TABLERO DE COMPOSITE PARA APLICACIÓN EN ENCOFRADOS DE HORMIGÓN Y PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DEL MISMO
D E S C R I P C I Ó N
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere al campo de los tableros empleados en encofrados en el sector de la construcción. Más concretamente a tableros de material plástico de tipo composite para aplicar en encofrados de hormigón. En particular, la invención se refiere a tableros de composite para encofrados de hormigón que incorporan un núcleo a base de material de reciclado.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En la actualidad, los encofrados de hormigón se realizan con paneles de madera fenolicos acoplados sobre un soporte-bastidor metálico que le da rigidez y resistencia a la estructura. Dichos conjuntos se colocan en las obras dando forma al encofrado que se pretende fabricar.
En el caso de encofrados verticales se utiliza un tablero multicapa de abedul-abeto procedente normalmente de Finlandia. Para encofrados horizontales se utiliza habitualmente un tablero de abeto centroeuropeo o pino insignis que consta de tres capas, con las dos capas extremas orientadas en un sentido y la capa del medio orientada perpendicularmente a las extremas .
La madera presenta un problema fundamental que consiste en que en contacto con ambientes húmedos, como es el caso del hormigón que se vierte y entra en contacto
con ésta, se hincha incrementándose las dimensiones, por lo que los ajustes al bastidor no son correctos y se marcan estas zonas en el hormigón una vez fraguado, lo cual no es admitido por el arquitecto en muchas obras.
Por otro lado, el vertido de hormigón ocasiona daños sobre la madera del tipo de desconchamientos, rayaduras y otros, por lo que se hace necesaria una reparación frecuente de dichos tableros una vez desmontados de las obras, lo que conlleva invertir un buen número de horas en reparaciones .
Asimismo, existe el problema adicional de que el peso de la estructura de encofrado es excesivo, por lo que sería conveniente su reducción para facilitar el transporte de dichos paneles .
Es de destacar que actualmente están apareciendo en el mercado europeo nuevos productos que evitan los inconvenientes derivados del uso de tableros de madera tales como tableros multicapa y tricapa recubiertos con láminas plásticas para la protección de la humedad. Otro producto es el ALKUS platte A47 que consiste en un sandwich de polipropileno con pieles de aluminio y plástico que presenta los siguientes inconvenientes: a) inestabilidad con los cambios de temperatura; b) ataque químico de los álcalis sobre el aluminio, c) las dimensiones de los paneles no cubren la superficie total necesaria por la estructura del panel para encofrado.
En el caso de plataformas de andamios ha aparecido en el mercado una estructura tipo sandwich con dos capas de aluminio y un núcleo de nido de abeja en aluminio.
En la solicitud de patente americana US 2002/0187293
se describe un elemento de encofrado y un proceso de fabricación y reparación de elementos del encofrado constituido por un panel portante cubierto en al menos una de sus caras por una película que se fija al panel 5 portante de manera reemplazable mediante un agente adhesivo que es desactivado bajo la influencia del calor. El núcleo del elemento de encofrado es de material sintético que no es suficientemente rígido y debe ser reforzado mediante una capa de fibras de refuerzo, lo .0 cual supone un aumento de los costes.
El tablero de composite para aplicación en encofrados de hormigón de la presente invención pretende resolver los inconvenientes mencionados al incluir en el L5 núcleo materiales procedentes de reciclado que le confieren la rigidez suficiente. De este modo, además de conseguir un tablero con las propiedades mecánicas requeridas para la aplicación del mismo en encofrados de hormigón, se consigue abaratar costes al mismo tiempo que
20 se aprovechan materiales de desecho. Este último aspecto es fundamental hoy día en que es necesario reciclar y reutilizar los materiales de desecho para evitar el deterioro del medioambiente y, además, para ahorrar materias primas y energía. 5
Más en particular, la inclusión en el núcleo de caucho reciclado supone grandes ventajas, no sólo al reducir el peso del tablero, sino también al conferirle unas mejores propiedades de mecanización, particularmente 0 en cuanto al clavado.
OBJETO DE LA INVENCIÓN
Es objeto de la invención un tablero de composite 5 para aplicación en encofrados de hormigón cuyo núcleo
está constituido esencialmente por material reciclado, más en particular, por material termoplástico reciclado y caucho reciclado triturado o por material reciclado triturado, procedente de la industria del automóvil que 5 contiene material termoplástico y caucho triturado, y material termoplástico reciclado tal como polipropileno reciclado.
Otro objeto de la invención es un procedimiento para LO la fabricación de dicho tablero de composite para aplicación en encofrados de hormigón a partir de termoplásticos y caucho reciclados que transcurre de acuerdo con fases de mezclado y prensado en caliente o extrusión.
L5
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un tablero de composite para aplicación en encofrados de hormigón
20 esencialmente caracterizado porque incorpora un núcleo que contiene los siguientes componentes: - material termoplástico reciclado, caucho reciclado triturado.
5 El tablero de composite para aplicación en encofrados de hormigón que constituye el obj eto de esta invención tiene una estructura de tipo sandwich y está compuesto esencialmente en su núcleo por material termoplástico y caucho procedentes de desecho 0 convenientemente triturados y mezclados.
El material termoplástico reciclado puede ser aσrilonitrilo butadieno estireno (ABS) , una resina fenólica de tipo novolaca, polipropileno, etc. Este 5 material termoplástico actúa como "ligante" cuando se
produce su fusión a 160-200 0C (temperatura específica de fusión) .
En una realización particular de la invención, dicho 5 material termoplástico reciclado es, preferiblemente, polipropileno, en forma de polvo o granza.
En otra realización particular, el caucho reciclado triturado tiene una granulometría de 1-4 ram. .0
En otra realización preferida de la invención, el polipropileno reciclado está en una cantidad comprendida entre un 80 y un 20%, siendo preferiblemente de un 70%; y el caucho reciclado triturado está en una cantidad L5 comprendida entre un 20 y un 80%, siendo preferiblemente de un 30%.
Asimismo, la invención se refiere también a un tablero de composite para aplicación en encofrados de 0 hormigón que incorpora un núcleo que contiene los siguientes componentes: material reciclado triturado procedente de la industria del automóvil que contiene material termoplástico y caucho triturado; 5 - material termoplástico reciclado, tal como polipropileno reciclado.
Asimismo, en otra realización preferida de la invención, dicho material reciclado triturado está en una 0 cantidad comprendida entre un 90 y un 40%, preferiblemente de un 70%; mientras que el polipropileno reciclado está en una cantidad comprendida entre un 10 y un 60%, preferiblemente de un 30%.
5 Así pues, se contemplan dos posibles composiciones
preferentes del núcleo del tablero:
Polipropileno reciclado y caucho reciclado. Los porcentajes varían entre un 80 y un 20% de polipropileno reciclado y entre un 20 y un
80% de caucho, resultando como porcentajes preferibles para una óptima utilización un 70% de polipropileno y un 30% de caucho.
Material reciclado y polipropileno reciclado. Se trata de un material reciclado procedente de la industria del automóvil que contiene material termoplástico y caucho, distribuyéndose el material reciclado en un porcentaje del 90 al 40% mientras que el porcentaje de polipropileno reciclado varía entre el 10 y el
60%, encontrándose los porcentajes óptimos en un 70% de material reciclado y un 30% de polipropileno.
En ambos casos se contempla la utilización del caucho en la fabricación de los núcleos en un porcentaje óptimo que evite la disminución en la rigidez del tablero y favorezca el clavado y mejor recuperación del orificio tras la extracción de la punta o tornillo que lo vincula al bastidor debido a sus propiedades de expansión y recuperación. La incorporación de este tipo de caucho contribuye a un abaratamiento del producto. Además, en caso de impacto el caucho constituye un elemento esencial en la absorción de energía.
Puesto que el núcleo está fabricado con material de reciclado, se está empleando un material que en principio no tenía ningún tipo de aplicación industrial lo que determina que dicho núcleo se obtenga a un coste reducido lo que abarata enormemente el precio final del tablero.
Sobre el núcleo a base de material reciclado descrito anteriormente se dispone una piel estructural sobre al menos una de las dos caras del núcleo con intermediación de un filtro que actúa de interfase y que 5 permite una sólida unión de dicha piel estructural al núcleo.
Dicha piel estructural, que dota al panel de resistencia y rigidez, consiste en una lámina de 1 a 3 mm
.0 de espesor que puede colocarse sobre una o las dos caras del núcleo y puede ser de naturaleza polimérica (termoplástica o termoestable) , madera o híbridos entre ellos. El material apropiado para dicha piel estructural es de naturaleza termoestable tal como un poliéster
L5 reforzado con tejido bidireccional de fibra de vidrio y fibra cortada con un gramaje de 500-3500g/m2; un impregnado SMC de tej ido híbrido formado por una capa de manto de fibra de vidrio de 400 g/m2 y de tejido bidireccional del mismo gramaje impregnado en una resina
_0 de poliéster (oroftálica, isoftálica o vinílica) ; o polipropileno reforzado.
En una realización particular, dicha piel estructural está constituida por polipropileno reforzado,
25 por ejemplo de la marca TWINTEX o GMTEX.
El filtro que actúa de interfase entre el núcleo y la piel estructural consiste en una base física que favorece la adhesión entre estas dos partes del panel 0 sandwich a fabricar y compatibiliza en la medida de lo posible la diferente naturaleza entre el material termoplástico del núcleo y el material termoestable en la piel estructural .
5 En una realización particular de la invención, dicho
filtro es un filtro de hilos continuos o unifilo con un gramaje de 400-800 g/m2 o un tejido bidireccional con un gramaje de 500-800 g/m2; preferiblemente un filtro de hilos continuos con un gramaje de 400-800 g/m2.
Para la consecución de unas propiedades mecánicas adecuadas del tablero para encofrado de hormigón es fundamental que exista una perfecta adherencia entre el núcleo y la piel estructural . Una mala adhesión derivará en problemas de delaminación, así como en una resistencia inferior a la exigida. Por ello, es necesario que no se produzca una total impregnación de la fibra que actúa de interfase por parte del material termoplástico del núcleo, ya que esto dificultará sobremanera la adhesión posterior de la piel termoestable . Si esta impregnación total se produjera se debe tratar mecánicamente la superficie de dicha interfase (mediante lijado, por ejemplo) con el fin de mejorar el contacto entre el núcleo y la piel.
Sobre una de las caras de la piel estructural se dispone a su vez una piel de acabado que constituye la cara de contacto con el hormigón, conformando de esta forma el tablero de composite para aplicación en encofrados de hormigón de la invención.
Dicha piel de acabado debe presentar unas óptimas propiedades de resistencia a la abrasión y al rayado, resistencia al impacto y resistencia química (a ambientes alcalinos como el hormigón y a otros productos químicos agresivos como los agentes desencofrantes empleados habitualmente) . Dicha piel de acabado se adhiere a una de las caras de la piel estructural mediante un adhesivo y puede ser sustituida cuando se deteriore, sin necesidad de cambiar todo el panel.
En una realización particular, la piel de acabado está constituida por CURV (polipropileno reforzado con tejido bidireccional de polipropileno) o 'bien por poliuretano o polietileno; siendo su espesor de entre 0,2 y 0 , 7 mm.
El proceso de fabricación de tableros de composite para aplicación en encofrados de hormigón transcurre de acuerdo con las siguientes fases:
mezclado de los componentes del núcleo, ya sea polipropileno reciclado + caucho o material reciclado + polipropileno en una amasadora para obtener una correcta homogeneización, - prensado en caliente del núcleo y de las capas añadidas consistentes en el filtro de hilos tipo unifilo, la piel estructural, el film adhesivo, y la piel de acabado.
En una variante de la segunda fase antes descrita se contempla que en lugar de efectuar el prensado en caliente se lleve a cabo la extrusión del material constitutivo del núcleo para su paso posterior a través de una calandra donde se van superponiendo las diferentes capas: unifilo, piel estructural, film adhesivo y piel de acabado .
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y
no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista esquemática de los elementos que intervienen en el proceso de fabricación del tablero de composite para aplicación en encofrados de hormigón durante las fases de mezclado y prensado en caliente del núcleo, capa de refuerzo y piel estructural.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
A la vista de la figura descrita se observa que el procedimiento de obtención del tablero de composite para aplicación en encofrados de hormigón transcurre de acuerdo con una primera fase de mezcla y amasado en una amasadora (1) de caucho triturado (2) , polipropileno (3) y aditivos (4) que van a conformar el núcleo (5) del tablero.
A continuación se dirige el núcleo (5) hacia un sector previo a una prensa (6) en el que se aplican correspondientes capas de refuerzo de fibras (7) sobre ambas caras del núcleo (5) .
Seguidamente sobre el conjunto formado por el núcleo (5) y las capas de refuerzo de fibras (7) se aplican dos capas de piel estructural (8) que atraviesan previamente correspondientes calandras (9) en las que éstas se calientan a 1700C.
A continuación sobre una de las caras de la piel estructural (8) se aplica un adhesivo y la piel de acabado, no representada, y el conjunto así constituido pasa a través de la prensa (6) en caliente dando lugar al conformado del tablero.
EJEMPLO DE APLICACIÓN DE LA INVENCIÓN
Seguidamente se describen ensayos efectuados con una serie de tableros que comprenden en su núcleo un material termoplástico combinado con caucho triturado procedentes del reciclado en distintos porcentajes obteniéndose en cada caso las propiedades mecánicas que aparecen en la tabla.
Se pretende realizar unos tableros para encofrado de hormigón utilizando un molde de dimensiones máximas 1200 x 900 mm prensando los diferentes tableros en prensa de 325 Tm con control de paralelismo con una presión de 205 bar y temperatura de 1800C durante 30 minutos.
Las composiciones empleadas para la fabricación de los núcleos ha sido la siguiente:
1.- Núcleo de 60% de polipropileno reciclado y 40% de caucho reciclado
2.- Núcleo de 60% de ABS reciclado y 40% de caucho reciclado
3.- Núcleo de 70% de material reciclado y 30% de caucho reciclado.
Una vez fabricados los núcleos se procede a la colocación de las pieles empleando como interfase núcleo- piel estructural una fibra de Unifilo de 850 g/m2 : en los dos primeros casos se usa una piel estructural de tejido impregnado con resina viniléster, y una piel de acabado de SMC poliéster comercial con nanopartículas para mejorar su resistencia a la abrasión; en el tercer caso se emplea una piel estructural de Twintex y una piel de acabado de Curv.
La unión entre los diferentes núcleos y pieles se realiza por compresión en caliente a 80 bar durante 7 minutos a 170°C.
De los tableros realizados se han obtenido probetas que se han sometido a diferentes pruebas, obteniéndose los siguientes resultados para cada uno de los compuestos :
1. Núcleo de 60% PP + 40% caucho/Unifilo 850 g/m2/SMC viniléster/ SMC poliéster con nanoparticulas .
2. Núcleo de 60% ABS + 40% caucho/Unifilo 850 g/m2/SMC viniléster/ SMC poliéster con nanoparticulas.
3. Núcleo de 70% de material reciclado + 30% caucho/Unifilo 850 g/m2/ Twintex/ Curv.
Las propiedades requeridas para los tableros de tipo composite- para encofrados de hormigón han de ser: una resistencia a la flexión próxima a los 50-60
MPa, un módulo de flexión próximo a 5000 MPa,
una flecha media menor de 12 mm un gramaje medio menor de 25 kg/m2 una densidad menor de 1,5 g/cm3 facilidad de clavado, y - buena adhesión entre el núcleo y la piel .
Así pues, como puede verse en la tabla anterior, el tablero 3 cumple con los objetivos para las diferentes propiedades en cuanto a resistencia a la flexión, módulo de flexión, etc., así como en cuanto a la facilidad de clavado y la adhesión entre el núcleo y la piel .