ES2225780T3

ES2225780T3 - Elementos compuestos que contienen asfalto.

Info

Publication number: ES2225780T3
Application number: ES02718027T
Authority: ES
Inventors: Jens Dierssen
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2002-01-16
Publication date: 2005-03-16
Anticipated expiration: 2022-01-16
Also published as: EP1360068B1; ATE273792T1; EP1360068A2; AU2002249125A1; US20040045492A1; DE10102091A1; EP1360068B2; WO2002057074A2; DE50200864D1; CN1487878A; CN1311965C; ES2225780T5; KR20030070610A; KR100782953B1; WO2002057074A3; JP2004525788A

Abstract

Elementos compuestos que presentan las siguiente estructura estratificada: (i) 2 a 20 mm de metal, material sintético o madera, (ii)10 a 300 mm de mezcla que contiene asfalto, (iii) 2 a 20 mm de metal, material sintético o madera.

Description

Elementos compuestos que contienen asfalto.

La invención se refiere al elementos compuestos que presentan la siguiente estructura estratificada:

(i): 2 mm a 20 mm, preferentemente 3 mm a 10 mm, de modo especialmente preferente 5 mm a 10 mm de metal, madera o material sintético, a modo de ejemplo polietileno, polipropileno, ABS, poliuretano termoplástico, ASA o PVC, preferentemente metal,

(ii): 10 mm a 300 mm, preferentemente 10 mm a 100 mm de mezcla que contiene asfalto,

(iii): 2 mm a 20 mm, preferentemente 3 mm a 10 mm, de modo especialmente preferente 5 mm a 10 mm de metal, madera o material sintético, a modo de ejemplo polietileno, polipropileno, ABS, poliuretano termoplástico, ASA o PVC, preferentemente metal.

Por lo demás, la invención se refiere a procedimientos para la obtención de estos elementos compuestos y a su empleo.

Para la construcción de barcos, a modo de ejemplo, cascos de barcos y cubiertas de bodega, puentes, tejados o edificios altos, se deben emplear piezas de construcción que puedan resistir cargas considerables debidas a fuerzas externas. Tales piezas de construcción, debido a estos requisitos, están constituidas habitualmente por placas metálicas o soportes metálicos, que están reforzados por una correspondiente geometría o puntales apropiados. De este modo, los cascos de barco de barcos contenedores, debido a las elevadas normas de seguridad, están constituidos habitualmente por un casco interno y un casco externo, estando formado cada casco por placas de acero de 15 mm de grosor, que están unidas entre sí mediante puntales de acero de aproximadamente 2 m de longitud. Ya que estas placas de acero están expuestas a fuerzas considerables, tanto la envoltura de acero externa, como también la interna, están reforzadas por medio de elementos de refuerzo soldados. En estas piezas de construcción clásicas influyen negativamente tanto las cantidades considerables de acero, que se requieren, como también la obtención, que requiere mucho tiempo y trabajo. Además, tales piezas de construcción presentan un peso considerable, por lo cual resulta un tonelaje más reducido de los barcos, y una demanda de combustible elevada. Adicionalmente, tales elementos de construcción clásicos a base de acero requieren muchos cuidados, ya que, tanto la superficie externa, como también las superficies de pieza de acero entre la envoltura externa e interna, se deben proteger regularmente contra la corrosión.

Como substitución para la construcciones de acero son conocidos elementos SPS (sistema de placas sándwich), que contienen una unión de metal y material sintético, habitualmente productos de poliadición de poliisocianato. Mediante la adherencia del material sintético en las dos capas metálicas se producen elementos compuestos con ventajas extraordinarias frente a las construcciones de acero conocidas. Generalmente son conocidos elementos SPS por los documentos US 6 050 208, US 5 778 813, DE-A 198 25 083, DE-A 198 25 085, DE-A 198 25 084, DE-A 198 25 087 y DE-A 198 35 727.

Una característica importante del elastómero de material sintético en el SPS son sus propiedades a temperaturas elevadas, su aptitud para elaboración y su rentabilidad.

Por lo tanto, la presente invención tomaba como base la tarea de desarrollar nuevos elementos compuestos que dispusieran de una buena estabilidad térmica, se pudieran elaborar y montar convenientemente, y que se pudieran obtener de manera económica, según la invención, se solucionó este problema mediante los elementos compuestos descritos inicialmente.

Bajo el concepto "asfalto" empleado en este documento se debe entender una mezcla poco volátil de diversas substancias orgánicas, obtenida en la elaboración de petróleo, cuyo comportamiento viscoelástico se modifica con la temperatura. Por lo demás, se dan definiciones de asfalto en Römpp Chemie Lexikon, 9ª edición corregida, editorial Georg. Thime, Stuttgart, New York, y en especial en la DIN 55 946, parte 1, que es decisiva en caso de duda. Los asfaltos son conocidos generalmente, y adquiribles comercialmente en diversas formas de ejecución. Se da informaciones sobre asfalto, las diversas formas de ejecución, aditivos, la elaboración y manejo, a modo de ejemplo, en "Shell Bitumen für den Strabenbau und andere Anwendungsgebiete", 7ª edición, 1994, Deutsche Shell Aktiengesellschaft, Hamburgo, así como "The Shell Bitumen Industrial Handbook", publicado por Shell Bitumen, Chertsey, Surrey, Gran Bretaña, 1995 (ISBN0-95 16625-1-1).

Para la aplicación según la invención, en los elementos compuestos son empleables en principio todos los tipos de asfalto. Con respecto a las diversas aplicaciones y posibles procedimientos de obtención para los elementos compuestos, puede ser ventajoso emplear productos a partir del asfalto conocido y caracterizado, que ofrecen ventajas especiales con respecto a la temperatura de reblandecimiento, la viscosidad a la temperatura de elaboración, la adherencia a las capas (i) y (iii), así como las propiedades elásticas. Esta selección, o la posible adaptación de asfalto o mezclas de asfalto, es común al especialista en el campo de asfaltos. De este modo, para elementos compuestos que están expuestos a una carga térmica especialmente elevada, puede ser ventajoso emplear asfaltos que presentan una temperatura de reblandecimiento elevada.

Preferentemente se emplea como (ii) asfalto según DIN 55 946, parte 1, con una penetrabilidad por aguja según DIN 52010 entre 0,1 y 80 mm.

Por lo demás, son preferentes elementos compuestos que contienen asfalto con un punto de reblandecimiento según DIN 52011 de al menos 50ºC, preferentemente al menos 80ºC.

Además son preferentes elementos compuestos que contienen asfalto con un contenido en asfaltenos de un 8 a un 30% en peso.

Además son elementos compuestos que contienen asfalto de oxidación. Este asfalto de oxidación se puede obtener según procedimientos conocidos, y es adquirible comercialmente.

Los elementos compuestos pueden contener preferentemente asfalto en mezcla con cargas inorgánicas y/o materiales sintéticos como capa (ii) entre las capas (i) y (iii). Las ventajas de correspondientes aditivos sobre las propiedades de la mezcla de asfalto son conocidas generalmente, y se describen con frecuencia. Correspondientemente, el especialista puede emplear una mezcla ventajosa por medio de las conocidas propiedades de las mezclas para las más diversas aplicaciones de elementos compuestos, a modo de ejemplo según carga mecánica o térmica.

Preferentemente se puede emplear como (ii) asfalto en mezcla con SBS (estireno-butadieno-estireno), SBR (estireno-butadieno-caucho), SIS (estireno-isopreno-estireno), EPDM (etileno-propileno-dieno-caucho), acrilato de etilenbutilo, acetato de etilenvinilo (EVA), acrilato de etilenmetilo y/o poliolefinas, a modo de ejemplo polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno-propileno. Los asfaltos en mezcla con estos materiales sintéticos se describen frecuentemente, y son comunes para el especialista en general. Los materiales sintéticos como aditivos se distribuyen, por ejemplo, por Elenac GmbH, Alemania, bajo la marca Lucobit®. Los materiales sintéticos, en especial las poliolefinas, presentan preferentemente un peso molecular promedio en número de 20.000 a 1.000.000 g/mol. El contenido en materiales sintéticos en la mezcla con asfalto puede ascender habitualmente a un 0 hasta un 30% en peso, preferentemente un 0 a un 13% en peso, referido especialmente al peso total de (ii).

Bajo la expresión "cargas inorgánicas" se deben entender, a modo de ejemplo, yeso, sulfato de bario, arena, cemento y/o harina mineral. Estos aditivos inorgánicos son conocidos generalmente como aditivos para asfaltos, y se describen frecuentemente. Estos aditivos inorgánicos presentan habitualmente un tamaño de grano de 1 a 75 \mum, en el caso de arena habitualmente entre 0,08 mm y 2 mm. No obstante, en caso dado se pueden emplear también partículas mayores, a modo de ejemplo gravilla conocida para este fin, con un tamaño de grano de al menos 4 mm, preferentemente 4 mm a 10 mm. El contenido en cargas inorgánicas en la mezcla con asfalto puede ascender habitualmente a un 0 hasta un 90% en peso, preferentemente un 0 a un 50% en peso, referido respectivamente al peso total de (ii).

Adicionalmente a los aditivos para asfalto indicados, se pueden emplear también fibras conocidas generalmente para este fin, a modo de ejemplo fibras de vidrio, celulosa y/o lana mineral, y/o otros aditivos conocidos, a modo de ejemplo colorantes, aceites, ceras o grasas.

Se describen posibles aditivos, y su elaboración con asfalto, a modo de ejemplo en la DE-A 199 03 341, la EP-A 1 008 630 y la US 6 133 350.

Habitualmente se efectúa la mezcla de asfalto con los demás posibles componentes indicados a una temperatura entre 140 y 240ºC, seleccionándose esta temperatura preferentemente en dependencia del asfalto empleado, y de los aditivos deseados. Según aditivo, se puede efectuar el mezclado según procedimientos conocidos generalmente.

Las mezclas de asfalto y los aditivos indicados se describen frecuentemente, y son adquiribles comercialmente en las más diversas formas de ejecución.

Son preferentes elementos compuestos que presentan la siguiente estructura estratificada:

(i): 2 mm a 20 mm, preferentemente 3 mm a 10 mm, de modo especialmente preferente 5 mm a 10 mm de metal,

(ii): 10 mm a 300 mm, preferentemente 10 mm a 100 mm de asfalto,

(iii): 2 mm a 20 mm, preferentemente 3 mm a 10 mm, de modo especialmente preferente 5 mm a 10 mm de metal.

En este tipo de ejecución preferente, bajo la expresión "asfalto" se deben entender también mezclas que contienen asfalto, así como otros componentes en mezcla con asfalto, conocidos generalmente, a modo de ejemplo los aditivos expuestos al inicio.

La obtención de los elementos compuestos según la invención se puede efectuar introduciéndose entre las capas (i) y (iii) una mezcla que contiene asfalto, habitualmente en estado reblandecido o fundido, preferentemente a una temperatura de asfalto de 140 a 240ºC. Para prevenir un enfriamiento prematuro indeseable, y con ello endurecimiento de asfalto entre (i) y (iii), antes de que el espacio total a rellenar entre (i) y (iii) esté cargado, se puede mostrar ventajoso calentar las capas (i) y (iii) antes y/o durante la introducción de asfalto, preferentemente a una temperatura de 40 a 240ºC, de modo especialmente preferente 60 a 150ºC. Esto es válido en especial si las capas (i) y (iii) están constituidas por metal, es decir, los metales poseen una capacidad térmica elevada, y podrían enfriar rápidamente el asfalto caliente en estado frío.

A modo de ejemplo, la obtención de elementos compuestos en una forma cerrada, es decir, (i) y (iii), en la carga con (ii), se encuentran en una forma que se cierra tras la introducción completa de (ii). Tras el endurecimiento de (ii) se puede desmoldear el elemento compuesto.

A modo de ejemplo, (i) y (iii) se pueden fijar en disposición apropiada, a modo de ejemplo paralelamente entre sí. La distancia se selecciona habitualmente de modo que el espacio entre (i) y (iii) presente un grosor de 10 a 300 mm. La fijación de (i) y (iii) se puede efectuar, a modo de ejemplo, mediante distanciadores. Los bordes del espacio intermedio pueden estar hermetizados preferentemente de tal manera que el espacio entre (i) y (iii) se pueda cargar con (ii), pero se evite un derrame de estos componentes. El hermetizado se puede efectuar con láminas de material sintético o metal habituales y/o placas metálicas, que también pueden servir como distanciadores.

La carga del espacio entre (i) y (iii) con (ii) se puede efectuar tanto en sentido vertical de (i) y (iii), como también en sentido horizontal de (i) y (iii).

La carga del espacio entre (i) y (iii) con (ii) se puede llevar a cabo con dispositivos de transporte o colada habituales para asfalto caliente, preferentemente de manera continua. Según viscosidad de (ii) en la carga, se puede colar fácilmente, o bien comprimir bajo presión (ii). Preferentemente, la carga completa del espacio entre (i) y (iii) ha concluido antes de que (ii) solidifique.

Otro procedimiento para la obtención de elementos compuestos consiste en aplicar (ii) en estado fundido o reblandecido sobre la superficie de (i), y fijar a continuación (iii) sobre el (ii) fundido o reblandecido. A modo de ejemplo, se puede calandrar, aplicar con espátula o extender sobre (i) la mezcla que contiene asfalto en estado fundido o reblandecido. A continuación se puede poner en contacto la capa (iii) con (ii), y fijar en la posición deseada, preferentemente hasta el endurecimiento de (ii). En la aplicación de (ii) sobre (i) se puede pretender preferentemente una capa (ii) uniforme en grosor, ajustándose grosor a las dimensiones deseadas del elemento compuesto. El asfalto excedente se puede descargar o exprimir en el borde o en orificios preparados en (i) y/o (iii).

De manera alternativa, se puede elaborar previamente una capa (ii) y, a modo de ejemplo, pegar en estado sólido con (i) y (iii). Este procedimiento, en el que se pega (ii) con (i) y (iii), se puede llevar a cabo por medio de pegamentos conocidos generalmente para estos materiales. El especialista puede determinar una selección de pegamentos apropiados por medio de experimentos rutinarios sencillos.

Preferentemente se puede irradiar con arena o bolas de acero las superficies de (i) y/o (iii), a las que se adhiere (ii) tras la obtención de los elementos compuestos. Este tratamiento con chorro con arena se puede efectuar según procedimientos habituales. A modo de ejemplo se puede irradiar las superficies con arena habitual bajo presión elevada, y con ello, a modo de ejemplo, limpiar y granular las mismas. Las instalaciones apropiadas para tal tratamiento son adquiribles en el comercio.

Mediante este tratamiento de superficies de (i) y (iii), que, tras la reacción de (a) con (b), están en contacto con (ii), se conduce a una adherencia claramente mejorada de (ii) a (i) y (iii). El tratamiento con chorro de arena se lleva a cabo preferentemente de manera directa antes de la introducción de los componentes para la obtención de (ii) en el espacio entre (i) y (iii). Las superficies de (i) y (iii), a las que se debe adherir (ii), están preferentemente exentas de substancias inorgánicas y/u orgánicas, que reducen una adherencia, a modo de ejemplo aceites y grasas, o generalmente substancias conocidas como agentes desmoldeantes.

Como capas (i) y (iii), habitualmente placas, se pueden emplear preferentemente metales habituales, a modo de ejemplo hierro acero habitual, todos los tipos de acero refinado, aluminio y/o cobre.

Tanto (i), como también (iii), se pueden emplear revestidos, a modo de ejemplo imprimados, esmaltados, y/o revestidos con materiales sintéticos habituales, en la obtención de elementos compuestos según la invención. Preferentemente se emplean (i) y (iii) no revestidos, y de modo especialmente preferente purificados mediante tratamiento con chorro de arena habitual.

Los elementos compuestos según la invención encuentran empleo sobre todo en sectores en los que se requieren elementos de construcción, que soportan grandes fuerzas, a modo de ejemplo con piezas de construcción en la construcción de barcos, por ejemplo en cascos de barcos, a modo de ejemplo cascos dobles de barcos con una pared externa y una interna, y cubiertas de bodegas, paredes separadoras de bodegas, trampillas de carga, o en construcciones, a modo de ejemplo puentes, o como elementos de construcción en la construcción de casas, en especial en edificios altos.

Se pueden encontrar ventajas de elementos compuestos según la invención frente a elementos compuestos conocidos para las mismas aplicaciones en la estabilidad térmica de asfaltos apropiados, en el fácil manejo, también en el montaje de elementos compuestos y en la rentabilidad en la obtención.

Claims

1. Elementos compuestos que presentan las siguiente estructura estratificada:

(i): 2 a 20 mm de metal, material sintético o madera,

(ii): 10 a 300 mm de mezcla que contiene asfalto,

(iii): 2 a 20 mm de metal, material sintético o madera.

2. Elementos compuestos según la reivindicación 1, que contienen como (ii) asfalto en mezcla con cargas inorgánicas y/o materiales sintéticos.

3. Elementos compuestos según la reivindicación 1, que contienen como (ii) asfalto en mezcla con SBS, SBR, SIS, EPDM, poliolefinas, acrilato de etilenbutilo, acetato de etilenvinilo y/o acrilato de etilenmetilo.

4. Elementos compuestos según la reivindicación 1, que contienen asfalto según DIN 55 946, parte 1, con una penetrabilidad por aguja según DIN 52 010 entre 0,1 y 80 mm.

5. Elementos compuestos según la reivindicación 4, que contienen asfalto con un punto de reblandecimiento según DIN 52011 de 50ºC.

6. Elementos compuestos según la reivindicación 1, que contienen asfalto con un contenido en asfaltenos de un 8 a un 30%.

7. Elementos compuestos según la reivindicación 1, que contienen asfalto de oxidación.

8. Procedimiento para la obtención de elementos compuestos según la reivindicación 1, caracterizado porque se introduce, entre las capas (i) y (iii), una mezcla que contiene asfalto en estado fundido o reblandecido.

9. Procedimiento para la obtención de elementos compuestos según la reivindicación 1, caracterizado porque se aplica (ii) en estado fundido o reblandecido sobre la superficie de (i), y a continuación se fija (iii) sobre el (ii) fundido o reblandecido.

10. Procedimiento para la obtención de elementos compuestos según la reivindicación 1, caracterizado porque se pega (ii) con (i) y (iii).

11. Barcos u obras que contienen elementos compuestos según una de las reivindicaciones 1 a 7.