BR102012007263B1

BR102012007263B1 - aperfeiçoamento em elemento de vedação para junta de dilatação

Info

Publication number: BR102012007263B1
Application number: BR102012007263-7A
Authority: BR
Inventors: Jorge Gabrielli Zacharias Calixto
Original assignee: Jorge Gabrielli Zacharias Calixto
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2021-01-19
Also published as: WO2013142940A1; BR102012007263A2

Abstract

APERFEIÇOAMENTO EM ELEMENTO DE VEDAÇÃO PARA JUNTA DE DILATAÇÃO. O elemento de vedação (E) compreende: um perfil de vedação (20), tendo duas abas laterais (21) providas de uma borda externa (21a) e de uma borda interna (21b) e unidas por uma porção central (22) a ser alojada em uma junta de dilatação (11) formada entre duas porções de estrutura (10); e uma alma de reforço (30), em forma de manta flexível. Cada aba lateral (21) tem uma porção superior (23) incorporada à porção central (22), na região da borda interna (21b), e uma porção inferior (24) que define um afastamento (D) com a porção superior (23), sendo incorporada a essa última, na região da borda externa (2 la), e a ser fixada em uma das porções de estrutura (10) A alma de reforço (30) tem porções laterais (31) alojadas e coladas nos respectivos afastamentos (D), e uma porção mediana (32) disposta em torno da porção central (22) do perfil de vedação (20), a jusante desse último.

Description

Campo da Invenção

Refere-se a presente invenção a um aperfeiçoamento introduzido em um elemento de vedação para juntas de dilatação em estruturas diversas, obtidas em concreto, aço ou outros materiais, particularmente, mas não exclusivamente, em estruturas nas quais o elemento de vedação é submetido a grandes movimentações estruturais e a altas pressões hidrostáticas, tal como ocorre nas barragens.

Histórico da Invenção

São bem conhecidos do estado da técnica os elementos de vedação empregados nas juntas de dilatação em estruturas diversas, como as estruturas de concreto de barragens e outras edificações, e obtidos em cobre, em mantas de PVC, em forma de perfis em material elastomérico (tal como policloropreno, EPDM, butil, nitrilica, borracha natural, SBR, Viton e outros) resistentes às intempéries, álcalis, fungos, mofos, óleos, graxas e outros agentes ou ainda em forma de mastigues a base de silicone ou de poliuretano.

Apesar de serem largamente utilizáveis e apresentarem resultados operacionais que atendem às exigências da estrutura à qual são aplicados, esses elementos de vedação conhecidos são de instalação morosa e onerosa e não apresentam a possibilidade de serem reparados ou recuperados após sua instalação e operação na estrutura, caso venha a ocorrer algum acidente ou ruptura localizada do elemento de vedação.

Visando eliminar as deficiências e limitações dos referidos elementos de vedação, foi proposta a solução construtiva descrita e reivindicada na patente PI 9903326-7, em nome do da ora requerente. Nessa solução anterior, o elemento de vedação compreende um perfil elastomérico, constituído por duas abas laterais longitudinais, a serem assentadas e coladas, cada uma, contra uma das duas bordas extremas confrontantes da junta de dilatação, no lado de montante da estrutura, e uma porção central a ser alojada no interior da junta de dilatação e configurada para suportar as pressões hidrostáticas no lado de montante da estrutura.

Para que o elemento de vedação possa suportar grandes pressões hidrostáticas, como ocorre nas barragens, ele é usualmente provido de uma alma de reforço em seu interior, obtida em tecido sintético (por exemplo em aramida, Rayon, Nylon e outros) ou em aço e estendida ao longo das abas laterais longitudinais e da porção central. Essa alma de reforço aumenta consideravelmente a resistência do conjunto, sem prejudicar a sua livre movimentação.

Apesar de a referida solução anterior, da ora requerente, apresentar construção simples e ser resistente às intempéries e a outros agentes de deterioração, elasticamente deformável em conjunto com a estrutura e capaz de suportar grandes pressões hidrostáticas, sem risco de prejudicar suas características de vedação, ela apresenta um inconveniente relacionado a sua fabricação com a alma de reforço, particularmente quando essa última é formada em tecido sintético.

As operações de extrusão do elemento de vedação elastomérico, já incorporando a alma de reforço em seu interior, são complexas, demoradas e custosas, tornando bastante problemática a incorporação da citada alma de reforço no interior do elemento de vedação elastomérico, principalmente quando dita alma de reforço é formada em tecido sintético.

Sumário da Invenção

Assim, a presente invenção tem por objetivo prover um elemento de vedação aperfeiçoado, para juntas de dilatação de estruturas diversas, formadas em concreto, aço ou outros materiais, dito elemento de vedação compreendendo um perfil elastomérico, tendo abas laterais longitudinais de fixação e uma porção central de deformação, e uma alma de reforço em manta flexivel, dito elemento de vedação apresentando uma construção resistente a grandes pressões hidrostáticas e que pode ser obtida através de operações muito simples de formação do perfil elastomérico e de incorporação da alma de reforço ao referido perfil elasticamente deformável.

Para alcançar o objetivo acima mencionado, o aperfeiçoamento em questão é usado em uma junta de dilatação definindo uma sede rebaixada em relação ao lado de montante das porções de estrutura entre as quais é definida a junta de dilatação.

O elemento de vedação compreende: um perfil de vedação elastomérico, tendo duas abas laterais, longitudinais, a serem assentadas e fixadas contra as respectivas porções de estrutura ao longo da junta e apresentando, cada uma, uma borda externa e uma borda interna, sendo essa última incorporada, em peça única, à borda interna da outra aba lateral, por uma porção central a ser alojada na sede; e uma alma de reforço, em forma de manta flexivel, carregada pelo perfil de vedação.

De acordo com a invenção cada aba lateral compreende uma porção superior unida à porção central, na região da borda interna da aba lateral, e uma porção inferior que mantém um afastamento em relação à porção superior, sendo unida a essa última, na região da borda externa da aba lateral, e a ser assentada e fixada na respectiva porção de estrutura, sobre a respectiva borda extrema da junta de dilatação, sendo que a alma de reforço apresenta porções laterais alojadas e coladas, cada uma, no afastamento, definido entre as porções superior e inferior de uma respectiva aba lateral, e uma porção mediana disposta em torno da porção central do perfil de vedação, a jusante desse último.

A nova construção, proposta pela presente invenção, permite que o perfil de vedação seja formado separadamente, por um processo de extrusão simples e convencional, sendo que a alma de reforço tem cada uma de suas porções laterais facilmente inseridas entre as porções superior e inferior de uma respectiva aba lateral do perfil de vedação já previamente produzido, ficando a porção mediana da alma de reforço folgadamente disposta em torno da porção central do perfil de vedação, para fornecer a esse último a resistência estrutural exigida quando o perfil de vedação é submetido a grandes pressões hidrostáticas.

Breve Descrição dos Desenhos

A invenção será a seguir descrita fazendo-se referências aos desenhos anexos, nos quais:

A figura 1 representa uma vista em perspectiva de uma extensão do elemento de vedação da invenção, quando aplicado a uma junta de dilatação de uma estrutura, ilustrando ainda, em linhas tracejadas, a posição assumida pelo elemento de vedação quando submetido a altas pressões hidrostáticas;

A figura 2 representa uma vista, em corte transversal ampliado, do perfil elastomérico do elemento de vedação ilustrado na figura 1 e desprovido da alma de reforço;

A figura 3 representa uma vista semelhante à da figura 2, mas ilustrando o perfil elastomérico já associado a uma alma de reforço em tecido sintético, estando uma das abas laterais longitudinais, do perfil elastomérico, elasticamente deformada para adaptação da alma de reforço; e

A figura 4 ilustra uma vista em perspectiva inferior do elemento de vedação ilustrado na figura 1.

Descrição da Invenção

De acordo com as ilustrações acima citadas, o elemento de vedação E em questão é aplicado a uma junta de dilatação 11 formada entre duas porções de estrutura 10, de modo a vedar essa junta de dilatação 11 no lado de montante das porções de estrutura 10, no qual é diretamente aplicada a pressão hidrostática no caso de barragens, sendo que a junta de dilatação 11 apresenta bordas extremas 11a, opostas e confrontantes entre si, cada uma delas sendo definida no lado de montante de uma respectiva estrutura de concreto 10 .

Para a aplicação do elemento de vedação E, a junta de vedação 11 define uma sede 12, rebaixada em relação às adjacentes bordas extremas 11a da junta de dilatação 11, no lado de montante das porções de estrutura 10.

Na configuração ilustrada, a sede 12 apresenta seção transversal retangular com paredes laterais 12a e, opcionalmente, com uma parede de fundo (não ilustrada), devendo ser entendido que essa seção transversal poderá apresentar diferentes formas, estendendo-se, geralmente, por toda a espessura das porções de estrutura 10 que formam a junta de dilatação 11.

De acordo com a invenção, o elemento de vedação E compreende um perfil de vedação 20, em peça única de material elastomérico adequado (tal como policloropreno, EPDM, butil, nitrilica, borracha natural, SBR, Viton e outros), prensado, calandrado ou extrudado e vulcanizado em sua forma definitiva para aumentar sua resistência e diminuir porosidade, tendo duas abas laterais 21, longitudinais, a serem assentadas e fixadas, geralmente por adesivo epoxi, contra as respectivas porções de estrutura 10, sobre as bordas extremas 11a da junta de dilatação 11, em ambos os lados da sede 12, e uma porção central 22 a ser alojada no interior da sede 12.

Cada aba lateral 21 apresenta uma borda externa 21a e uma borda interna 21b, sendo essa última incorporada, em peça única, à borda interna 21b da outra aba lateral 21, pela porção central 22.

O elemento de vedação E compreende ainda uma alma de reforço 30, em forma de manta flexivel, em tecido sintético formado, por exemplo, em fibras de aramida, Rayon, Nylon e outros e que é carregada pelo perfil de vedação 20.

De acordo com o aperfeiçoamento proposto, cada aba lateral 21 compreende uma porção superior 23 incorporada, em peça única, à porção central 22, na região da borda interna 21b da aba lateral 21, e uma porção inferior 24 que mantém um mesmo afastamento 25 em relação à porção superior 23, ao longo da largura da referida aba lateral 21.

A porção inferior 24 da aba lateral 21 é incorporada, em peça única, à porção superior 23, apenas na região da borda externa 21a da aba lateral 21, permanecendo disposta de modo a ter uma face inferior a ser assentada e fixada, geralmente por adesivo epóxi, na respectiva porção de estrutura 10, sobre a respectiva borda extrema 11a da junta de dilatação 11.

Por seu lado, a alma de reforço 30 apresenta, em peça única, porções laterais 31, opostas entre si e que são alojadas e coladas, cada uma, no afastamento D, definido entre as porções superior 23 e inferior 24 de uma respectiva aba lateral 21, e uma porção mediana 32, unida, em peça única, às porções laterais 31 e disposta em torno da porção central 22 do perfil de vedação 20, a jusante desse último. A alma de reforço 30 é estendida ao longo de toda a extensão longitudinal do elemento de vedação E, apresentando uma espessura que corresponde ao afastamento D entre as porções superior 23 e inferior 24 das duas abas laterais 21.

Com a construção proposta, as porções laterais 31 da alma de reforço 30 podem ser facilmente alojadas e fixadas, por adesivo, entre as porções superior 23 e inferior 24 da respectiva aba lateral 21. Para alojar as porções laterais 31 da alma de reforço 30 entre as porções superior 23 e inferior 24 da respectiva aba lateral 21, basta que a porção inferior 24 seja elasticamente afastada da porção superior 23, conforme indicado no lado esquerdo da figura 3. Completada a montagem das porções laterais 31 da alma de reforço 30 no interior das respectivas abas laterais 21 do perfil de vedação 20, com a devida aplicação prévia de adesivo, as porções superior 23 e inferior 24 de cada aba lateral 21 podem ser pressionadas uma contra a outra, ensanduichando e retendo, entre elas, cada respectiva porção lateral 31 da alma de reforço 30.

A porção mediana 32 da alma de reforço 30 é dimensionada para poder acompanhar o contorno da porção central 22 do perfil de vedação 20, no lado de jusante do elemento de vedação E. A alma de reforço 30 aumenta consideravelmente a resistência do elemento de vedação E, sem prejudicar a livre movimentação de sua porção central 22, conforme ilustrado em linhas tracejadas na figura 1 dos desenhos anexos.

A porção central 22 do perfil de vedação 20 apresenta seção transversal definida por pelo menos um loop em forma de U ou V, tendo sua porção básica arredondada e projetando-se para o interior da junta de dilatação 11 e os extremos de suas pernas laterais concordando com as bordas internas 21b das duas abas laterais 21 e eventualmente entre si, por meio de trechos curvos do perfil de vedação 20, no caso de múltiplos loops com seção em duplo U, conforme ilustrado ou de duplo V, ou seja, em forma de W.

A altura da porção central 22 e o número de seus loops em forma de U são definidos em função da deformação máxima que a junta dilatação 11 será submetida em cada aplicação especifica, e ainda das dimensões do equipamento utilizado para a formação do perfil de vedação 20 em material elastomérico a ser vulcanizado.

Na construção ilustrada, a porção inferior 24 de cada aba lateral 21 do perfil de vedação 20 carrega, preferivelmente incorporada em peça única, na região da borda interna 21b, uma projeção 25 curvada de modo a projetar-se para dentro da sede 12 da junta de dilatação 11, ao longo de parte da parede lateral 12a da sede 12. Cada projeção 25 permanece assentada por sobre a respectiva borda extrema 11a da junta de vedação 11, impedindo que a adjacente região da alma de reforço 30 entre em contato atritante e desgastante com a adjacente porção de estrutura 10, na borda extrema 11a da junta de dilatação 11.

Visando ampliar a área de colagem e a resistência ao cisalhamento, proporcionando uma distribuição de esforços não concentrada e evitando tensões sobre as bordas extremas 11a da junta de dilatação 11, tensões essas que aumentam a possibilidade de ruptura do concreto a 45°, as abas laterais 21 do perfil de vedação 20 apresentam grande largura, tendo a face da porção inferior 24 de cada aba lateral 21, voltada à respectiva porção de estrutura 10, provida de sulcos longitudinais 26 mutuamente paralelos e adjacentes.

Na construção ilustrada, as abas laterais longitudinais 21 apresentam espessura igual àquela da porção central 22. Entretanto, deve ser entendido que essas espessuras podem variar de acordo com as solicitações a que o elemento de vedação E será submetido em cada aplicação especifica, As abas laterais longitudinais 21 do perfil de vedação 20 são ainda providas de orificios passantes 27 ao longo de sua extensão, para facilitar a introdução de pinos (não ilustrados) de fixação à respectiva porção de estrutura 10. Apesar de não ser aqui ilustrado, deve ser entendido que pode ser ainda provida uma placa metálica assentada sobre cada aba lateral 21 e fixada à respectiva porção de estrutura 10 por meio dos pinos ou prisioneiros dispostos através dos furos 27. Essas placas metálicas aumentam ainda mais a ancoragem das abas laterais 21 nas respectivas porções de estrutura 10.

Outras alterações de forma e de disposição relativa dos elementos envolvidos podem ser realizadas sem que se fuja do conceito construtivo definido nas reivindicações que acompanham o presente relatório.

Claims

1. Aperfeiçoamento em elemento de vedação para junta de dilatação entre porções de estrutura (10), dita junta de dilatação (11) definindo uma sede (12) rebaixada em relação ao lado de montante das porções de estrutura (10), dito elemento de vedação (E) compreendendo: um perfil de vedação (20), elastomérico, tendo duas abas laterais (21), longitudinais, a serem assentadas e fixadas contra as respectivas porções de estrutura (10) e apresentando, cada uma, uma borda externa (21a) e uma borda interna (21b), sendo essa última incorporada, em peça única, à borda interna (21b) da outra aba lateral (21), por uma porção central (22) a ser alojada na sede (12); e uma alma de reforço (30), em forma de manta flexivel, carregada pelo perfil de vedação (20), sendo o aperfeiçoamento caracterizadopelo fato de cada aba lateral (21) compreender uma porção superior (23) incorporada, em peça única, à porção central (22), na região da borda interna (21b) da aba lateral (21), e uma porção inferior (24) que mantém um afastamento (D) em relação à porção superior (23), sendo incorporada a essa última, na região da borda externa (21a) da aba lateral (21), e a ser assentada e fixada na respectiva porção de estrutura (10), sobre a respectiva borda extrema (11a) da junta de dilatação (11), sendo que a alma de reforço (30) apresenta porções laterais (31) alojadas e coladas, cada uma, no afastamento (D) , definido entre as porções superior (23) e inferior (24) de uma respectiva aba lateral (21), e uma porção mediana (32) disposta em torno da porção central (22) do perfil de vedação (20), a jusante desse último.

2. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de a porção central (22) do perfil de vedação (20) apresentar seção transversal definida por pelo menos um loop em forma de U ou de V, tendo sua porção básica arredondada e projetando-se para o interior da junta de dilatação (11) e os extremos de suas pernas laterais concordando com as bordas internas (21b) das duas abas laterais (21) e eventualmente entre si, por meio de trechos curvos do perfil de vedação (20) .

3. Aperfeiçoamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizadopelo fato de a porção inferior (24) de cada aba lateral (21) do perfil de vedação (20) carregar, na região da borda interna (21b), uma projeção (25) curvada de modo a projetar-se para dentro da sede (12) da junta de dilatação (11) e permanecendo assentada por sobre a respectiva borda extrema (11a) da junta de vedação (11).

4. Aperfeiçoamento, de acordo com a reivindicação 3, caracterizadopelo fato de a projeção (25) de cada aba lateral (21) ser incorporada, em peça única, à porção inferior (24) da respectiva aba lateral (21), na região da borda interna (21b) dessa última.

5. Aperfeiçoamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizadopelo fato de a alma de reforço (30) ser definida em tecido sintético e estendida ao longo de toda a extensão longitudinal do elemento de vedação (E), apresentando uma espessura que corresponde ao afastamento (D) entre as porções superior (23) e inferior (24) das duas abas laterais (21) .

6. Aperfeiçoamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato de a porção mediana (32) da alma de reforço (30) acompanhar o contorno da porção central (22) do perfil de vedação (20), no lado de jusante do elemento de vedação (E).

7. Aperfeiçoamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizadopelo fato de a porção inferior (24) de cada aba lateral (21) do perfil de vedação (20) ter uma face voltada à respectiva porção de estrutura (10) e provida de sulcos longitudinais (26) mutuamente paralelos e adjacentes.

8. Aperfeiçoamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizadopelo fato de as abas laterais (21) serem providas de orificios passantes (27) para a introdução de pinos de fixação às porções de estrutura (10).