DESCRIPCIÓN

Objeto de la invención:

La presente invención se refiere a un elemento de construcción especialmente concebido para el refuerzo de piezas rígidas, tales como, cerámica, materiales pétreos, vidrio, metales, maderas, etc, especialmente cerámica y vidrio, y más concretamente cerámica, para su posterior utilización en suelos registrables sobreelevados, tanto en interior como en exterior, y similares, que consiste en la adhesión de un conjunto formado por una matriz polimérica a base de resinas endurecidas, en la que se embebe una malla de fibras de hilos cortados que, dispuesta en una de las caras del material rígido, incrementa las propiedades mecánicas del material rígido, haciendo posible el uso del mismo en suelos registrables sobreelevados o similares. Dependiendo del uso final del producto, se puede añadir, una capa de aislamiento que protege al elemento frente al fuego, al tiempo que le confiere propiedades térmicas y acústicas. Asimismo, la invención se refiere a un procedimiento de fabricación de dicho elemento.

Esta invención se encuadra dentro del campo de aplicación comprendido en el sector industrial dedicado a la fabricación de piezas y elementos para la construcción en general.

Con esta invención se mejoran las propiedades que tendrían las piezas rígidas de igual espesor, posibilitando así su utilización en aplicaciones cuya exigencia en cuanto a prestaciones mecánicas es muy elevada, tales como suelos registrables sobreelevados y similares, por ejemplo, fachadas ventiladas de edificios, en las cuales, asimismo, la exigencia en cuanto a prestaciones mecánicas sea muy elevada, tanto por factores ambientales (meteorología, ambientes agresivos, etc.) como por factores sociales (propiedad, uso, representatividad, etc) y, en general, aquellas aplicaciones en las que las piezas rígidas tengan que ser colocadas sobre pivotes, pedestales, travesaños o similares, a una determinada altura de la capa de apoyo.

Antecedentes de la invención:

Las placas de cerámica, vidrio, piedras, mármoles, granitos, etc., se han venido utilizando desde hace tiempo para su colocación en suelos registrables sobreelevados, a saber, suelos soportados sobre pivotes, pedestales, travesaños o similares, a una determinada altura de la capa de hormigón (suelo natural), que permiten el paso de instalaciones por el hueco generado entre ambos suelos.

La problemática que se presenta para todos estos materiales es que, en su utilización para suelos registrables sobreelevados, al ir apoyados sobre pivotes en varios puntos de apoyo, quedando el resto de zonas suspendidos en el aire, obliga a incrementar considerablemente el espesor de los mismos, a fin de evitar roturas una vez estas piezas soportan cargas o tránsito de personas o materiales, así como la flecha producida tras la carga de un peso.

Este incremento de espesor supone, por una parte, un incremento de peso considerable, ya que en la mayoría de los casos, las placas han de, al menos, doblar su espesor.

Por otra parte, el incremento de peso dificulta enormemente la colocación, ya que requiere un esfuerzo mucho mayor para manipular los materiales y encarece los costes de transporte, ya que el volumen que ocupa es muy superior al de la pieza de espesor normal.

Todo esto supone, además, un excesivo consumo de materias primas.

Igualmente este incremento de espesor en muchos casos no soluciona el problema de roturas, en particular en lo referente a su resistencia respecto al impacto y a su resistencia a la flexión.

Para solucionar estos problemas, son conocidas soluciones alternativas al incremento de espesorado, como por ejemplo la adhesión de sulfato cálcico, aglomerado, yeso y fibras de celulosa, entre otros, que, adheridos con una resina al dorso de la pieza, le otorgan una resistencia suficiente para su uso en suelos elevados.

Así por ejemplo, la patente EP 2148023 A1 recoge la posibilidad de reforzar, mediante madera, cemento o sulfato cálcico o similar, soportes tales como cerámica, porcelánico, piedra o similares, para su uso en suelos elevados.

Por su parte, la patente EP 1304425 A1 describe la posibilidad de reforzar materiales pétreos con núcleos de yeso y fibras de celulosa, indicando, como espesorado óptimo del conjunto material más refuerzo, 30,3 mm, de los cuales 13,3 mm corresponderían al espesor del refuerzo.

También la patente española ES 2258912 recoge la posibilidad de reforzar materiales pétreos mediante la adhesión de una o varias piezas cerámicas al dorso de la piedra utilizando adhesivos y resinas. También se utilizan soluciones como pegar otra pieza similar o de distinta naturaleza a modo sándwich, de manera que se obtiene un conjunto indivisible que mejora la resistencia del material rígido.

Así, la patente de invención ES 2154562 recoge la posibilidad de adherir una pieza cerámica dimensionalmente coincidente con el tamaño del material pétreo que reforzaría.

Sin embargo, al igual que ocurre en el caso inicialmente descrito, estos materiales de refuerzo incrementan de una manera considerable el peso del material que refuerzan En el caso de los materiales más comúnmente utilizados, el sulfato cálcico, se triplica el peso respecto a la placa rígida sin reforzar, o, en el caso del aglomerado, se dobla el peso respecto al material rígido sin este refuerzo. En el caso de reforzar una pieza con otra similar adherida al dorso también se duplica el peso de las mismas.

Estos refuerzos utilizados son, además, de gran espesor. El motivo de este espesor es para evitar, además del riesgo de rotura, el problema de la flecha cuando se les aplica una carga estática a la pieza que refuerzan. Según la normativa UNE EN 12825, referente a Pavimentos elevados registrables, se establecen unos requerimientos de carga estática que las piezas han de cumplir para su uso en suelos elevados. En el apartado "4.2.2.: Requerimientos de carga estática", en la tabla 2, se delimitan las flechas máximas en mm que, en ningún caso, pueden excederse al aplicar cargas sobre las mismas.

Existen otros refuerzos para piezas rígidas cuyo espesorado es muy reducido y que, aún otorgando unos valores de resistencia mecánica elevados, no permiten utilizarse para su uso en suelos elevados. De hecho estos refuerzos han sido enfocados a reforzar piezas para suelos o paredes con fines distintos a su utilización en suelos elevados.

Concretamente, tal y como se muestra en la patente ES 2160664, se consigue un refuerzo de mínimo espesor sobre un material pétreo, pero presenta el inconveniente de que no es posible su uso en suelos elevados ya que como indica en la página 4, líneas 50 a 55, con un peso de 600 kg, la flecha de la pieza reforzada es de 7 mm, quedando fuera de los máximos permitidos para este tipo de suelos, que es de 4 mm (tal como prescribe la Norma UNE EN 12825).

Además, en ES2160664, se utilizan porcentajes de esterilla o malla superiores al 50%, lo cual presenta el inconveniente de que, siendo necesaria la utilización de mallas bastante tupidas para conseguir las propiedades mecánicas adecuadas, se impide que la malla quede embebida dentro de la resina con una sola aplicación. Sería necesaria una segunda aplicación de resina sobre la malla para que esta quedara completamente impregnada de resina, lo que conlleva una mayor inversión, mayores costes, un acabado estético peor, etc. sin mejorar con ello las propiedades mecánicas del material.

Otra opción para tener un porcentaje de malla superior al 50% completamente embebida y utilizando un solo paso de aplicación, sería emplear mallas menos tupidas, pero entonces se tendría el inconveniente de que no se conseguirían las propiedades mecánicas requeridas.

Por su parte, la patente PT 105013 A menciona un refuerzo de corcho de 2 mm de espesor, para la colocación de pavimentos y paredes y; la patente WO 2010/072704 A1 , refuerza piezas cerámicas con chapas de acero galvanizado de espesor entre 0, 1 y 1 mm, preferiblemente entre 0,3 y 0,5 mm.; en ambos casos no se soluciona el problema de roturas, en particular en lo referente a su resistencia respecto al impacto y a su resistencia a la flexión

Descripción de la invención

Elemento de construcción para suelos sobreelevados y similares caracterizado por estar constituido por una pieza rígida reforzada mediante una matriz polimérica que presenta una malla embebida en su interior, cuyo peso es inferior al 50% del peso del conjunto matriz polimérica más malla.

El elemento de construcción que la invención propone, resuelve los problemas técnicos planteados en los casos anteriores para su uso en suelos registrables elevados, ya que permite obtener un producto acabado que, además de tener un espesor muy inferior a los anteriormente descritos, reduce ampliamente el peso total del conjunto del producto acabado.

Esto implica una reducción más que considerable de costes de fabricación y transporte y facilita enormemente la manipulación de las piezas durante el proceso de montaje. Otra ventaja adicional de la presente invención es que se reducen los consumos de materias primas.

El elemento de construcción consiste en una pieza rígida, que puede ser cerámica, vidrio, metal, materiales pétreos naturales o artificiales, o madera, preferentemente cerámica o vidrio, con un espesor comprendido entre 6 y 18 mm, con al menos una superficie sustancialmene plana. Esta superficie puede variar según el formato de la pieza.

Sobre la superficie sustancialmente plana de la pieza se coloca una matriz polimérica compuesta por una resina combinada en una proporción definida con un catalizador que al reaccionar con una resina, produce el endurecimiento de la matriz polimérica. Como catalizadores se pueden utilizar ácidos orgánicos, anhídridos, aminas, tioles con hidrógenos reactivos, como anhídrido de acido dicarboxílicoderivados de urea y tiourea y/o poliamidas, pero preferentemente se emplean compuestos derivados de la familia de las aminas, como aminas de etanol, aminas alquílicas, poliaminas, poliaminas aromáticas, aminas cicloalifaticas, poliamidas, derivados de urea y tiourea o mezclas de los mismos. El porcentaje en peso de resina en la matriz polimérica se encuentra entre el 80-95 % del peso total, mientras que el de catalizador se encuentra entre el 5-20% del peso total.

Las resinas empleadas, pueden ser, entre otras, epoxi, poliuretano, siliconas, elastómeros, acrílicos, poliéster, o mezcla de las anteriores, aunque preferiblemente serán epoxis con un peso molecular medio menor a 700 Urnas.

La mezcla de la resina y el catalizador se aplica mediante cualquier método conocido (pulverización con pistola, espátula, cortina, etc.) sobre la cara sustancialmente plana de la pieza rígida con un gramaje comprendido entre 0, 1 y 5 mm, preferentemente entre 0,3 y 2,5 mm. La viscosidad de la mezcla, comprendida entre 2.000 y 14.000 centipoises, preferentemente entre 3.000 y 12.000 centipoises, permite que el producto se autonivele, de modo que el 100% de la superficie revestida queda completamente cubierta, antes de su endurecimiento.

Una vez realizado esto, la pieza pasa por una enmalladora, la cual dispensa una lámina o malla compuesta por fibras de filamentos de vidrio, polímeros orgánicos y una mezcla ligante. Igualmente esta fibra podría ser de otros materiales como poliéster, fibra de carbono, de origen plástico o metálicas, aunque preferiblemente serán de vidrio. El gramaje de esta malla puede oscilar entre 150 y 1.000 gr/m2, preferiblemente entre 200 y 800 gr/m2. Esta lámina queda por encima de la mezcla indicada en el párrafo anterior, la cual está todavía en estado líquido y a una viscosidad suficientemente baja, entre 2.000 y 14.000 centipoises para que la malla penetre en la capa de mezcla resina-catalizador, de forma que cuando dicha mezcla endurece formando la matriz polimérica, la malla queda completamente embebida en su interior, por lo menos a una distancia de 0,2 mm de la capa superficial o externa de la matriz polimérica. El peso de la malla embebida es inferior al 50% del peso del conjunto matriz polimérica más malla.

El endurecimiento o curado de la matriz polimérica con la malla embebida en su interior puede realizarse a temperatura ambiente (secado no forzado) o acelerar el proceso mediante secado forzado en continuo (túnel, secadero vertical de bandejas, etc.), por lotes (horno o campana), unidad por unidad (equipos individuales de aplicación de calor) o mezcla de los anteriores.

Con todo ello se consigue finalmente un cuerpo único formado por la pieza rígida y la matriz polimérica con la malla embebida en su interior.

La pieza rígida reforzada puede realizarse en las dimensiones de uso final o en dimensiones mayores para, tras un proceso de corte, obtener piezas de las dimensiones deseadas.

Dependiendo del uso final que se le vaya a dar al producto acabado, se puede aplicar por cualquier método conocido una mezcla de corcho con resinas sobre la matriz polimérica, siendo requisito indispensable que las resinas y la matriz polimérica sean compatibles, para evitar problemas de laminados, pérdida de propiedades mecánicas, tensiones, etc.. Un caso particular de aplicación del corcho es el siguiente: tras la aplicación de la matriz polimérica y antes de entrar en la zona de curado, es decir, con las resinas recién aplicadas, se puede, opcionalmente, aplicar grano de corcho con una granilladora sobra la matriz polimérica y acto seguido aplicar mediante pulverización o nebulización una resina en estado líquido, compatible con la matriz polimérica, sobre el corcho para que este quede adherido a la pieza una vez que la resina se cura. Esta aplicación tiene especial utilidad en aquellos casos en que se precise que la pieza acabada vaya destinada a un uso con requerimientos de resistencia al fuego, o donde se exijan propiedades acústicas o térmicas determinadas.

Asimismo, y puesto que en los usos previstos del material objeto de la invención se exigen unas tolerancias muy pequeñas en cuanto a formato, se realiza el rectificado del conjunto final, de manera que, al realizar este proceso, se arreglan los laterales que hubieran podido dejar fragmentos de fibras o adhesivos, al tiempo que a las piezas se les dan las dimensiones deseadas.

Opcionalmente se puede colocar un canteado de PVC en el contorno de las piezas dependiendo del uso final que se le vaya a dar al material. El elemento de construcción formado por una pieza rígida reforzada según la invención, se caracteriza porque el espesor de este conjunto, matriz polimérica más malla, está comprendido entre 0,5 y 5,5 mm, preferiblemente entre 1 y 3 mm.

También se caracteriza porque el peso de la matriz polimérica con la malla embebida está comprendido entre 0,75 y 4 kg/m2.

También se caracteriza porque el elemento de construcción objeto de la invención tiene una resistencia de carga estática superior a 9 KN.

También se caracteriza porque cumple el ensayo de impacto por cuerpo duro, según norma UNE EN 12825:2001 (Norma Española para Pavimentos Elevados Registrables).

También se caracteriza porque el peso de la matriz polimérica con la malla embebida es, al menos, 6 veces más ligero que el material rígido que está reforzando.

También se caracteriza porque el espesor final del conjunto pieza rígida más refuerzo para su utilización en suelos registrables elevados es inferior a 23,5 mm.

Las características de las piezas rígidas reforzadas objeto de la presente invención, permite la utilización de las mismas tanto en el interior como en el exterior de los edificios.

Descripción de las figuras

Para complementar la descripción que se está realizando y con el fin de ayudar a la perfecta comprensión de la presente invención , se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1 : Muestra en un despiece en perspectiva la composición de los distintos elementos que componen el conjunto acabado de una pieza obtenida mediante el procedimiento de la presente invención.

Figura 2: Muestra, también en perspectiva la pieza de la figura anterior totalmente terminada.

Figura 3: Muestra la misma pieza acabada vista desde su parte superior, de modo que se comprueba que no se ve afectada la parte superior de la pieza.

Figura 4: Muestra la sección de la pieza completamente terminada, mostrando cómo la malla queda embebida en la matriz polimérica.

Descripción de una realización preferente A modo de ejemplo de realización, y con carácter ilustrativo y no limitativo, se describe a continuación, el elemento de construcción para suelos sobreelevados y similares, tanto de interior como de exterior, representado en la figura 4. En relación con la figura 1 , y tal como se observa, sobre la cara sustancialmente plana de una pieza cerámica de 12 mm. y un peso de 15 kg/m2(1), se aplica una matriz polimérica (2) mediante pulverización con pistola compuesta por una mezcla compuesta de un 85% en peso de resina epoxi con un peso molecular medio menor a 700 Urnas y un 15% en peso de un catalizador formado por aminas de etanol. La mezcla de la resina y el catalizador se aplica con un gramaje de 1 , 1 mm y tiene una viscosidad de 6.000 centipoises.

El espesor del conjunto, matriz polimérica (2) más malla 3), en este ejemplo de realización es de 1 ,5 mm y su peso de 2 kg/m2.

Cuando dicha matriz polimérica (2) se autonivela, de modo que el 100% de la superficie revestida queda completamente cubierta, y antes de su endurecimiento, es decir, mientras se encuentra en estado líquido,, una enmalladora, dispensa una lámina o malla (3) compuesta por fibras de filamentos de vidrio con un gramaje de 500 gr/m2.

Tal como se observa en las figuras 2, 3 y 4, en las que se representa el elemento de construcción del presente ejemplo totalmente terminado, la parte superior de la pieza rígida (1) no se ve afectada por la matriz polimérica (2) y la malla (3) queda completamente embebida en la matriz polimérica (2), a una distancia de 0,5 mm de la capa superficial o externa de la matriz polimérica (2).

El endurecimiento o curado de la matriz polimérica con la malla embebida en su interior se realizar a temperatura ambiente (secado no forzado).