elemento de hormigon. Puede tratarse en particular de tiras de absorbente, las cuales presentan una anchura de 5 y 10 cm y que se disponen con una separacion de 25 a 35 cm. Ha podido verse en este caso que una disposicion de este tipo es particularmente preferente, dado que los saltos de admitancia entre materiales que no absorben el sonido y los absorbentes acusticos conducen a una absorcion acustica elevada.

En el caso del elemento de hormigon armado segun la invencion puede tratarse por ejemplo de una pieza acabada, la cual se usa a continuacion para la construccion de un edificio. Puede tratarse en particular de una construccion de techo, de pared o de tejado. De manera particularmente preferente puede tratarse en el caso del elemento de hormigon de un techo acustico, el cual se produce preferentemente en la obra. Es posible ademas de ello no obstante tambien usar los elementos de hormigon armado segun la invencion como elementos de proteccion acustica en carreteras y vfas ferroviarias.

El material usado como material expandido puede comprender en particular al menos una espuma de la serie espuma de poliuretano, espuma de geopolfmero y espuma de resina de melamina. El material expandido presenta preferentemente una densidad de 200 a 400 kg/m3, de manera particularmente preferente de 240 a 350 kg/m3 y en particular de como maximo 300 kg/m3. La densidad se refiere en este caso al material expandido seco, entendiendose con “seco” una humedad residual de menos del 3 % en peso. El material expandido puede consistir en particular en de 20 a 90 % en volumen, en particular de 50 a 60 % en volumen en aire. En una forma de realizacion preferente el material expandido de absorcion acustica expuesto se presenta como material expandido de celula abierta.

Como espumas de poliuretano se adecuan las espumas acusticas conocidas segun el estado de la tecnica. Ofrece una vision de conjunto en lo que se refiere a espumas PUR de celula abierta G. Oertel, Polyurethane, Becker Braun Kunststoffhandbuch 7, editorial Hanser Verlag Munchen 1983.

De manera particularmente preferente el material expandido puede comprender una espuma de geopolfmero. En una forma de realizacion particular el material expandido consiste en una espuma de geopolfmero.

Los geopolfmeros son materiales tipo cemento se que forman mediante la transformacion de al menos dos componentes. En el caso del primer componente se trata de un componente de material solido reactivo, el cual comprende SiO2 y AhO3, por ejemplo, ceniza fina o metacaolm. El segundo componente es un activador alcalino, por ejemplo, vidrio soluble de sodio o hidroxido de sodio. En presencia de agua se produce mediante el contacto de los dos componentes un endurecimiento mediante la formacion de una reticulacion alumosilfcea, amorfa hasta tetracristalina, la cual es resistente al agua.

El proceso del endurecimiento se produce en soluciones con valores de pH superiores a 12 y se diferencia del proceso de hidratacion de reticulantes organicos, como por ejemplo, cemento Portland. En este proceso, que se produce sobre todo a traves de la “solucion”, se produce una incorporacion de atomos de Al y seguramente tambien de los atomos de Ca y Mg en la rejilla de silicato original del componente de material solido reactivo. Las propiedades de los productos fabricados segun este metodo dependen en particular de la concentracion del activador alcalino y de las condiciones de humedad.

Los geopolfmeros fueron estudiados ya en la decada de 1950 por Glukhovsky. El interes de la industria en estos aglomerantes ha aumentado considerablemente en los ultimos anos debido a las interesantes propiedades de estos sistemas. Los aglomerantes de aluminosilicato activados alcalinamente permiten resistencias que pueden superar aquellas de cementos Portland estandar. Estos sistemas se endurecen ademas de ello muy rapidamente y presentan una resistencia qrnmica y una resistencia a la temperatura muy altas.

Ofrece una vision de conjunto en lo que se refiere a las substancias que se tienen en consideracion como aglomerante de aluminosilicato activable de manera alcalina la referencia bibliografica Alkali-Activated Cements and Concretes, Caijun Shi, Pavel V. Krivenko, Della Roy, (2006), 30-63 y 277-297.

En otra forma de realizacion preferente el material expandido comprende, en particular en el caso de la espuma de geopolfmero, una resina epoxfdica. De esta manera pueden mejorarse las propiedades mecanicas en particular en lo que se refiere a la formacion de grietas, a la resistencia a la flexion y la haptica del material expandido. Las espumas de geopolfmero segun la invencion tienen la ventaja esencial de que no son combustibles y ademas de ello, en comparacion con otras espumas, como por ejemplo, espumas de resina de melamina, no pueden liberar formaldetudo. La proporcion de la resina epoxfdica, referida a la espuma de geopolfmero seca, puede ser en

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particular de 0,5 a 10 % en peso. En lo que se refiere a la no combustibilidad del elemento de hormigon segun la invencion ha resultado en particular como particularmente preferente una proporcion de 1 a 5 % en peso.

En el marco de la presente invencion se entiende con el concepto “espuma de geopolfmero seca” una espuma con una humedad residual de menos del 3 % en peso.

Otro objeto de la presente invencion es un procedimiento para la produccion de un elemento de hormigon segun la invencion, introduciendose la armadura y el material expandido de absorcion acustica en forma de una masa reactiva fluyente en un encofrando y endureciendose al menos parcialmente la masa fluyente reactiva.

La masa fluyente reactiva puede introducirse aqu ya como espuma en el encofrado o formar una espuma tras la introduccion en el encofrado. Es esencial en este caso que antes de anadirse el hormigon la armadura quede rodeada parcialmente por el material expandido.

Preferentemente se produce en primer lugar el encofrado con la armadura y en un paso posterior se introduce el material expandido en forma de una masa fluyente reactiva, de manera que la armadura queda rodeada parcialmente por el material expandido. Pero es posible ademas de ello tambien introducir en primer lugar el material expandido en forma de una masa fluyente reactiva en el encofrado y colocar a continuacion la armadura. Tras el endurecimiento al menos parcial de la masa fluyente reactiva se introduce hormigon en el encofrado y se deja endurecer.

En una forma de realizacion particularmente preferente la masa fluyente reactiva comprende un aglomerante de aluminosilicato activado alcalinamente, entendiendose el concepto aluminosilicato activado alcalinamente en el marco de la presente solicitud como sinonimo al concepto geopolfmero.

Como ya se ha explicado, el material expandido puede comprender una espuma de geopolfmero y en una forma de realizacion particularmente preferente consistir en una espuma de geopolfmero. En este caso la masa fluyente reactiva puede comprender como componente solido, el cual comprende AiO2 y AhO3, segun la invencion en particular al menos un silicato de aluminio de la serie de los aluminosilicatos naturales y/o de los aluminosilicatos sinteticos, en particular polvo de escoria granulada, microsflica, polvo de tras, esquisto bituminoso, metacaolm, ceniza fina, en particular de tipo C y del tipo F, escoria de alto horno, polvo de sflice con contenido de aluminio, puzolana, basalto, arcillas, marga, andesita, tierra infusoria o zeolita, en particular preferentemente polvo de escoria granulada, ceniza fina, microsflica, escoria, arcilla y metacaolm. La masa fluyente reactiva segun la invencion comprende este componente solido preferentemente en una cantidad de 5 a 70 % en peso, preferentemente de 10 a 50 % en peso y en particular de 15 a 30 % en peso, pudiendo tratarse tambien de mezclas. Para la reaccion de endurecimiento de los geopolfmeros es de gran importancia en particular la proporcion de atomos de silicio con respecto a los de aluminio. En el sistema segun la invencion ha resultado ventajosa una proporcion de atomos de silicio con respecto a los de aluminio de entre 10 y 1,0 a 1,0, siendo particularmente preferente la proporcion entre 6 y 1,5 a 1,0 y en particular de entre 1,8 y 2,2 a 1,0 asf como entre 4,7 y 5,3 a 1,0.

Como activador alcalino se adecua en particular al menos un compuesto de la serie vidrio soluble de sodio, vidrio soluble de potasio, vidrio soluble de litio, vidrio soluble de amonio, hidroxido de sodio, hidroxido de potasio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, sulfato alcalino, metasilicato de sodio, metasilicato de potasio, preferentemente vidrio soluble de potasio, vidrio soluble de sodio y potasa. Puede usarse en particular tambien solucion de metasilicato de potasio con un contenido de solidos de 40-50 % en peso y una proporcion de peso SiO2:K2O de 0,6 a 0,8 o una proporcion molar de 0,9 a 1,1. De manera tambien preferente puede usarse potasa con una concentracion de 0,1-1 moles/l, es particularmente preferente una concentracion de al menos 0,9 moles/l. El activador alcalino esta contenido segun la invencion, en relacion con la masa fluyente reactiva segun la invencion, preferentemente en una cantidad de 1 a 60 % en peso, preferentemente de 10 a 55 % en peso y en particular de 25 a 50 % en peso, pudiendo tratarse tambien de mezclas de estos compuestos.

En el caso de los materiales de relleno se tienen en consideracion entre otros harina de roca, basaltos, arcillas, feldespatos, polvo de mica, polvo de vidrio, polvo de grafito, arena de cuarzo o polvo de cuarzo, polvo de bauxita, hidroxido de aluminio y residuos de la industria de la alumina, de la bauxita o del corindon, cenizas, escorias, sflice amorfo, acido silfcico pirogenico, microsflica, piedra caliza, asf como materiales de fibras minerales. En este caso son adecuados en particular tamanos de grano de hasta 2 mm. Pueden usarse tambien materiales de relleno ligeros como perlita, tierra infusoria (tierra de diatomeas), mica expandida (vermiculita), vidrio expandido y arena expandida. Preferentemente se usan materiales de relleno ligeros y en particular vidrio expandido. El vidrio expandido tiene en particular un tamano de grano medio de 50-300 pm. El material de relleno esta contenido segun la invencion, en relacion con la masa fluyente reactiva segun la invencion, preferentemente en una cantidad de 5 a 50 % en peso, preferentemente de 10 a 35 % en peso, pudiendo tratarse tambien de mezclas de estos compuestos.

Para continuar mejorando las propiedades mecanicas como la resistencia a la flexion por traccion y la resistencia a la presion, la masa fluyente reactiva segun la invencion puede comprender aluminosilicato en forma de microesferas huecas con un tamano de grano preferente de como maximo 100 pm. La proporcion de microesferas huecas en relacion con la masa fluyente reactiva segun la invencion es de preferentemente no obstante como maximo de 30 % en peso, encontrandose una proporcion preferente de las microesferas huecas con respecto al resto de los

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aluminosilicates en 0,8 : 1 a 1 a 0,8.

Es posible ademas de ello, que la masa fluyente reactiva segun la invencion comprenda fibras, en particular en una proporcion de hasta 3 % en peso. De esta manera puede mejorarse la estabilidad mecanica de la espuma. Preferentemente se usan fibras de alcohol polivimlico, fibras de poliacrilonitrilo, fibras de basalto, asf como mezclas de ello. Las fibras presentan en particular una longitud de como maximo 120 mm, en particular de como maximo 6 mm.

Para la mejora del efecto repelente de agua de la espuma, esta puede comprender agentes de hidrofobizacion. La proporcion del agente de hidrofobizacion puede ser de en particular hasta 3 % en peso con respecto a la masa fluyente reactiva segun la invencion. Preferentemente se usan aceites de silicona o polvos de dispersion dispersables con propiedades hidrofobizantes. Puede usarse en particular un aceite de silicona con una viscosidad de 300 a 1000 mPa*s. Un producto adecuado disponible comercialmente es por ejemplo aceite de silicona AK 500 de Wacker Chemie AG. Ademas de ello puede usarse por ejemplo polvo de dispersion dispersable del tipo Vinnapas con la denominacion 7031 H de la Wacker Chemie AG.

El comportamiento de fraguado y el tiempo de fraguado de la masa fluyente reactiva segun la invencion pueden ser influidos positivamente mediante la adicion de cemento de aluminato de calcio. La proporcion del cemento de aluminato de calcio en la masa fluyente reactiva esta preferentemente en al menos 3 % en peso, preferentemente entre 5 y 20 % en peso. El tiempo de fraguado puede controlarse ademas de ello mediante la adicion de Ca(OH)2. La proporcion de Ca(OH)2 en relacion con la masa fluyente reactiva segun la invencion puede ser de 1 a 15 % en peso, en particular de 3 a 10 % en peso.

En una forma de realizacion particularmente preferente la masa fluyente reactiva segun la invencion comprende un formador de poros de aire y/o un estabilizador de espuma. En este caso puede tratarse preferentemente de un tensioactivo. En el caso del tensioactivo puede tratarse en particular de al menos un alquilglucosido de C8-C10. Una parte del tensioactivo, preferentemente menos del 30 % en peso puede sustituirse por gomorresinas o resina de tall oil saponificadas. En este caso puede usarse por ejemplo Vinapor MTZ/K50 de BASF SE, en cuyo caso se trata de gomorresina y resina de tall oil modificada y saponificadas, secadas por pulverizacion en forma de polvo. La proporcion del tensioactivo referido a la masa fluyente reactiva segun la invencion puede ser en particular de 0,1 a 2,5 % en peso, en particular de 0, a 1,5 % en peso.

Una forma de realizacion particularmente preferente del procedimiento segun la invencion preve que la masa fluyente reactiva comprenda un tensioactivo y se expanda mediante la introduccion mecanica de aire. La espuma debena presentar preferentemente para la eficacia acustica un contenido de aire del 50-60 % en volumen. En una forma de realizacion espacial se mezclan los componentes de la masa fluyente reactiva segun la invencion con el tensioactivo, pudiendo usarse por ejemplo, un mezclador de obra comercial. En este caso se produce preferentemente una suspension con una densidad de 1000-1200 g/litro. Esta suspension puede expandirse a continuacion en un cabezal de mezcla, el cual esta estructurado segun el principio de trabajo e estator-rotor, con aire. Un dispositivo adecuado es en este caso por ejemplo el modelo Mugromix+ de la empresa Heitec Auerbach GmbH. La densidad aparente en humedo de la espuma es de 100 a 800 g/litro, en particular de 150 a 600 g/litro.

En otra forma de realizacion preferente la masa fluyente reactiva comprende al menos un compuesto de epoxido que puede ser emulsionado en agua y/o al menos una emulsion de resina epoxfdica que puede emulsionarse por sf misma. Ademas de las ventajas ya descritas, la resina epoxfdica confiere a la espuma de geopolfmero una estabilidad mecanica mas temprana, de manera que el elemento de hormigon armado segun la invencion puede sacarse del molde ya tras 6 horas.

Los compuestos epoxfdicos pueden comprender una resina y endurecedores o una combinacion de resina, endurecedor y diluyente reactivo. En el caso del epoxido se trata preferentemente de una mezcla de bisfenol A/F y en el caso del endurecedor preferentemente de un aducto poliammico. Como diluyentes reactivos se usan preferentemente eter de poliglicidol de alcoholes alifaticos alcoxilados.

En una forma de realizacion preferente una resina epoxfdica con un diluyente reactivo en proporcion de 60:40 a 40:60 partes en peso y se anaden ademas de ello de manera preferente a esta mezcla de 140 a 160 partes en peso de endurecedor.

Como resina epoxfdica puede usarse en particular una emulsion de resina epoxfdica de autodispersion, la cual se usa preferentemente en proporcion estequiometrica de 0,9 a 1,1 a 1 con un aducto poliammico. Como emulsiones de resina epoxfdica de autodispersion disponibles comercialmente se tienen en consideracion por ejemplo, Waterpoxy 1422, Waterpoxy 1439, Waterpoxy 1466 y endurecedores Waterpoxy 751, Waterpoxy 760, Waterpoxy 801. Es preferente el uso de una mezcla de Waterpoxy 1422 y Waterpoxy 760. Las emulsiones de resina epoxfdica que se han mencionado son productos de BASF SE.

El procedimiento segun la invencion preve que la espuma de geopolfmero se seque a temperaturas de 20 a 30 °C y una humedad de aire relativa de al menos 65 %. El desencofrado del elemento de hormigon armado en forma de placa segun la invencion puede producirse tras 24 a 48 horas.

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Como ventaja adicional del uso de una espuma a base de geopoUmeros ha de mencionarse la reaccion al fuego ventajosa. Tambien en el caso del uso de aditivos organicos, en particular tambien en presencia de resinas epoxfdicas, se lograron muy buenos resultados. No se produce humo ni gotea material durante la exposicion al fuego (DIN EN ISO 11925-2). La espuma de geopolfmero segun la invencion presenta en este caso en particular una reaccion al fuego segun DIN 13501-1 de A2 o A1.

Es posible tambien ademas de ello proveer el elemento de hormigon armado en forma de placa segun la invencion de un revestimiento, debiendo tenerse en cuenta que debido a ello no empeoran esencialmente las propiedades de absorcion acustica del elemento. Son particularmente adecuados en este caso tejido no tejido de lana, revoque, pintura y textiles con una estructura de poro abierto, acusticamente abierta. Los textiles pueden estar provistos en particular de un motivo de impresion. Otro aspecto de la presente invencion es el uso del elemento de hormigon segun la invencion como techo acustico en un edificio.

En los dibujos muestra

La figura 1 una vista de un elemento de techo segun la invencion con tiras de absorbente dispuestas periodicamente;

La figura 2 una seccion transversal esquematica de un elemento de techo segun la invencion con tiras de absorbente dispuestas periodicamente, estando alineada la armadura en paralelo con respecto a la superficie del elemento de hormigon;

La figura 3 una seccion transversal esquematica de un elemento de techo segun la invencion con las tiras absorbentes dispuestas periodicamente, tratandose en el caso de la armadura de una viga de celosfa;

La invencion se explica a continuacion con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos que acompanan.

Ejemplos

Produccion de la espuma de geopolfmero

Tabla 1:

: Nombre comercial (productor) Masa [gramos] % en peso

Potasa 1 mol/litro: Emsure (Merck KGaA) 50,04 16,41

Silicato potasico: K45M (Simtek Corporation) 87,50 28,69

Tensioactivo: Glucopon DK225 (BASF SE) 2,20 0,72

Metacaolm: Metamax (BASF SE) 71,10 23,32

Vidrio expandido: Fillite 106 (Omya GmbH) 55,60 18,23

Ceniza fina: Luhnen (STEAG Power Minerals GmbH) 15,50 5,08

Polvo de dispersion: Acronal S430 P (BASF SE) 15,00 4,92

Fibras de PAN: 6,7dtex/6mm (Trevira GmbH) 8,00 2,62

Masa total: 304,94 100,00

La espuma de geopolfmero se produce con un dispositivo totalmente automatico para espuma para la expansion continua de lfquidos y pastas de poca viscosidad, que funciona segun el principio estator-rotor (tipo Mugromix+ de la empresa Heitec Auerbach GmbH).

Los componentes listados en la tabla 1 se mezclan a excepcion del tensioactivo en un mezclador de obra (mezcladora forzada XM de la empresa Collomix Ruhr- und Mischgerate GmbH). Resulta una suspension con una densidad de 1000-1200 g/litro. Al final se anade el tensioactivo y se mezcla durante otros 30 segundos. La suspension se bombea a traves de un tubo flexible al dispositivo totalmente automatico para espuma. Los parametros de proceso son los siguientes:

- Numero de revoluciones del cabezal de mezcla 300 revoluciones/minuto

- Presion de aire de sistema ~2 bares

- Flujo de material 120 litros/hora

La espuma producida tiene una densidad de 375 g/litro y presenta un contenido de aire del 55 % en volumen. El contenido de aire se determina en este caso a traves de la modificacion del volumen con respecto a la suspension

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no expandida en base a la norma DIN EN 1015-6. La espuma presenta una densidad aparente en seco de 274 kg/m3 La densidad aparente de la espuma producida se determina mediante el cociente de su masa y del volumen que ocupa la espuma.

Ejemplo 1

El elemento de techo segun la invencion tiene un tamano de 1 m x 1,5 m x 0,12 m. Una red de armadura B500A (segun DIN 488) con un ancho de malla de 100 mm x 100 mm, presentando las barras de acero un diametro de 6 mm, se monta en primer lugar en un correspondiente encofrado. A continuacion, la espuma de geopolfmero, que se obtiene como se ha descrito arriba, se pulveriza en forma de tiras sobre la armadura y se seca durante 2 horas a 25 °C y 80 % de humedad de aire y a continuacion se hormigona. Para la produccion de los elementos de techo se elige una capa superior de hormigon de la clase de resistencia C25/30 con un tamano de grano maximo de 8 mm. El hormigon fresco presenta una densidad de 2328 kg/m3 y tiene una clase de consistencia de F5.

En la figura 1 se representa este elemento de techo segun la invencion. El elemento de techo tiene una anchura de 100 cm (referencia 8) y una longitud de 150 cm (referencia 9). Presenta tiras de absorbente de geopolfmero 3. Las tiras de absorbente de espuma de geopolfmero estan dispuestas con una separacion de 25 cm (referencia 10) sobre la superficie. Las tiras de absorbente de espuma de geopolfmero tienen una anchura de 5 cm (referencia 6). La superficie continua formandose mediante tiras de hormigon 1.

En la figura 2 se representa este elemento de techo segun la invencion en seccion transversal. El elemento de techo tiene una altura de construccion de 12 cm (referencia 7) y presenta tiras de absorbente de espuma de geopolfmero 3. Las tiras de absorbente de espuma de geopolfmero tienen una anchura de 5 cm (referencia 6) y una altura de

construccion de 5 cm (referencia 4) y estan dispuestas a una separacion de 20 cm (referencia 5). El elemento de

techo consiste ademas en hormigon 1. La armadura 2 es una malla de acero de construccion B500A (segun DIN 488) con un ancho de malla de 100 mm x 100 mm, presentando las barras de acero un diametro de 6 mm. La armadura esta rodeada parcialmente por las tiras de absorbente de espuma de geopolfmero y alineada en paralelo con respecto al elemento de hormigon.

Ejemplo 2

El ejemplo 2 se diferencia del ejemplo 1 debido a que como armadura se usa una viga de celosfa.

En la figura 3 se representa este elemento de techo segun la invencion en seccion trasversal. El elemento de techo tiene una altura de construccion de 12 cm (referencia 7) y presenta tiras de absorbente de espuma de geopolfmero 3. Las tiras de absorbente de espuma de geopolfmero tienen una anchura de 5 cm (referencia 6) y una altura de construccion de 5 cm (referencia 4) y estan dispuestas a una separacion de 20 cm (referencia 5). El elemento de

techo consiste ademas en hormigon 1. En el caso de la armadura se trata de una viga de celosfa con la

denominacion viga de celosfa Filigran-E de Filigran Tragersysteme GmbH & Co. La viga de celosfa consiste en hormigon armado B500A (segun DIN 488), presentando las barras de acero un diametro de 6 mm. La armadura esta rodeada parcialmente por las tiras de absorbente de espuma de geopolfmero.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Elemento de hormigon armado que comprende un material expandido (3), al menos parcialmente de celula abierta, de absorcion acustica y parcialmente expuesto sobre una superficie del elemento de hormigon, consistiendo la superficie sobre la cual queda expuesto el material expandido solo parcialmente en el material expandido, caracterizado porque la armadura (2) esta rodeada parcialmente por el material expandido (3).
2. Elemento de hormigon segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el elemento de hormigon tiene forma de placa y en la direccion de extension desde la superficie con el material expandido expuesto parcialmente hasta la superficie opuesta no esta atravesado completamente por el material expandido.
3. Elemento de hormigon segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la superficie sobre la cual esta expuesto el material expandido, consiste en de un 10 a un 40 por ciento en superficie del material expandido.
4. Elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el material expandido esta distribuido a intervalos periodicos (10) en forma de tiras sobre la superficie.
5. Elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el material expandido comprende una espuma de geopolfmero.
6. Elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material expandido presenta una densidad de 200 a 400 kg/m3.
7. Elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material expandido comprende una resina epoxfdica.
8. Elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el material expandido consiste en del 20 al 90 por ciento en volumen en aire.
9. Elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se trata de una construccion de techo, de pared o de tejado.
10. Procedimiento para la fabricacion de un elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la armadura (2) y el material expandido (3) de absorcion acustica se introducen en un encofrado en forma de una masa fluyente reactiva y la masa fluyente reactiva se endurece al menos parcialmente.
11. Procedimiento para la fabricacion de un elemento de hormigon segun la reivindicacion 10, caracterizado porque la masa fluyente reactiva comprende un aglomerante de aluminosilicato activado alcalinamente.
12. Procedimiento para la fabricacion de un elemento de hormigon segun las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque la masa fluyente reactiva comprende un tensioactivo y se expande mediante introduccion mecanica de aire.
13. Procedimiento para la fabricacion de un elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque la masa fluyente reactiva comprende al menos un compuesto epoxido emulsionable en agua y/o al menos una emulsion de resina epoxfdica autoemulsionante.
14. Procedimiento para la fabricacion de un elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque la masa fluyente reactiva comprende fibras.
15. Uso de un elemento de hormigon segun una de las reivindicaciones 1 a 9 como techo acustico en un edificio.