BR102019019976A2

BR102019019976A2 - arranjo de vedação para juntas de dilatação de barragens

Info

Publication number: BR102019019976A2
Application number: BR102019019976-8A
Authority: BR
Inventors: Jorge Gabrielli Zacharias Calixto; José Almir Bueno
Original assignee: Jeene Juntas E Impermeabilizações Eireli
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2021-04-06

Abstract

O arranjo é dirigido a barragens em concreto compactado por rolo (CCR), sendo as juntas de dilatação (11) definidas, cada uma, entre duas porções de estrutura (10) de concreto CCR. O arranjo compreende: um elemento de vedação interno (EVI), em forma de manta de PVC ou em elastômero, tendo uma alma mediana (20) de dilatação, alojada no vão da junta de dilatação (11), e duas abas laterais (30), opostas entre si e ancoradas, cada uma, em uma respectiva e adjacente porção de estrutura (10); e um elemento de vedação externo (EVE) compreendendo um perfil em elastômero, tendo uma porção central (40) alojada no vão da junta de dilatação (11) e unindo, em peça única, duas abas laterais (50), longitudinais e que são assentadas e fixadas, cada uma, em uma face de montante de uma respectiva porção de estrutura (10) definidora da junta.

Description

ARRANJO DE VEDAÇÃO PARA JUNTAS DE DILATAÇÃO DE BARRAGENS

Campo da Invenção

[001] Refere-se a presente invenção a um arranjo de vedação a ser aplicado em juntas de dilatação de barragens formadas em concreto CCR (concreto compactado por rolo) e normalmente sujeitas a grandes movimentações estruturais, por dilatação e contração, e a altas pressões hidrostáticas.

Histórico da Invenção

[002] São conhecidos do estado da técnica os elementos de vedação empregados nas juntas de dilatação de barragens formadas em concreto CCR. Esses conhecidos elementos de vedação para barragens de CCR são conhecidos como "PVC Waterstop" ou "Fungenband" e formados por pelo menos uma manta de PVC disposta em um plano vertical e ortogonal ao plano mediano da junta de dilatação, estendendo-se ao longo da altura dessa última.

[003] Cada manta de PVC compreende, em peça única, uma alma mediana, disposta no vão da junta de dilatação e apresentando a forma de "U", simples ou múltiplo, com base ou vértice voltado para a face de montante da barragem, ou ainda a forma de um tubo, circular ou elíptico, e duas abas laterais e opostas, dispostas longitudinalmente ao longo da manta, cada aba lateral incorporando aletas transversais de travamento e a serem ancoradas em respectivas porções de estrutura de concreto definidoras da junta de dilatação, na medida em que referidas porções de estrutura vão sendo concretadas pelo sistema CCR.

[004] A alma mediana de dilatação do elemento de vedação é conformada para permitir que o elemento de vedação acompanhe as alterações dimensionais do vão da junta de dilatação e também as alterações de posicionamento vertical relativo entre as duas adjacentes e confrontantes porções de estrutura de concreto. Caso tais alterações dimensionais e de posicionamento relativo por recalque sejam reduzidas, a alma mediana da manta pode ter a forma de uma extensão retilínea apenas.

[005] Nessa construção de junta de dilatação de barragens formadas em concreto CCR, as abas laterais opostas do elemento de vedação interno são ancoradas no interior de armaduras metálicas em forma geral de "U", com abertura voltada para o vão da junta, dispostas horizontalmente e verticalmente espaçadas no interior de cada uma das duas porções de estrutura de concreto definidoras da junta de dilatação. As armaduras metálicas de suporte são providas para manter as abas laterais opostas do elemento de vedação corretamente posicionadas e retidas nas respectivas porções de estrutura de concreto, durante sua concretagem progressiva de cada uma delas.

[006] Apesar de ser largamente utilizado, esse elemento de vedação, utilizado em barragens formadas em concreto CCR, apresenta alguns inconvenientes dentre os quais pode ser citado, inicialmente, o fato de as abas laterais opostas não apresentarem uma adequada aderência às respectivas porções de estrutura de concreto CCR, permitindo a penetração de água, a partir da face da porção de estrutura de concreto CCR voltada para o vão da junta de dilatação, e sua percolação pelo interior da porção de estrutura, passando do lado de montante para o lado de jusante de cada aba lateral do elemento de vedação, deixando de prover a desejada estanqueidade na região da junta de dilatação. Para reduzir o problema da penetração e da percolação de água nas porções de estrutura de concreto formadoras da junta de dilatação, são comumente providos dois elementos de vedação internos, em forma de mantas dispostas em paralelo.

[007] Mesmo nos casos em que são utilizados dois elementos de vedação internos, em forma de mantas dispostas em paralelo, as características do material das mantas em PVC e da concretagem em CCR, permitem que ainda persista, em menor intensidade, o problema da penetração e da percolação da água através das porções de estrutura. Além disso, a provisão de dois elementos de vedação internos em mantas paralelas, as abas laterais opostas de cada manta são ancoradas no interior de respectivas armaduras metálicas de suporte, onerando consideravelmente a construção do arranjo de vedação.

[008] Outro inconveniente do tipo de construção acima citado resulta da própria rigidez do elemento de vedação em forma de manta de PVC, o que dificulta seu manuseio durante a aplicação de cada aba lateral no interior da respectiva porção de estrutura de concreto CCR, na medida em que referida estrutura vai sendo concretada ascendentemente.

[009] Ainda outro inconveniente da referida solução de elemento de vedação em manta de PVC, com abas laterais ancoradas no interior das porções de estrutura de concreto, resulta da dificuldade de recuperação do elemento de vedação em caso de eventuais danos, pois os reparos geralmente exigem a quebra e a remoção do concreto no qual as abas laterais são ancoradas. Esse inconveniente é potencializado quando da provisão de dois elementos de vedação internos, formados em mantas paralelas.

[010] Os dois inconvenientes acima citados, relacionados à construção e à ancoragem do elemento de vedação, tornam sua instalação morosa e onerosa e ainda bastante problemática sua eventual reparação ou recuperação, após a ancoragem das abas laterais nas porções de estrutura de concreto formadoras da junta de dilatação.

[011] Mais um inconveniente adicional de referidos elementos de vedação, aplicados em juntas de dilatação de barragens formadas em concreto CCR, deriva do fato de as mantas de PVC serem extrudadas em lances máximos de 2 0 a 2 5 metros de comprimento, exigindo emendas de topo no campo, as quais exigem cuidados para sua correta execução, para evitar danos às características do material PVC de sua formação.

Sumário da Invenção

[012] Em razão dos inconvenientes acima comentados, a presente invenção tem, por objetivo, prover um arranjo de vedação para juntas de dilatação de barragens, formadas entre cada duas porções de estrutura de concreto CCR, utilizando apenas um elemento de vedação interno, em forma de manta de PVC ou em elastômero como NEOPRENE, EPDM, NITRÍLICA e outras, dependendo dos ataques químicos a que estará sujeita, com alma mediana de dilatação, ocupando o vão da junta de dilatação, e duas abas laterais opostas ancoradas, cada uma, em uma respectiva e adjacente porção de estrutura de concreto da barragem, dito arranjo de vedação impedindo, por meio de uma construção simples e de fácil substituição ou reparação, a penetração de água pelas faces confrontantes das duas porções de estrutura de concreto CCR adjacentes, definidas a montante do elemento de vedação em forma de manta ancorada.

[013] Para alcançar o objetivo acima, o arranjo de vedação em questão compreende, além do elemento de vedação interno, em forma de manta de PVC ou em elastômero com alma mediana de dilatação, ocupando o vão da junta de dilatação entre duas porções de estrutura de concreto adjacentes, e com duas abas laterais ancoradas, cada uma, no interior de uma de ditas porções de estrutura de concreto, um elemento de vedação externo compreendendo um perfil em elastômero, tendo porção central alojada no vão da junta de dilatação, configurada para suportar as pressões hidrostáticas no lado de montante da barragem e unindo, em peça única, duas abas laterais que são assentadas e fixadas, cada uma, geralmente por colagem, em uma face de montante de uma respectiva porção de estrutura de concreto CCR definidora da junta de dilatação.

[014] Caso necessário, em razão de valores elevados de pressão hidrostática em determinadas barragens, o elemento de vedação externo pode ser 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 e da porção central, conforme proposto nos documentos de patente PI9903326-7 e BR 10 2012 007263-7 do mesmo requerente. Essa alma de reforço aumenta consideravelmente a resistência do conjunto, sem prejudicar a sua livre movimentação.

[015] A provisão do elemento de vedação externo, a montante do vão da junta de vedação, permite que seja obtida, por meio de uma solução simples, de custo relativamente reduzido e de fácil instalação, restauração e substituição, uma eficiente vedação da junta, impedindo a entrada de água no interior do vão e sua consequente penetração nas porções de estrutura de concreto adjacentes, através de suas faces confrontantes a montante de um único elemento de vedação interno, evitando o uso de um segundo elemento de vedação interno e das correspondentes armaduras de reforço no interior das referidas porções de estrutura de concreto CCR.

Breve Descrição dos Desenhos

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

[017] A figura 1 representa uma vista em perspectiva de uma extensão dos elementos de vedação interno e externo do arranjo da presente invenção, quando aplicado a uma junta de dilatação definida entre duas adjacentes porções de estrutura de concreto CCR de uma barragem;

[018] A figura 2 representa uma vista, em corte transversal vertical do arranjo ilustrado na figura 1; e

[019] A figura 3 ilustra uma vista em perspectiva inferior do elemento de vedação externo ilustrado nas figuras 1 e 2.

Descrição da Invenção

[020] De acordo com as ilustrações acima citadas, o arranjo de vedação em questão é aplicado a uma junta de dilatação 11 formada entre duas porções de estrutura 10 de uma barragem formada em concreto CCR, 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, 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 porção de estrutura 10.

[021] O arranjo de vedação em questão compreende um elemento de vedação interno EVI, em forma de manta de PVC ou em elastômero com uma alma mediana 20 de dilatação, alojada no vão da junta de dilatação 11, ao longo da extensão dessa última e entre duas porções de estrutura 10 de concreto adjacentes, e com duas abas laterais 30 ancoradas, cada uma, no interior de uma de ditas porções de estrutura 10 de concreto.

[022] A alma mediana 20 de dilatação, do elemento de vedação interno EVI, pode apresentar o formato em "U", "V", "W" ou ainda tubular com seção circular ou elíptica, para permitir que o elemento de vedação acompanhe as alterações dimensionais do vão da junta de dilatação e também as alterações de posicionamento vertical relativo entre as duas adjacentes e confrontantes porções de estrutura 10 de concreto.

[023] Cada uma das abas laterais 30 do elemento de vedação interno EVI incorpora aletas transversais 31 de travamento, as quais são ancoradas em respectivas porções de estrutura 10 de concreto CCR, na medida em que essas últimas vão sendo individualmente concretadas, contribuindo para aumentar o grau de retenção das abas laterais 30 do elemento de vedação interno EVI nas respectivas porções de estrutura 10 e ainda para reduzir o grau de percolação da água através da massa de concreto CCR e em torno das abas laterais.

[024] Para manter as abas laterais 30 corretamente posicionadas e retidas nas respectivas porções de estrutura 10 de concreto CCR, durante sua concretagem, elas são ancoradas no interior de armaduras metálicas 13 em forma geral de "U", com abertura voltada para o vão da junta de dilatação 11, dispostas horizontalmente e verticalmente espaçadas no interior de cada uma das duas porções de estrutura 10.

[025] O arranjo de vedação em questão compreende ainda um elemento de vedação externo EVE, definido por um perfil em peça única de elastômero adequado, tal como policloropreno, EPDM, butil, nitrílica, borracha natural, SBR, Viton e outros, prensado, calandrado ou extrudado e vulcanizado em sua forma definitiva, para aumentar sua resistência e diminuir porosidade.

[026] O elemento de vedação externo EVE compreende uma porção central 40 alojada no vão da junta de dilatação 11 e configurada para suportar as pressões hidrostáticas no lado de montante da barragem e ainda acompanhar, sem rompimento, as variações dimensionais do vão da junta de dilatação 11 durante a vida operacional da barragem.

[027] A porção central 40 une, em peça única, duas abas laterais 50 que são assentadas e fixadas, cada uma, geralmente por colagem com adesivo epóxi, em uma face de montante de uma respectiva porção de estrutura 10 de concreto CCR, definidora de um dos lados da junta de dilatação 11.

[028] A porção central 40 do elemento de vedação externo EVE é 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 bordas internas 50a das duas abas laterais 50 e eventualmente entre si, por meio de trechos curvos do elemento de vedação externo EVE, no caso de múltiplos loops com seção em duplo U, ou de duplo V, ou seja, em forma de W.

[029] A altura da porção central 40 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 específica, e ainda das dimensões do equipamento utilizado para a formação do perfil de vedação 20 em elastômero a ser vulcanizado.

[030] 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 e a consequente ruptura do concreto a 45°, as abas laterais 50 do elemento de vedação externo EVE apresentam grande largura, tendo a face voltada à respectiva porção de estrutura 10, provida de sulcos longitudinais 51 mutuamente paralelos e adjacentes.

[031] Na construção ilustrada, as abas laterais 50 apresentam espessura igual àquela da porção central 40. Entretanto, deve ser entendido que essas espessuras podem variar de acordo com as solicitações que o elemento de vedação externo EVE deve suportar em cada aplicação específica.

[032] As abas laterais longitudinais 50 do elemento de vedação externo EVE são ainda providas de orifícios passantes 52 ao longo de sua extensão, para facilitar a introdução de pinos (não ilustrados) de fixação à respectiva porção de estrutura 10.

[033] Apesar de não ser aqui ilustrado, deve ser entendido que pode ser ainda provida uma placa metálica (não ilustrada) assentada sobre cada aba lateral 50 e fixada à respectiva porção de estrutura 10 por meio dos pinos ou prisioneiros dispostos através dos furos 52. Essas placas metálicas aumentam ainda mais a ancoragem das abas laterais 50 nas respectivas porções de estrutura 10.

[034] Conforme já mencionado, o elemento de vedação externo EVE pode carregar ainda uma alma de reforço não ilustrada, em forma de manta flexível, em tecido sintético formado, por exemplo, em fibras de aramida, Rayon, Nylon e outros e que pode apresentar qualquer uma das construções definidas nos pedidos de patente PI9903326-7 e BR 10 2012 007263-7 do mesmo requerente.

[035] 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

Arranjo de vedação para juntas de dilatação de barragens formadas em concreto compactado por rolo (CCR), cada junta sendo definida entre duas porções de estrutura (10) de concreto CCR, providas de armaduras metálicas (13) em forma geral de "U", dispostas horizontalmente e com sua abertura voltada para o vão da junta de dilatação (11), sendo o arranjo de vedação caracterizado pelo fato de compreender: um elemento de vedação interno (EVI), em forma de manta de PVC ou em elastômero, em peça única e tendo uma alma mediana (20) de dilatação, alojada no vão da junta de dilatação (11), e duas abas laterais (30), opostas entre si e ancoradas, cada uma, em uma respectiva e adjacente porção de estrutura (10), no interior das armaduras metálicas (13); e um elemento de vedação externo (EVE) compreendendo um perfil em elastômero, tendo uma porção central (40) alojada no vão da junta de dilatação (11) e unindo, em peça única, duas abas laterais (50), longitudinais e que são assentadas e fixadas, cada uma, em uma face de montante de uma respectiva porção de estrutura (10) definidora da junta de dilatação (11).
Arranjo de vedação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a porção central (40) do elemento de vedação externo (EVE) 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 (50a) das duas abas laterais (50) e eventualmente entre si, por meio de trechos curvos do elemento de vedação externo (EVE).
Arranjo de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a face de cada aba lateral (50) voltada à respectiva porção de estrutura (10) ser provida de sulcos longitudinais (51) mutuamente paralelos e adjacentes.
Arranjo de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de as abas laterais (50), do elemento de vedação externo (EVE), serem providas de orifícios passantes (52) para a introdução de pinos de fixação às porções de estrutura (10).
Arranjo de vedação, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a alma mediana (20) de dilatação, do elemento de vedação interno (EVI), apresentar o formato em "U", "V", ou ainda tubular com seção circular ou elíptica, sendo que cada uma das duas abas laterais (30) incorpora aletas transversais (31) de travamento, ancoradas em respectivas porções de estrutura (10) de concreto CCR, no interior das armaduras metálicas (13) .