ES2223640T3 - Cuerpo formado por un material inicialmente pastoso, endurecible y que incluye una trayectoria electricamente conductora y metodo para fabricar dicho cuerpo. - Google Patents
Cuerpo formado por un material inicialmente pastoso, endurecible y que incluye una trayectoria electricamente conductora y metodo para fabricar dicho cuerpo.Info
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Abstract
Un cuerpo macizo (5) compuesto de un material inicialmente pastoso, endurecible y que incluye una trayectoria eléctricamente conductora formada por fibras magnetizables eléctricamente conductoras y/o elementos granulares (F, G), caracterizado porque dichos elementos están dispuestos en una capa (6, S) concentrada estando dicha capa empotrada en dicho material y extendiéndose a través de al menos una porción de dicho cuerpo.
Description
Cuerpo formado por un material inicialmente
pastoso, endurecible y que incluye una trayectoria eléctricamente
conductora y método para fabricar dicho cuerpo.
Esta invención se refiere a un cuerpo compuesto
de un material inicialmente pastoso, endurecible y que incluye una
trayectoria eléctricamente conductora. Además, la invención se
refiere a un método de fabricación de ese tipo de cuerpo.
Se conoce como reforzar cuerpos de hormigón o de
otro material viscoso, inicialmente pastoso y cementoso que incluya
fibras acero o carbono en el hormigón u otro material pastoso antes
de que se haya permitido su fraguado. En el caso del hormigón y
donde las fibras son de acero, estas tienen típicamente una
longitud de 2,5 a 8 cm o mayor y un diámetro en el margen de 0,5 a 1
mm y por tanto son relativamente rígidas. Durante el mezclado de
las fibras y el hormigón, las fibras se dispersan en el hormigón y
se orientan al azar en tres dimensiones de modo que el cuerpo de
hormigón moldeado y endurecido será reforzado en tres
dimensiones.
Muchas, o incluso la mayoría, de las estructuras
de hormigón se refuerzan solamente en una o dos dimensiones, no
obstante, de modo que el refuerzo en una o dos dimensiones será
adecuado. Esto ocurre así en el caso forjados de suelo de hormigón
y de pavimentos de carretera de hormigón, para mencionar solamente
dos ejemplos.
Según un método conocido para una alineación
unidimensional de fibras de acero en forjados de hormigón húmedo
recientemente moldeado en una forma, se dirige un campo magnético a
través del cuerpo de hormigón húmedo, recientemente moldeado en la
forma fundida y se desplaza con relación a la forma desde un extremo
o lado de la misma hasta el otro para aplicar una fuerza de
alineación temporal a las fibras individuales para alinearlas en la
dirección del movimiento relativo
(US-A-4 062 913). Para facilitar el
movimiento de alineación de las fibras bajo la acción del campo
magnético, el cuerpo de hormigón se vibra durante el movimiento
relativo del campo magnético y el cuerpo de hormigón.
Se ha propuesto usar fibras eléctricamente
conductoras en hormigón para hacer pasar una corriente eléctrica a
través del hormigón para calentamiento u otros propósitos, por
ejemplo para proporcionar una toma de tierra eléctrica o
apantallamiento electromagnético
(US-A-5 346 547,
US-A- 5 447 564,
EP-A-0 449 439).
No obstante, las fibras conductora que están
orientadas de modo aleatorio o alineadas de modo unidimensional
mediante la técnica conocida no son adecuadas para tales
propósitos, porque no proporcionan una trayectoria eléctricamente
conductora adecuada a través del hormigón y porque es difícil
obtener una conexión satisfactoria de miembros terminales
eléctricos a las fibras. El propio hormigón es un mal conductor y
las fibras están distribuidas de modo sustancialmente uniforme a
través del hormigón de modo que solamente unas pocas fibras están
en contacto unas con otras. Por esa razón, las fibras no
proporcionan una trayectoria de corriente coherente y continua entre
los miembros terminales.
Un objeto de la invención es proporcionar un
cuerpo mejorado de la clase indicada anteriormente. Un objeto más
es proporcionar un método para fabricar ese tipo de cuerpo.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona un cuerpo compuesto de un material inicialmente pastoso
que fragua y que incluye una trayectoria eléctricamente conductora
formada mediante una capa concentrada de elementos fibrosos y/o
granulares magnetizables, eléctricamente conductores, estando dicha
capa empotrada en dicho material y extendiéndose a través de al
menos una porción de dicho cuerpo.
Puesto que los elementos fibrosos y/o granulares
magnetizables distribuidos inicialmente más o menos al azar en el
material pastoso, que puede ser hormigón, por ejemplo, son
finalmente estratificados para formar una capa en la que estos
están dispuestos de modo sustancialmente más denso que inicialmente,
un número suficientemente grande de elementos de fibra o granulares
están suficientemente próximos o en contacto unos con otros a
través de toda la extensión de la capa para proporcionar entre los
miembros terminales una trayectoria conductora de capacidad de
apantallamiento o de transporte de corriente adecuada.
Preferiblemente, la capa está posicionada de modo que se extiende
generalmente paralela a una cara del cuerpo, que puede ser por
ejemplo una losa o algún otro cuerpo de tipo de placa. Si el cuerpo
ha de ser utilizado en una aplicación en la que es conveniente que
pase una corriente eléctrica a través de la trayectoria
eléctricamente conductora compuesta de, o que incluye, la capa, por
ejemplo para calentar el cuerpo, el cuerpo incluye preferiblemente
miembros terminales eléctricamente conductores conectados a la capa
eléctricamente conductora en posiciones espaciadas una de otra a lo
largo de la capa.
Si la capa de elementos magnetizables se compone
o incluye fibras de refuerzo de metal, se posicionará adecuadamente
en el cuerpo donde la demanda de refuerzo es máxima. La disminución
del refuerzo de fibras en otras partes del cuerpo, consecuencia de
la concentración de las fibras en unas pocas capas o una capa
única, no conlleva por lo tanto pérdida importante alguna de
resistencia del cuerpo.
De acuerdo con la invención se proporciona
también un método para proporcionar una trayectoria eléctricamente
conductora en un cuerpo formado por un material inicialmente
pastoso que fragua, incluyendo el método las operaciones de
configurar un cuerpo del material pastoso en el que los elementos
fibrosos o granulares magnetizables eléctricamente conductores
están dispersos, aplicar un campo magnético al cuerpo de material
pastoso para formar a partir de dichos elementos magnetizables una
capa eléctricamente conductora empotrada en dicho cuerpo de
material pastoso y que se extiende al menos a través de una porción
del mismo, conseguir que dicho cuerpo de material pastoso que
contiene dicha capa fragüe, y conectar eléctricamente miembros
terminales de conducción a dicha capa eléctricamente conductora en
posiciones espaciadas entre sí a lo largo de la capa.
Un agregado en la forma de mineral de hierro
granular (magnetita) u otro material granular magnetizable que
tenga la misma conductividad eléctrica puede formar la capa por sí
solo o, preferiblemente, junto con fibras de metal magnetizables.
En el último caso, el material granular de conducción reducirá la
resistividad de las porciones del material pastoso inicial que
separa las fibras.
La estratificación de elementos fibrosos y/o
granulares magnetizables mediante medios magnéticos de acuerdo con
el método de la invención puede ser efectuada mediante el método y
el dispositivo para estratificar y alinear fibras de metal
magnetizables que se describen y reivindican en la Solicitud
Internacional de PCT/SE99/01150, publicada como WO99/67072.
Como se describe en la solicitud internacional
identificada anteriormente, la estratificación magnética y la
alineación de fibras magnetizables dispersadas en un cuerpo viscoso
o pastoso se efectúa por medio de un miembro de estratificación que
tiene una pared no magnética. Un campo magnético se dirige en el
cuerpo viscoso a través de una primera porción de la pared no
magnética mientras el miembro de estratificación de fibras es
movido con relación al cuerpo de material pastoso con la pared no
magnética en contacto con el cuerpo y con una segunda porción de la
porción no magnética siguiendo a la primera porción.
Consecuentemente, las fibras son temporalmente sometidas al campo
magnético a medida que la primera porción se mueve a través de
ellas.
El miembro de estratificación de fibras puede
estar parcial o totalmente inmerso en el material pastoso a medida
que se mueve con relación al cuerpo con la primera porción de la
pared magnética por delante de la segunda porción y por tanto
seguido por la última.
Durante el movimiento relativo, las fibras en la
proximidad de la primera porción de la pared no magnética son
atraídas magnéticamente hacia la primera porción. No obstante,
estas tienen impedido entrar en contacto con el dispositivo
magnético mediante la pared no magnética, que forma una pantalla o
barrera que separa el dispositivo magnético del material pastoso en
el que están dispersas las fibras.
El miembro de estratificación de fibras por lo
tanto atrae las fibras y tiende a tirar de ellas a lo largo en la
dirección de su movimiento con relación al cuerpo de material
pastoso. Debido a su viscosidad o carácter pastoso, el material del
cuerpo impide que las fibras se muevan demasiado rápidamente hacia
el miembro de estratificación y se adhieran a este. Por tanto, el
miembro de estratificación de fibras se moverá con relación a las
fibras y las someterá a la fuerza magnética solo temporalmente.
Puesto que la fuerza magnética tiene una componente en la dirección
del movimiento relativo del miembro de estratificación de fibras y
el cuerpo pastoso, este no solamente arrastrará las fibras hacia el
miembro de estratificación de fibras y por tanto las estratificará
para formar una capa de fibras densificada dentro del cuerpo, sino
que también tenderá a alinear las fibras en aquella dirección a
medida que se mueve a través de ellas.
Preferiblemente, el material pastoso que contiene
las fibras es vibrado adyacente al miembro de estratificación de
fibras de modo que el movimiento de estratificación y alineación de
las fibras se facilita.
Los miembros terminales pueden ser conectados a
la capa de conducción formada por la capa densificada de fibras u
otros elementos de conducción magnetizables de cualquier manera
adecuada, antes o después de que el material pastoso haya fraguado.
Por ejemplo, el hormigón u otro material pastoso puede ser retirado
localmente para exponer la capa de conducción en una ranura estrecha
que se extienda a través de la capa, después de lo cual una tira
trenzada de alambre de cobre o alguna otra forma adecuada de
conductor de "barra de bus" adaptada para la conexión a una
fuente de potencia eléctrica, se coloca a través de la capa y se
asegura a ella vertiendo estaño fundido sobre la tira y la capa
expuesta.
La invención se comprenderá mejor a partir de la
descripción siguiente con referencia a los dibujos que se acompañan
que muestran una aplicación de la invención para la producción de
pavimentos u otras losas de hormigón fundido sobre el terreno.
La figura 1 es una vista en perspectiva
esquemática que ilustra el principio básico de la invención
aplicado a una losa de hormigón que tiene una trayectoria de
conducción eléctrica formada a partir de una capa concentrada de
fibras de refuerzo magnetizables;
la figura 1A es una vista en perspectiva ampliada
de una esquina de la losa mostrada en la figura 1;
la figura 2 es una ilustración general que
muestra operaciones sucesivas en la producción de un pavimento de
hormigón sobre el terreno, siendo una de las operaciones la
formación de una capa concentrada de fibras de acero de refuerzo de
acuerdo con la invención;
la figura 3 es una vista en perspectiva de un
dispositivo de estratificación de fibras usado en la operación
mostrada en la figura 2;
la figura 4 es una vista en sección transversal
de la sección del pavimento de hormigón de la figura 2 en la que la
se está efectuando la estratificación de fibras;
las figuras 5 a 7 son vistas esquemáticas de tres
losas de diferentes alturas fundidas sobre el terreno y mostradas
junto con los dispositivos de estratificación de fibras;
la figura 8 es una vista en sección transversal
que muestra una modificación del dispositivo de la figura 7; y
la figura 9 es una vista en sección transversal
que muestra una modificación del dispositivo de estratificación de
fibras de la figura 4.
Las figuras 1 y 1A muestran un cuerpo 5 de
hormigón plano rectangular, una losa, que está reforzada por medio
de una multiplicidad de fibras de metal magnetizables embebidas en
el hormigón e incluidas en una capa 6 concentrada de fibras F
envasadas densamente. Esta capa se extiende desde un extremo 7 del
cuerpo de hormigón hasta el otro extremo 8 y está posicionada entre,
y es paralela a, las caras grandes del cuerpo 5 de hormigón. Dos
miembros terminales 9, eléctricamente conductores, están empotrados
en el hormigón en contacto con fibras de la capa 6 cerca de los
extremos 7, 8 del cuerpo 5 para hacer pasar una corriente eléctrica
proporcionada por una fuente 10 de corriente que entra y sale del
cuerpo a través de la capa 6 de fibras. Una multiplicidad de cuerpos
G en forma de partículas de un material eléctricamente conductor,
tal como mineral de hierro (magnetita), que forma parte del
agregado del hormigón puede estar incluida en la capa 6 para
mejorar la conducción eléctrica de la capa.
El hormigón que constituye la masa principal del
cuerpo 5 puede ser cualquier hormigón convencional que incluya un
agregado convencional. De modo similar, aunque las fibras de acero
de la clase usada ordinariamente para reforzar el hormigón se
prefieren normalmente, las fibras pueden ser fibras magnetizables
cualesquiera que tengan la conductividad eléctrica deseada.
Como se muestra a modo de ejemplo en la figura 2,
la invención se aplica a la producción de un pavimento o losa de
hormigón sobre el terreno. El pavimento se muestra en diferentes
operaciones sucesivas durante su producción, siendo mostrada la
primera operación a la izquierda y la última operación a la derecha.
Más lejos a la izquierda, en A, el hormigón húmedo es moldeado
después de haber sido añadidas fibras de acero o algún otro
material de refuerzo magnetizable al hormigón y haberlo dispersado
uniformemente con una orientación aleatoria. Entonces en B, el
hormigón húmedo se vibra y las fibras de refuerzo se alinean a lo
largo y se estratifican para formar una capa horizontal empotrada en
el hormigón, usando un dispositivo 11 de estratificación de fibras
que incorpora la invención. El dispositivo 11 de estratificación de
fibras está soportado por, y es deslizable sobre, carriles 12
posicionados a lo largo de los bordes longitudinales del pavimento.
En C el hormigón húmedo con las fibras estratificadas y alineadas
es tratado al vacío, y en D el pavimento es alisado.
El dispositivo 11 de estratificación de fibras
comprende una viga 13 principal horizontal que se extiende a través
de la tira de terreno que ha de ser pavimentada y descansa sobre
los carriles 12. Es desplazada manualmente y controlada por medio
de barras 14 de control con barras de mango.
Un miembro 15 de estratificación de fibras
horizontal recto en forma de haz o barra está suspendido de la viga
principal 13 por medio de colgadores 16 que son verticalmente
ajustables para permitir el posicionamiento del miembro 15 de
estratificación a una altura seleccionada. El miembro 15 de
estratificación se extiende a través de todo el espacio entre los
carriles 12.
Un alojamiento o envuelta 17 alargado que forma
parte del miembro 15 de estratificación es de sección transversal
en forma de gota de modo que asemeja un perfil aerodinámico, cuyo
borde delantero o primero redondeado está dirigido de modo que es
el más adelantado cuando el dispositivo 11 de estratificación con
el miembro 15 de estratificación se desplaza en la dirección
apropiada, hacia la izquierda en la figura 1, durante la operación
de estratificación. Este alojamiento 17 es de aluminio o de algún
material no magnético adecuado.
Dentro del alojamiento 17 del miembro 15 de
estratificación, junto con una porción 17A más adelantada o de
primera pared del alojamiento, un rodillo magnético 18 articulado
de modo giratorio se extiende a lo largo de toda la longitud del
miembro 15 de estratificación. La primera porción 17A de la pared
del alojamiento es de sección transversal arqueada y el eje L del
rodillo magnético 18 coincide con el eje de la primera porción 17A
de pared.
Tres imanes permanentes 19, hechos de neodimio,
por ejemplo, están distribuidos uniformemente alrededor del rodillo
magnético 18, subtendiendo cada uno de tales imanes alrededor de
1/6 de la circunferencia del rodillo magnético. Las superficies
exteriores de los imanes 19 están posicionadas sobre una superficie
cilíndrica circular concéntrica con, y estrechamente espaciada de,
la primera porción 17A de la pared del alojamiento 17. Cuando el
rodillo magnético 18 es forzado a girar como se describe más
adelante, los imanes permanentes 19 se moverán consecuentemente
cerca del lado interior de la primera porción 17A de pared.
Como se indica mediante las designaciones N y S
de los polos norte y sur y las líneas de campo magnético en la
figura 4, los imanes 19 están montados en el rodillo magnético 18
de modo que las líneas de campo corren en planos que son
perpendiculares al eje L del rodillo magnético 18. En la realización
ilustrada el rodillo magnético 18 se hace girar en sentido
contrario al del reloj, como se ve en la figura 4, por medio de
cierto número de motores eléctricos 20 espaciados entre sí a lo
largo del miembro 15 de estratificación. Si se desea o requiere, el
sentido de giro del rodillo magnético 18 puede ser invertido.
Para permitir el ajuste del miembro 15 de
estratificación con un ángulo de ataque deseado, de modo que la
porción segunda o trasera 17B de la pared del alojamiento 17 esté a
una altura seleccionada, el miembro 15 de estratificación se monta
para movimiento de pivotamiento alrededor de un eje que sea paralelo
a, por ejemplo coincidente con, el eje L del rodillo 18. Se
proporcionan medios de bloqueo, no mostrados, para inmovilizar el
miembro 15 de estratificación en una posición angular
seleccionada.
Durante la operación de estratificar y alinear
las fibras el dispositivo 11 de estratificación de fibras descansa
sobre los carriles 12 con el miembro 15 de estratificación fijado a
una altura tal que el segmento más bajo de la primera porción 17A
de la pared del alojamiento 17 está relativamente cerca de la cara
inferior de la capa fundida de hormigón pastoso húmedo. Además, el
miembro 15 de estratificación está ajustado angularmente de modo
que la segunda porción 17B de la pared del alojamiento 17 está
aproximadamente a la misma altura que el segmento inferior de la
primera porción 17A de pared.
Después de haber sido ajustado el miembro 15 de
estratificación a la altura deseada y con la posición angular
deseada, el miembro 11 de estratificación es desplazado lentamente
hacia la izquierda como se ve en las figuras 2 a 4 de modo que la
primera porción 17A de la pared del alojamiento 17 está por delante
de y es seguida por la segunda porción 17B de pared. El rodillo
magnético 18 gira continuamente en el sentido indicado por una
flecha (contrario al del reloj), y un vibrador V soportado por el
dispositivo 11 de estratificación funciona vibrando el hormigón en
la región del cuerpo de hormigón en la que funciona el miembro 15
de estratificación.
Como se indica mediante las flechas
esquematizadas en la figura 4, una porción del hormigón es
desplazada hacia arriba y pasa a través del lado superior del
miembro 15 de estratificación mientras otra porción es desplazada
hacia abajo y pasa a través del lado inferior. Durante su
movimiento a lo largo del lado interior de la primera porción de
pared delantera 17A, los imanes permanentes 19 proporcionados en el
rodillo magnético 18 dirigirán sus campos magnéticos en el hormigón
por delante, por encima y por debajo de la primera porción 17A de
pared lateral.
Los campos magnéticos, cuyas líneas de campo
corren generalmente en planos que son perpendiculares al eje L de
rotación del rodillo magnético 18, giran en sentido contrario al
del reloj junto con el rodillo. Durante su movimiento de giro
aplican a las fibras F de refuerzo subtendidas por los campos
magnéticos una fuerza de atracción magnética que tiende a atraer
las fibras hacia la primera porción 17A de pared delantera del
alojamiento 17 y a alinear las fibras a lo largo de planos de
líneas de campo. Al mismo tiempo, las fibras posicionadas por
encima del nivel del lado inferior del miembro 15 de
estratificación son arrastradas hacia abajo por la atracción
magnética y la desviación hacia abajo del hormigón, y las fibras
por debajo de ese nivel son arrastradas hacia arriba.
Consecuentemente, las fibras F, o al menos una
gran proporción de ellas, tienden a moverse hacia el lado inferior
del miembro 15 de estratificación y a estratificarse allí para
formar una capa horizontal S de fibras dispuestas densamente, una
gran proporción de las cuales está alineada de modo predominante en
la dirección relativa de movimiento del miembro 15 de
estratificación y el cuerpo de hormigón. Un número considerable de
fibras F en o cerca de la capa pueden también estar orientadas
formando un cierto ángulo con la dirección relativa de movimiento
para formar puentes de conducción entre fibras separadas
lateralmente.
Cuando una fibra F alcanza una posición alineada
con la porción 17C de pared plana intermedia del lado inferior del
alojamiento 17, la intensidad del campo magnético, y por tanto la
atracción magnética sobre la fibra, disminuye bruscamente porque el
imán 19 que está más cerca de la transición entre la primera
porción 17A de pared y la porción 17C de pared intermedia se mueve
hacia arriba separándose de la fibra. Consecuentemente, la
atracción magnética sobre la fibra F ya no será lo suficientemente
fuerte para atraer la fibra junto con el miembro 15 de
estratificación, de modo que la fibra se quedará atrás en la
posición alineada en la capa T de fibras.
Para estratificar las fibras F es conveniente
formar la capa S de fibras en la región superior del cuerpo de
hormigón, y para ello el miembro 15 de estratificación se ajusta
angularmente y, si es necesario, se desplaza globalmente de modo
vertical a una porción en la que la primera y la segunda porciones
17A, 17B de la pared del alojamiento 17 estén aproximadamente en el
mismo plano horizontal y a la altura deseada. Además, el sentido de
giro del rodillo magnético 18 se invierte.
Las figuras 5, 6 y 7 muestran esquemáticamente
tres maneras diferentes de poner en práctica la invención. La
técnica representada por la figura 5 corresponde esencialmente a la
técnica mostrada en las figuras 2 a 4, descrita anteriormente.
Consecuentemente, la estratificación y alineación de las fibras
tiene lugar una vez que el hormigón húmedo que contiene las fibras
ha sido depositado sobre el terreno.
Las figuras 6 y 7 muestran realizaciones en las
que la estratificación y alineación de las fibras tiene lugar
durante la colocación de la capa de hormigón en el terreno. Más
particularmente, la figura 6 muestra un dispositivo para colocar el
hormigón, estratificar y alinear las fibras cuyo dispositivo está
destinado a ser llevado por un vehículo que extiende moviéndose a lo
largo de la superficie sobre la que el cuerpo de hormigón reforzado
ha de ser colocado. En este dispositivo la estratificación y
alineación de las fibras tiene lugar en dos operaciones. El
hormigón húmedo con las fibras de refuerzo agregadas es alimentado
en una tolva 21 inclinada profundamente en la que dos miembros 22
de estratificación similares al miembro 15 de estratificación de las
figuras 2 a 4 están posicionados lado con lado. Un miembro 22 de
estratificación adicional similar al miembro 15 de estratificación
está posicionado en una tobera 23 que se extiende. Esta tobera
forma una continuación aguas abajo de la tolva 21 y tiene una boca
de vertido con una abertura de descarga recta a través de la cual
una capa de hormigón del espesor deseado se descarga y coloca sobre
el terreno.
El dispositivo mostrado en la figura 7 está
destinado básicamente a ser usado para extender capas relativamente
delgadas y estrechas y es manipulado manualmente. Incluye una
tobera 24 de extensión similar a la tobera 23 de extensión en la
figura 6 y un eje tubular 25 en el cual se alimenta el hormigón
húmedo con las fibras añadidas desde una bomba de hormigón (no
mostrada) a través de una manguera. Dentro de la tobera 24 de
extensión está dispuesto un miembro 26 de estratificación similar
al miembro 15 de estratificación de las figuras 2 a 4. La figura 8
muestra el dispositivo de la figura 7 con mayor detalle.
La figura 9 muestra una modificación del miembro
15 de estratificación de las figuras 2 a 4. En este caso dentro del
rodillo magnético giratorio 18' un segundo rodillo 27 magnético
estacionario que está posicionado en la región trasera de la
porción 17A primera o delantera de la pared del alojamiento 17.
Está dispuesto para girar, en funcionamiento, a una velocidad que
tiene una cierta relación numérica, 3:1, con la velocidad a la cual
gira el rodillo magnético 18'. Una mitad del rodillo magnético 27
está magnetizada como se indica mediante las designaciones de los
polos N y S, mientras que la otra mitad está sustancialmente no
magnetizada. Siempre que uno de los imanes permanentes 19 del
rodillo 18 magnético giratorio entra en la región en la que el
rodillo magnético 27 está posicionado, el campo magnético del imán
19 cerrará las líneas de campo a través del rodillo magnético 27 de
modo que solamente una pequeña porción del campo magnético se
dirige dentro del cuerpo de hormigón. Consecuentemente, la
atracción que el rodillo magnético 18' ejerce sobre las fibras de
refuerzo en el cuerpo de hormigón, y por tanto la tendencia del
miembro 15 de estratificación a atraer las fibras a lo largo se
reduce de modo brusco cuando las fibras están en la región por
debajo del rodillo magnético 27.
Varias modificaciones del método de
estratificación y del dispositivo actualmente preferidos mostrados
en los dibujos son posibles dentro del alcance de la invención como
se define en las reivindicaciones.
Por ejemplo, la sección transversal del
alojamiento 17 del miembro 15 de estratificación puede ser
sustancialmente simétrica con respecto a un plano que pasa a través
del eje L del rodillo magnético 18 y es sustancialmente
perpendicular a otro plano que pasa a través del eje L y al borde de
la segunda porción 17B de la pared del alojamiento 17. Con esta
sección transversal simétrica, el miembro de estratificación
consecuentemente tiene una porción de borde fina en los lados
opuestos de la sección más gruesa del alojamiento 17 donde el
rodillo magnético 18 está posicionado que puede moverse en
direcciones opuestas en el hormigón, por ejemplo, a través de la
anchura de una tira de pavimento ancha, sin encontrar una gran
resistencia al movimiento.
En esta modificación, puede ser preferible tener
dos rodillos magnéticos 18 que estén asociados con lados opuestos
del alojamiento 17 y giran en direcciones opuestas.
Alternativamente, puede proporcionarse un único rodillo magnético 18
que tenga solamente un único imán sobre la circunferencia y sea
hecho girar alternativamente en direcciones opuestas a través de un
ángulo de más de 180 grados y preferiblemente alrededor de 270
grados. El campo magnético se dirigirá entonces alternativamente
dentro del hormigón por encima del miembro de estratificación y
dentro del hormigón por debajo del miembro de estratificación. Este
modo de rotación invertida, intermitente garantiza que las fibras
son sometidas temporalmente a una fuerza de atracción magnética en
la dirección en la que el miembro 15 de estratificación se mueve
con relación al hormigón.
Aunque en la realización de la invención descrita
e ilustrada en los dibujos una gran mayoría de las fibras
estratificadas está alineada de modo generalmente horizontal en la
dirección del movimiento relativo del miembro de estratificación y
el hormigón, es posible alinear las fibras en una dirección
horizontal de modo generalmente perpendicular a la dirección del
movimiento relativo si los imanes 19 en el rodillo magnético 18
están magnetizados de modo que sus líneas de campo magnético corren
predominantemente en planos que se extiendan a lo largo de la
longitud del miembro 15 de estratificación. Conjugando
adecuadamente la velocidad del movimiento relativo con la intensidad
de los imanes y la viscosidad del hormigón húmedo, es también
posible lograr una alineación incompleta de las fibras en la
dirección del movimiento relativo de modo que un número
razonablemente grande de fibras se extienda formando un ángulo
menor o mayor con la dirección del movimiento. De ese modo se
obtiene un refuerzo en la dirección transversal y al mismo tiempo
el número de puntos de contacto entre las fibras es
incrementado.
Se ha de tener en cuenta también que los imanes u
otros medios de producción de campos magnéticos, o la totalidad de
tales imanes u otros medios, no han de ser necesariamente movibles
con relación al miembro de estratificación. Imanes permanentes
fijos u otros dispositivos que produzcan campos magnéticos pueden
ser incorporados en el miembro de estratificación para dirigir
campos magnéticos constantes o intermitentes en el material que
contiene las fibras magnetizables para estratificarlas y
alinearlas.
Claims (22)
1. Un cuerpo macizo (5) compuesto de un material
inicialmente pastoso, endurecible y que incluye una trayectoria
eléctricamente conductora formada por fibras magnetizables
eléctricamente conductoras y/o elementos granulares (F, G),
caracterizado porque dichos elementos están dispuestos en una
capa (6, S) concentrada estando dicha capa empotrada en dicho
material y extendiéndose a través de al menos una porción de dicho
cuerpo.
2. Un cuerpo según la reivindicación 1, en el que
miembros (9) terminales eléctricamente conductores están conectados
a dicha capa (6, S) eléctricamente conductora en posiciones
espaciadas entre sí a lo largo de la capa.
3. Un cuerpo según las reivindicaciones 1 ó 2, en
el que dicho material pastoso es hormigón húmedo.
4. Un cuerpo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3. en el que dicha capa concentrada (6, S) de
elementos (F, G) magnetizables eléctricamente conductores incluye
fibras (F) y se extiende generalmente paralela a una cara del
cuerpo (5).
5. Un cuerpo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en forma de losa en el que dicha capa
concentrada (6, S) de elementos (F, G) magnetizables eléctricamente
conductores se extiende generalmente a lo largo de una cara de la
losa.
6. Un cuerpo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha capa concentrada (6, S) de
elementos magnetizables (F, G) eléctricamente conductores incluye
mineral de hierro granular.
7. Un cuerpo según la reivindicación 2, en el que
la porción principal de cada uno de los miembros (9) terminales
eléctricamente conductores está empotrada en el cuerpo (5).
8. Un cuerpo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que los elementos (F, G)
magnetizables eléctricamente conductores incluyen fibras que están
alineadas en dicho cuerpo para extenderse generalmente en la
dirección de una línea que se extiende entre posiciones espaciadas
entre sí a lo largo de la capa (6, S).
9. Un cuerpo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en el que se incluyen fibras de acero (F) en
dicha capa.
10. Un método para proporcionar una trayectoria
eléctricamente conductora en un cuerpo (5) de un material
inicialmente pastoso, endurecible, que incluye las operaciones
de:
formar un cuerpo (5) del material pastoso en el
que elementos (F, G) fibrosos y/o granulares magnetizables
eléctricamente conductores están dispersados,
aplicar un campo magnético al cuerpo de material
pastoso para formar a partir de dichos elementos magnetizables
(F,G) una capa (6, S) eléctricamente conductora empotrada en dicho
cuerpo de material pastoso y que se extiende al menos a través de
una porción del mismo; y
conseguir que dicho cuerpo (5) de material
pastoso que contiene dicha capa (6, S) fragüe.
11. Un método según la reivindicación 10, que
incluye además la operación de conectar miembros (9) de terminal
eléctricamente conductores a dicha capa (6, S) eléctricamente
conductora en posiciones espaciadas entre sí a lo largo de la
capa.
12. Un método según las reivindicaciones 10 u 11,
en el que el material pastoso es hormigón húmedo.
13. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 12, en el que el material pastoso incluye
cuerpos (G) de mineral de hierro granular distribuidos inicialmente
de modo sustancialmente uniforme en el material pastoso.
14. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, en el que el cuerpo (5) de material
pastoso es una losa.
15. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 14, en el que la capa (6, S) eléctricamente
conductora está formada de modo que se extiende generalmente
paralela a una cara del cuerpo (5) de material pastoso.
16. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 15, en el que la capa (6, S) eléctricamente
conductora se forma mediante el movimiento del miembro (15) de
estratificación que incluye medios (18) de imanes para producir
dicho campo magnético, siendo dicho movimiento sustancialmente
paralelo a una cara del cuerpo (5) de material pastoso.
17. Un método según la reivindicación 16, en el
que el miembro (15) de estratificación está al menos parcialmente
inmerso en el cuerpo (5) de material pastoso durante dicho
movimiento.
18. Un método según las reivindicaciones 16 ó 17,
en el que el cuerpo (5) de material pastoso es vibrado durante dicho
movimiento del miembro de estratificación.
19. Un método según una cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 18, en el que el campo magnético es aplicado
al cuerpo (5) de material pastoso predominantemente a través de una
pared (17) no metálica del miembro (15) de estratificación.
20. Un método según la reivindicación 19, en el
que el campo magnético se aplica al cuerpo (5) de material pastoso
de modo sustancial exclusivamente a través de dicha pared (17) no
magnética.
21. Un método según la reivindicación 16 o según
una cualquiera de las reivindicaciones 17 a 20 cuando es
dependiente de la reivindicación 16, en el que las líneas de campo
del campo magnético aplicado al cuerpo (5) de material pastoso se
extienden predominantemente en planos que son sustancialmente
transversales a dicha cara del cuerpo y sustancialmente paralelos a
la dirección de dicho movimiento del miembro (15) de
estratificación.
22. Un método según las reivindicaciones 19 ó 20
o según la reivindicación 21 como dependiente de la reivindicación
19, en el que el campo magnético se dirige en el cuerpo (5) de
material pastoso mediante unos medios magnéticos (18) que están
encerrados en el miembro (15) de estratificación y es obligado
durante dicho movimiento del miembro de estratificación a moverse
angularmente alrededor de un eje (L) que se extiende generalmente
paralelo a dicha cara del cuerpo (5) de material pastoso y es
transversal a la dirección de dicho movimiento del miembro (15) de
estratificación.
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