La adhesión de laminados como material de refuerzo implicará actividades similares a las necesarias para los refuerzos con chapas de acero es decir, se requiere la
preparación del soporte para la posterior aplicación del adhesivo y colocación del refuerzo respetándose siempre las indicaciones del fabricante en función del material de refuerzo a emplear.
Si bien la operación que comentamos en este apartado es el pegado del laminado a las caras del soporte, destaca la relevancia que tiene la preparación de la superficie junto con la observancia de los tiempos de curado necesarios para cada uno de los materiales utilizados en esta solución de refuerzo, todo ello con objeto de garantizar el buen comportamiento de la unión, tal y como indican Meier, 1995, (48) y Hutchinson, 1997, (36).
Por ello para la adhesión del material de refuerzo será necesario el tratamiento previo del soporte con objeto de obtener una superficie del hormigón sana y limpia, aspecto descrito en mayor profundidad en otros apartados. Como resumen todas las Guías de actuación destacan la necesidad de respetar como operaciones técnicas de buena práctica constructiva las siguientes:
Eliminación de la grasa y suciedad que se haya podido adherir a la superficie mediante el empleo de acetona o disolventes adecuados como metil etil cetona.
Eliminación de las partes sueltas y restos de resina utilizada en los tratamientos de mejora de la superficie del soporte por abrasión, para lo cual se admiten los chorreados de arena, agua a alta presión, chorro de agua-arena o bien mediante el empleo de otros métodos tales como la pistola de aire comprimido, con agujas, limpieza con chorro de vapor, limpieza con llama o los tratamientos con ácidos, siempre que se garantice que éstos no pueden dañar posteriormente el material de refuerzo.
Regeneración y/o regularización de las superficies en caso necesario.
Cabe destacar que debido a la ligereza del material no se requieren medios auxiliares potentes siendo posible el transporte del material en rollos como consecuencia de su flexibilidad y ligereza. Estos rollos pueden tener la longitud que
se desee pero se recomienda llevar todo lo que se vaya a usar en un solo trozo y efectuar el cortado del laminado en las longitudes que se deseen en obra mediante una sierra manual.
La preparación de los laminados tan sólo implica la limpieza de la suciedad y el polvo depositado en la cara que se adhiere. La otra cara no necesita ninguna preparación. Esta limpieza se hará pasando por la superficie del laminado un papel impregnado con disolvente hasta que no queden restos de suciedad o polvo sobre la superficie tratada.
Cabe destacar, que en el caso de laminados fabricados por pultrusión es posible adherir a las caras exteriores del material una lámina protectora la cual se elimina en el momento de aplicación pero que permite que las características del laminado se mantengan intactas hasta dicho momento.
La aplicación del adhesivo se realizará, de manera similar a lo indicado para el caso de chapas de acero, con un espesor entre 0,5 y 1mm sobre la cara más rugosa (las dos caras del laminado no son iguales y por lo tanto no es indiferente aplicar el adhesivo en una cara o en otra). Una vez aplicado el adhesivo, con un consumo aproximado de resina de 0,5 kg/m2, sobre soporte y laminado se procederá a
colocar el laminado sin ejercer presión hasta que esté perfectamente situado en su sitio, de manera que una vez conseguida la colocación se procederá a ejercer presión sobre el laminado mediante un rodillo de goma dura que se irá pasando a lo largo de toda la longitud. De este modo se logrará que rebose el adhesivo sobrante por los lados, lo mismo que las posibles burbujas de aire. El adhesivo sobrante debe retirarse con una espátula. Debido a su bajo peso, los laminados no necesitan ser apeados y se sostienen en el soporte desde el principio.
Otro aspecto a señalar es que en todas las etapas del proceso se han de respetar los tiempos de curado marcados por el fabricante en cada uno de los casos, con objeto de garantizar que se desarrollan las características mecánicas del material de acuerdo a lo indicado por el fabricante.
En el caso de ambientes húmedos o al entrar en contacto los materiales compuestos con la humedad, el material puede absorber un poco de humedad, que será necesario eliminar en el caso de emplear adhesivos para altas temperaturas, medida que no resultará necesario adoptar en el caso de que el laminado se coloque a temperatura ambiente.
En la bibliografía analizada se recogen evoluciones de la técnica general de pegado con adhesivo, que en la mayoría de los casos se encuentran patentadas por los fabricantes de la lámina, e implican cambios en algunas de las partes del proceso, o automatización de las mismas, con objeto de mejorar los rendimientos, acelerar el curado del adhesivo, etc.
De acuerdo con Fib Bulletin 14 (23) algunos de estos sistemas de ejecución se describen brevemente a continuación:
Aplicación automática del laminado. Se emplea principalmente en pilares de manera que de una manera robotizada se envuelve toda la superficie del elemento a reforzar. De este modo se consigue una aplicación rápida.
Fabricación conjunta de varias láminas conectadas entre sí. La lámina se sustituye por un conjunto de láminas, que al permitir cierto movimiento relativo entre las mismas, puede reducir las tensiones tangenciales pero también la eficacia del refuerzo.
Curado rápido del adhesivo. Se puede acelerar el curado, o bien permitir el curado a bajas temperaturas, del adhesivo empleado para la unión del material de refuerzo al elemento mediante la aplicación de calor.
Formas prefabricadas. El material de refuerzo puede elaborarse con formas geométricas acordes al elemento a reforzar en las que la aplicación de las habituales láminas es más complicada. Así en el mercado podemos encontrar bandas preconformadas dobladas en ángulo, que evitan el cortado de las
láminas “in situ” y facilitan la colocación especialmente en el caso de esquinas o ángulos del soporte.
Impregnación del laminado mediante vapor. 2.3.4 EJECUCIÓN CON TEJIDOS IN SITU
Los tejidos, tal y como hemos indicado, están formados por filamentos de fibra de carbono que se entrelazan simultáneamente con una tela de vidrio generándose el tejido definitivo. El tejido permite el paso del adhesivo de resina epoxi en el momento de la ejecución de manera que es posible impregnar el tejido con el adhesivo que actuará a la vez como matriz y como elemento de pegado al soporte.
Si bien las operaciones a realizar son muy similares a las descritas para el caso de empleo de laminados existen algunas diferencias frente a la ejecución de soluciones de refuerzo con este tipo de material.
Una vez realizadas las operaciones de saneado y limpieza del soporte se procederá a la aplicación del adhesivo, material que deberá presentar mayor fluidez que en el caso de los laminados con objeto de que pueda penetrar entre las fibras de tejido, impregnarlas, mojarlas y formar el material compuesto. Una vez extendido el adhesivo en la superficie del soporte el tejido se ha de colocar sobre dicha superficie en la dirección adecuada, embebiendo el tejido en el mismo, presionando hasta que la resina salga por los huecos del tejido. Es importante conseguir que las fibras queden lo más rectas posibles, para lo cual hay que estirar con fuerza los tejidos. Una vez colocado el tejido se procede a repartir la resina con un rodillo hasta lograr una superficie homogénea y la completa eliminación de los huecos y burbujas de aire. Al final debe quedar una superficie continua de pegado, sin burbujas de aire entre el tejido y el soporte. Igual que ocurre con los laminados, debido al bajo peso de los tejidos no es necesario apearlos y se mantienen en el soporte desde el principio. Como recubrimiento final, se aplicará con rodillo una capa adicional de resina con un consumo aproximado total de resina en la operación de 0,7 a 1,2 kg/m2. Cabe destacar que si se quiere se puede espolvorear sobre esta última capa
de resina arena de cuarzo que actuará de capa agarre para posteriores recubrimientos cementosos.
Cabe destacar, que como consecuencia de la aplicación de la resina de la matriz “in situ” hay un peor control de ejecución por lo que como más adelante veremos algunas normas penalizan en el diseño las características mecánicas de los laminados realizados in situ a base de tejidos, aumentando los coeficientes parciales de seguridad de minoración de las características de los materiales.
2.3.5 PROTECCIONES
Los laminados pueden ser formulados y realizados para garantizar la resistencia frente a agresiones de diferentes tipos de agentes químicos, pero resulta necesario tomar en consideración siempre una serie de aspectos referentes a su protección para garantizar el comportamiento de estas soluciones de refuerzo.
En el caso de empleo de estas soluciones en ambientes con bajas temperaturas, aunque estas bajas temperaturas no afectan a la resistencia y rigidez del material compuesto, provocan que el laminado sea menos resistente a fatiga por lo que en algunos casos de refuerzo puede ser necesario tomarlo en consideración. Además es necesario que el material compuesto se haya formulado de manera que su temperatura de uso sea compatible con el punto de reblandecimiento de la matriz.
Tal y como hemos indicado el material compuesto puede absorber humedad del ambiente por lo que en el caso de ambientes muy húmedos puede ser necesario considerar la alteración de las propiedades mecánicas o punto de reblandecimiento que tal circunstancia puede producir.
El aspecto más importante referente a la durabilidad y protección de los materiales compuestos es la protección contra el fuego que se recoge en los siguientes apartados, si bien en la mayoría de las Guías de aplicación se recomienda para este caso la utilización de placas ignífugas, previa comprobación de la adherencia y compatibilidad con el laminado mediante ensayos previos.