ES2238404T3 - Adhesivo de anclaje quimico viscoso curado con amina. - Google Patents
Adhesivo de anclaje quimico viscoso curado con amina.Info
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Abstract
Un adhesivo de anclaje, que comprende: una primera parte (12) que comprende una resina, y que tiene una viscosidad a 25 ºC de 5 millones a 50 millones de centipoise; y una segunda parte (14) que comprende un agente de curado, y que tiene una viscosidad a 25 ºC de 5 millones a 50 millones de centipoise; estando directamente unidas las partes primera y segunda a lo largo de una interfaz (17).
Description
Adhesivo de anclaje químico viscoso curado con
amina.
La presente invención se refiere a un adhesivo de
anclaje químico altamente viscoso (deseablemente curado con aminas)
útil en aplicaciones de construcción industrial o comercial, tales
como puentes, aeropuertos, autopistas, rascacielos, estadios y
túneles. Los adhesivos de anclaje mantienen pasadores, hangares,
pernos, varillas y otros dispositivos de anclaje firmemente en su
sitio, en aberturas estructurales formadas en hormigón,
albañilería, metales (por ejemplo, acero) cerámica, vidrio y madera.
El adhesivo de anclaje químico puede estar conformado para tener
una forma deseada y/o ser cortado a una longitud deseada, antes de
ser enviado al lugar de trabajo o en el lugar de trabajo. Debido a
su gran viscosidad, el adhesivo de anclaje se puede inyectar en un
orificio taladrado que esté invertido y vertical, u horizontal, u
orientado según un ángulo cualquiera y no se derramará o fluirá
fuera del orifico taladrado.
Se conocen adhesivos de anclaje químico que están
compuesto de dos o más componentes que reaccionan juntos y curan al
mezclarse. La patente de los Estados Unidos 5.730.557 describe una
unidad de cápsula de mezcla de mortero para la fijación química de
anclas en un orificio taladrado. La cápsula aloja un material de
carga, y un sistema aglutinante químico contenido en cápsulas más
pequeñas dentro del material de carga. El cartucho se inserta en un
orifico taladrado, y se usa una herramienta de apriete para insertar
un elemento de anclaje. La herramienta de apriete imparte
movimiento al elemento de anclaje, que rompe tanto la cápsula de
alojamiento como las cápsulas más pequeñas contenidas dentro de
ella, haciendo que el sistema de aglutinante químico interactúe y
se mezcle con el material de carga. La interacción y el mezclado
ocasiona la reacción y el curado del sistema de aglutinante/mezcla
de carga, afirmando, de este modo, el elemento de anclaje dentro
del orifico taladrado.
La patente de los Estados Unidos 5.731.366
describe un compuesto químico de taponado basado en una resina
polimerizable por radicales libres y un iniciador no radicálico
espacialmente separado de la resina. La separación espacial se
puede efectuar encapsulando el iniciador en cápsulas de vidrio,
gelatina o celulosa. El compuesto de taponado se describe como que
es autoportante y estable durante el almacenado.
Estos y otros adhesivos de anclaje químico de la
técnica anterior tienen ciertas desventajas. Una desventaja es que
uno o ambos componentes son fluidos, y deben estar envueltos,
encapsulados o encerrados de otro modo en un envase antes de ser
usados. De este modo, no es fácil variar la cantidad de adhesivo
empleado en un orificio taladrado, o el tamaño de la cápsula de
alojamiento, mientras se está en el lugar de trabajo. Dicho de otro
modo, los orificios taladrados sobredimensionados e
infradimensionados recibirán la misma cantidad predeterminada de
adhesivo preempaquetado que los orificios taladrados de tamaño
estándar.
Otra desventaja es que los adhesivos fluidos
pueden fluir o derramarse de los orificios taladrados durante el
uso, particularmente una vez que el envase se ha roto por el
elemento de anclaje que se está accionado. Este problema es
especialmente agudo cuando el orificio taladrado está invertido y
vertical, pero también existe cuando el orificio taladrado está
horizontal, o según un ángulo entre horizontal y vertical
invertido. Incluso cuando el adhesivo no es completamente fluido,
los cartuchos de la técnica anterior no son típicamente de
retención automática, es decir, los cartuchos se caerán de los
orificios taladrados por encima de la cabeza.
Otra desventaja es que los dos componentes,
aglutinante y carga, deben estar completamente segregados antes de
su uso, para impedir la interacción y la reacción prematuras. Las
técnicas de encapsulado usadas para realizar esto, requieren cierta
precisión y gasto. Además, no se asegura que las cápsulas más
pequeñas usadas para contener el aglutinante permanezcan
dispersadas uniformemente entre la carga hasta que se use la cápsula
de adhesivo. La dispersión no uniforme del aglutinante y de la
carga puede llevar a una adhesión no uniforme o inadecuada del
elemento de anclaje.
Los cartuchos de adhesivo son otro tipo de
adhesivo de la técnica anterior. Adhesivos de cartucho incluyen dos
partes separadas que son inyectadas simultáneamente dentro de un
orificio taladrado usando una pistola de calafatear de dos cañones
que junta las dos partes en el punto de inyección, sobre el cual
reaccionan al entrar en el orificio taladrado. Las desventajas de
los adhesivos de cartucho incluyen el gasto excesivo de
empaquetado, el gasto excesivo de adhesivo debido a la falta de
mezclado, al material no utilizado que permanece en los cañones de
calafateo y a viscosidad insuficiente, que permite que el material
discurra fuera de los orificios taladrados verticales sobre la
cabeza, y se hunda en orificios taladrados horizontales.
La presente invención se refiere a una
composición adhesiva de anclaje que incluye dos partes, dos partes
que tienen una consistencia viscosa, sólida a modo de masilla. Las
dos partes se pueden unir laco con lado en un cordón o en otra
configuración alargada, sin encapsular una respecto de la otra, y
sin ocasionar una reacción prematura significativa entre las dos
partes. Debido a su alta viscosidad, el adhesivo de dos partes se
puede emplear en un orificio taladrado vertical invertido, un
orificio taladrado horizontal o un orificio taladrado que tenga un
ángulo entre horizontal e invertido vertical, y no se desparramará
o fluirá desde el orificio taladrado o se hundirá dentro del
orificio taladrado.
La primera parte del adhesivo comprende una
resina. La primera parte tiene una viscosidad entre aproximadamente
5 millones y aproximadamente 50 millones de centipoise, medidos a
25ºC, usando un viscosímetro Brookfield, Modelo
DV-3, fabricado por Brookfield Engineering Co. Este
intervalo de viscosidad asegura que el adhesivo puede estar
formando, conformado y/o cortado con un cuchillo, pero que no
fluirá. En una realización, la primera parte del adhesivo incluye
una resina epoxídica (por ejemplo, una resina líquida epoxídica), y
al menos un agente de carga particulado, en proporciones requeridas
para conseguir la viscosidad deseada.
Deseablemente, la primera parte de la composición
adhesiva incluye aproximadamente el 20-45% en peso
de una resina líquida epoxídica, aproximadamente el
10-40% en peso de un primer agente de carga
particulado que comprende, preferiblemente, talco y aproximadamente
40-65% en peso de un segundo agente de carga
particulado que comprende, preferiblemente, sílice.
La segunda parte del adhesivo comprende un agente
de curado. La segunda parte tiene una viscosidad entre
aproximadamente 5 millones y aproximadamente 50 millones de
centipoise, medida usando el mismo equipo de prueba. La viscosidad
de la segunda parte no es más que un 30% mayor o un 30% menor que
la viscosidad de la primera parte. En una realización, la segunda
parte del adhesivo incluye un compuesto de curado, un acelerador de
curado y al menos un agente de carga particulado, en proporciones
requeridas para conseguir la viscosidad deseada.
Deseablemente, la segunda parte de la composición
adhesiva comprende aproximadamente el 5-20% en peso
de una amina o derivado químico de la misma, aproximadamente el
0,1-15% en peso de una amina terciaria,
aproximadamente el 1-23% en peso de un primer agente
de carga particulado, que comprende preferiblemente talco, y
aproximadamente el 52-87% en peso de un segundo
agente de carga particulado, que comprende, preferiblemente,
sílice.
Las partes primera y segunda pueden ser
extruidas, prensadas o unidas entre sí de otro modo en forma de un
cordón que tiene una forma cilíndrica, rectangular, cuadrada,
circular u otra adecuada. El cordón puede tener cualquier diámetro
adecuado en sección transversal, y cualquier longitud adecuada. El
cordón puede estar enrollado alrededor de su circunferencia con una
envuelta adecuada de película plástica, hoja metálica, papel o
similar. Las partes primera y segunda están unidas directamente a
lo largo de al menos una interfaz que se extiende toda la longitud
del cordón. Por "directamente unida" se entiende que ninguna
película, cápsula u otra barrera se interpone entre las dos
partes.
El cordón de adhesivo de anclaje se puede cortar
o cizallar a cualquier tamaño en función de la profundidad del
orificio taladrado. En una realización, la cantidad correcta de
adhesivo se puede medir por la profundidad del, es decir,
insertando un extremo del cordón, dentro del orificio taladrado tan
lejos como sea posible, y cortando el cordón en la parte superior
del orificio taladrado. Si los orificios taladrados varían en
profundidad, el adhesivo se puede cortar o cizallar hasta
longitudes variables sobre el lugar de trabajo, para proporcionar
la cantidad óptima de adhesivo para cada orificio taladrado.
Como las dos partes se extruyen lado con lado, la
cantidad de cada parte relativa a la otra es sustancialmente
consistente a lo largo de la longitud del cordón. El único contacto
directo entre las dos partes antes del uso es a lo largo de una
única interfaz. La reacción prematura entre ellas se minimiza, de
este modo, sin precisar encapsulado de una parte respecto de la
otra.
Teniendo presente lo anterior, es una
característica y ventaja de la invención proporcionar un adhesivo
de anclaje de dos partes altamente viscoso, que se pueda usar en un
orificio taladrado con la abertura hacia abajo u horizontalmente,
sin derramarse del orificio taladrado.
También es una característica y una ventaja de la
invención proporcionar una composición adhesiva de anclaje de dos
partes que tenga una composición consistente a lo largo de su
longitud axial, que proporciona fuerza de anclaje consistente de
alta calidad en aplicaciones para construcciones pesadas, y que se
pueda cortar a la longitud deseada en el lugar de trabajo, o antes
de alcanzar el lugar de trabajo.
Las características y ventajas anteriores, y
otras, se harán más evidentes a partir de la siguiente descripción
detallada de las realizaciones actualmente preferidas, leídas
conjuntamente con los dibujos y ejemplos que se acompañan. La
descripción detallada, dibujos y ejemplos son ilustrativos en lugar
de limitativos, estando definido el ámbito de la invención por las
reivindicaciones anexas y equivalentes de las mismas.
La figura 1 ilustra un segmento o pieza cortada
del adhesivo de anclaje esencialmente sólido, altamente viscoso de
la invención, antes de la inserción en un orificio taladrado.
La figura 2 ilustra la composición adhesiva
altamente viscosa, antes de cortarse en piezas cortadas, enrollada
en un cordón bobinado.
La figura 3 ilustra un orificio taladrado, y un
pasador de anclaje mantenido dentro del orificio taladrado, usando
la composición adhesiva altamente viscosa.
Las figuras
4(a)-4(i) ilustran, en sección
transversal, una amplia variedad de configuraciones extruidas para
las dos partes de la composición adhesiva.
Haciendo referencia a la figura 1, se muestra un
adhesivo de anclaje esencialmente en fase sólida, altamente viscoso
en forma de una pieza 10 cortada que está adaptada para la
inserción en un orificio taladrado formado en hormigón, acero,
albañilería, cerámica, vidrio, madera, plástico u otro material de
construcción. La pieza 10 cortada se muestra como un cilindro, pero
puede tener cualquier forma y tamaño adecuados, en función de la
forma y tamaño del orificio taladrado. La pieza 10 cortada adhesiva
incluye una primera 12 parte y una segunda parte 14 unidas
continuamente en contacto cara con cara a lo largo de la interfaz
17, que se extiende la longitud de la pieza 10 cortada. La pieza
10 cortada adhesiva debería contener alrededor del
20-80% en peso de cada una de las partes 12 y 14,
primera y segunda, en función del peso combinado de la primera
parte 12 y de la segunda parte 14. Preferiblemente, la pieza 10
cortada contiene aproximadamente el 35-75% en peso
de la primera parte 12 y aproximadamente el 25-65%
en peso de la segunda parte 14, más preferiblemente aproximadamente
el 52-65% en peso de la primera parte 12 y
aproximadamente el 35-48% en peso de la segunda
parte 14, más preferiblemente aproximadamente el 57% en peso de la
primera parte 12 y aproximadamente el 43% en peso de la segunda
parte 14. La pieza 10 cortada está rodeada, sobre su lado, por una
envuelta 16, que puede, pero no tiene por qué, cubrir los dos
extremos 13 y 15 de pieza 10 cortada.
La primera parte 12 de la pieza cortada 10
adhesiva tiene una viscosidad de aproximadamente 5 millones a 50
millones de centipoise a 25ºC, preferiblemente de aproximadamente
20 millones hasta aproximadamente 40 millones de centipoise, más
preferiblemente, aproximadamente 30 millones hasta aproximadamente
40 millones de centipoise. La viscosidad se midió usando un
viscosímetro Brookfield, Modelo DV-3, fabricado por
Brookfield Engineering Co., usando el procedimiento expuesto en las
instrucciones del fabricante. La segunda parte 14 de la pieza 10
cortada adhesiva tiene una viscosidad de aproximadamente 5 millones
hasta aproximadamente 50 millones de centipoise, a 25ºC,
preferiblemente aproximadamente 20 millones hasta aproximadamente
40 millones de centipoise, más preferiblemente aproximadamente 30
millones de centipoise hasta aproximadamente 40 millones de
centipoise. Las viscosidades precedentes aseguran que las partes
primera 12 y segunda 14, tienen esencialmente una fase sólida,
consistencia similar a la masilla, que permite que la composición
adhesiva sea cortada, comprimida o deformada por otro modo a
voluntad, pero impidiendo que fluya, se derrame y cualquier otra
deformación aleatoria de la composición adhesiva. Por ejemplo, en
un orificio taladrado horizontal, el adhesivo no se hundirá hasta
la posición más inferior del orificio taladrado o fluirá hacia
fuera. Además, el adhesivo no fluirá fuera de un orificio taladrado
por encima de la cabeza.
Para facilitar la fabricación de la composición
adhesiva de dos partes, y posterior mezclado de las dos partes en
un orificio taladrado, las viscosidades de las dos partes 12 y 14,
debería estar cerca entre sí, y preferiblemente sustancialmente
concordadas. Genéricamente, la viscosidad de la segunda parte 14 no
debería ser un 30% mayor o un 35% menor que la viscosidad de la
primera parte 12. Preferiblemente, la viscosidad de la segunda parte
14 no es mayor que el 20% o menor que el 20% de la viscosidad de la
primera parte 12. Más preferiblemente, la viscosidad de la segunda
parte 14 no es un 10% mayor o un 10% menor que la viscosidad de la
primera parte 12. Más preferiblemente, las dos viscosidades son
sustancialmente las mismas.
En una realización, la primera parte 12 de la
composición adhesiva incluye aproximadamente el
20-45% en peso de una resina epoxídica,
aproximadamente el 10-40% en peso de un primer
agente de carga particulado, y aproximadamente el
40-65% en peso de un segundo agente de carga
particulado. Preferiblemente, la primera parte 12 de la composición
adhesiva incluye aproximadamente un 25-35% en peso
de la resina epoxídica, aproximadamente un 12-25%
en peso del primer agente de carga particulado, y un
45-60% en peso del segundo agente de carga
particulado. Más preferiblemente, la primera parte 12 de la
composición adhesiva incluye aproximadamente un
26-30% en peso de la resina epoxídica,
aproximadamente 16-20% en peso del primer agente de
carga particulado, y de aproximadamente 52-58% en
peso del segundo agente de carga particulado.
La resina epoxídica es preferiblemente un
derivado líquido epoxídico. Resinas epoxídicas Novolac son
particularmente adecuadas, y se prefieren resinas epoxídicas de
bisfenol. Una resina epoxídica de bisfenol particularmente adecuada
está disponible en Shell Chemical Co., bajo el nombre comercial
EPON®828. EPON®828 es una resina epoxídica de bisfenol
A/epiclorhidrina difuncional líquida obtenido. Otras resinas
epoxídicas adecuadas incluyen ARALDITE®610, disponible en
Ciba-Geigy; y DER 331, disponible en Dow Chemical
Co.
El primer agente de carga particulado debería
tener un valor de absorción de aceite de al menos 30, medido usando
ASTM D281-31. Preferiblemente, el primer agente de
carga particulado tiene una absorción de aceite de al menos 40, más
preferiblemente de al menos 50. Un primer material de carga
adecuado es talco, que tiene un tamaño de partícula de
aproximadamente 1 micrómetro hasta aproximadamente 50 micrómetros.
Un material de carga adecuado de talco es Talc 399 vendido por
Whitaker, Clark & Daniels Corporation. Otros talcos adecuados
son Mistron ZSC de Cyprus Minerals, y MP12-50 de
Pfizer Chemical Co. Otros primeros agentes de carga particulados
adecuados, que tienen intervalos de tamaño de grano similares,
incluyen carbonato cálcico, microesferas de vidrio, sílice, ceniza
volante, arcilla y similar. Estos y otros materiales de carga son
menos deseables que el talco.
El segundo agente de carga particulado es
diferente del primero, y se puede definir en términos del tamaño
del tamiz U.S. Al menos aproximadamente el 70% en peso de las
partículas del material de carga deberían tener un tamaño del tamiz
U.S. entre 16 (1 mm) y 45 (0,354 mm), inclusive. Preferiblemente,
al menos aproximadamente el 80% en peso de las partículas del
material de carga, y más preferiblemente al menos aproximadamente
el 90% en peso de las partículas de material de carga, tienen un
tamaño de tamiz U.S. de entre 16 y 45. El agente de carga
particulado dentro de este intervalo facilita la extrusión óptima
durante la fabricación, el mezclado excelente del adhesivo durante
el uso debido a una herramienta de apriete, el desfibrado de la
envuelta 16 durante el mezclado, y una excelente resistencia
mecánica a la unión del adhesivo curado. El material de carga que
tiene significativas cantidades de partículas mayores (menor tamaño
de tamiz U.S.) proporciona buen mezclado dentro del orificio y
desfibrado de la envuelta pero ocasiona la extrusión y/o la
formación de dificultades durante la fabricación de la composición
adhesiva. El material de carga que tiene cantidades significativas
de partículas más pequeñas (mayor tamaño de tamiz U.S.) proporciona
una extrusión excelente y/o conformado durante la fabricación del
adhesivo, pero facilita un mal mezclado dentro del orificio,
desfibrado de la envuelta del adhesivo y resistencia a la unión del
adhesivo.
Los segundos materiales de carga adecuados que
contribuyen al mezclado dentro del orificio de las Partes A y B,
incluyen sílice y microesferas de vidrio, y cuarzo. Un material de
carga particularmente adecuado es una arena, por ejemplo, un sílice
vendido como AGSCO® arena n.º 1, por la Agsco Company. Para esta
arena, aproximadamente el 89,4% en peso de las partículas tienen un
tamaño de tamiz U.S. entre 16 y 45.
En la realización, la segunda parte 14 de la
composición adhesiva incluye aproximadamente el
5-20% en peso de una amina compuesta, entendiéndose
una amina o derivado químico de la misma pero no una amina
terciaria, aproximadamente el 0,1-15% en peso de un
compuesto de amina terciaria, entendiéndose una amina terciaria o
derivado químico de la misma, aproximadamente el
1-23% en peso de un primer agente de carga
particulado, y aproximadamente el 52-87% en peso de
un segundo agente de carga particulado. Preferiblemente, la segunda
parte 14 incluye aproximadamente el 10-18% en peso
del compuesto de amina, aproximadamente el 1-10% en
peso del compuesto de amina terciaria, aproximadamente el
5-18% en peso del primer agente de carga
particulado y aproximadamente el 52-72% en peso del
segundo agente de carga particulado. Más preferiblemente, la segunda
parte 14 incluye aproximadamente el 12-16% en peso
del compuesto de amina, aproximadamente el 1-5% en
peso del compuesto de amina terciaria, aproximadamente el
7-12% en peso del primer agente de carga
particulado, y aproximadamente el 62-68% en peso
del segundo agente de carga particulado.
Los agentes de carga particulados primero y
segundo en la segunda parte 14 se seleccionan de entre los mismos
grupos de materiales de carga que los materiales de carga primero y
segundo en la primera parte 12 de la composición adhesiva, y puede
o puede que no sea idéntico a los materiales de carga primero y
segundo en la primera parte 12. El compuesto de amina actúa como un
agente de curado una vez que la primera parte 12 y la segunda parte
14 se han mezclado entre sí. El compuesto de amina terciaria actúa
como un acelerador para la reacción de curado.
Dichos compuestos amina incluyen aminas, aminas
alifáticas, aminoetilpipirazina, amindoaminas, aminas
cicloalifáticas y similar. Aminas alifáticas preferidas incluyen
bases de Mannich. Una base de Mannich adecuada se vende por Air
Products Co. bajo el nombre ANCAMINE®1856. Otras aminas alifáticas
adecuadas incluyen ANCAMINE®1767 y ANCAMINE®1768.
Compuestos adecuados de amina terciaria incluyen
ANCAMINE®110, ANCAMINE®K61B y ANCAMINE®K54, vendidos por Air
Products Co., y EPICURE®3253 vendido por Shell Chemical Co. Una
amina terciaria se vende por Air Products Co. bajo el nombre
comercial ANCAMINE®K54 y es un tris (dimetilaminometil) fenol.
Para fabricar la composición adhesiva, los
ingredientes de la primera parte 12 se pueden mezclar en un primer
mezclador, y los ingredientes de la segunda parte 14 se pueden
mezclar en un segundo mezclador. Los mezcladores separados pueden
ser tambores giratorios, mezcladores de pala sigma, mezcladores
planetarios, mezcladores de extrusión, mezcladores de prensa y
similar. Se puede emplear mezclado vigoroso, que requiera cizalla
sin añadir calor, para asegurar una distribución homogénea de
ingredientes en cada una de la primera parte 12 y de la segunda
parte 14. La primera parte 12 y la segunda parte 14 se pueden
extruir y/o prensar contiguas entre sí, usando extrusores y/o
prensas por separado que converjan en un único troquel, para formar
la composición adhesiva biconstituyente mostrada en la figura 1, que
tiene la interfaz 17 entre la primera parte 12 y la segunda parte
14.
La primera parte 12 y la segunda parte 14 del
adhesivo puede ser extruida y/o prensada junta en una amplia
variedad de configuraciones. En la configuración preferida,
ejemplificada en la figura 4(a), el adhesivo tiene una
configuración cilíndrica o elíptica, ocupando cada parte 12 y 14 las
mitades del cilindro. Otras posibles configuraciones son una
configuración de núcleo con funda [figura 4(b)], una
configuración cuadro-cilíndrica [figura
4(c)], una configuración de hoja de trébol [figura
4(d)], diversas configuraciones cuadradas y rectangulares
[figuras 4(e), 4(f) y 4(g)], una configuración
triangular [figura 4(h)], y una configuración rizada [figura
4(i)].
Una vez la composición adhesiva ha sido extruida,
puede ser cubierta con una envuelta 16 fabricada en plástico, hoja
de aluminio, papel o similar. Preferiblemente la envuelta 16 está
fabricada de un material de poliolefina, más preferiblemente
polietileno o polipropileno de alta densidad. La composición
adhesiva se puede cortar, entonces, para dar piezas 10 cortadas
individuales, como se muestra en la figura 1, o se puede almacenar
como un cordón 20 arrollado como se muestra en la figura 2. Cuando
se almacena como un cordón 20, la composición adhesiva se puede
cortar en piezas 10 cortadas individuales, que tienen tamaños
deseados, en el lugar de construcción o antes de entrar en el lugar
de construcción.
En el lugar de construcción, una pieza 10 cortada
se inserta en un orificio 32 taladrado formado en una estructura 30
como se muestra en la figura 3. Se usa una herramienta de apriete
(no mostrada) para accionar un pasador 34 de elemento de anclaje al
interior del orificio 32 taladrado. Un pasador 34 típico de
elemento de anclaje puede estar aterrajado, y puede tener un extremo
35 delantero plano o puntiagudo. Una herramienta típica de apriete,
usa movimiento rápido rotacional para girar sobre sí mismo el
pasador de elemento de anclaje dentro del orificio taladrado.
Algunas herramientas de apriete emplean una combinación de
martillado (movimiento axial) y/o de movimiento rotacional.
Si el cordón adhesivo se fabrica con el diámetro
correcto respecto del diámetro del orificio taladrado, y el
diámetro del pasador, la cantidad correcta de adhesivo se puede
medir insertando un cordón de adhesivo tan lejos como sea posible
en el interior del orificio taladrado, y cortando el cordón en la
parte superior del orificio taladrado. En efecto, la pieza cortada
adhesiva se puede formar in situ en el lugar de trabajo.
El movimiento de la herramienta de apriete, y el
movimiento consiguiente del pasador 34 de elemento de anclaje,
ocasiona la desintegración de la envoltura 16 y mezclado de la
primera parte 12 y de la segunda parte 14 de la pieza cortada 10
adhesiva, dentro del orificio taladrado. Los hilos de rosca sobre
el pasador 34 de elemento de anclaje ayudan al mezclado. A medida
que el pasador 34 de elemento de anclaje es llevado al interior del
orificio 32 taladrado, toda la pieza 10 cortada adhesiva se funde
en una mezcla 18 sustancialmente homogénea que llena la mayor parte
de los espacios entre el pasador 34 de elemento de anclaje y las
paredes internas del orificio 32 taladrado. La acción de mezclado
también ocasiona el curado de la mezcla 18 para afirmar firmemente
el pasador 34 de elemento de anclaje con orificio 32 taladrado.
Se preparó una composición adhesiva esencialmente
en fase sólida, altamente viscosa que tiene la configuración
mostrada en las figuras 1 y 4(a), usando las siguientes
composiciones para la primera parte y la segunda parte, y una
relación ponderal de 4:3 para las partes primera y segunda. La razón
de tener más de la primera parte que de la segunda parte es
mantener alrededor de aproximadamente un 5% menos que balance
estequiométrico de endurecedor en la segunda parte respecto de la
resina en la parte final. El endurecedor sin reaccionar puede
facilitar la fluencia del adhesivo de anclaje, y la cantidad de
endurecedor no reaccionado se minimiza por esta técnica. La primera
parte tiene una viscosidad de 40 millones de centipoise. La segunda
parte tiene una viscosidad de 40 millones de centipoise. La
composición se extruyó en un cordón que tiene un diámetro de 12,7
mm. El cordón extruido se envolvió en una película de polietileno
de gran densidad que tiene un grosor de 0,0127 mm, y se cortó en
piezas cortadas que tienen una longitud de 114,3 mm.
\vskip1.000000\baselineskip
El adhesivo esencialmente en fase sólida,
altamente viscoso de la invención, denominado EXP 220, se evaluó
contra dos adhesivos líquidos basados en epoxi de la técnica
anterior vendidos por ITW Ramset/Redhead bajo los nombres Granite 5
y Ceramic 6. Los adhesivos se evaluaron usando varillas de elemento
de anclaje de acero de 1,30 cm de diámetro, y orificios taladrados
de 1,45 cm x 11,5 cm formados en hormigón con una resistencia a la
compresión de 2.758\cdot10^{7} Pa. Las varillas de elemento de
anclaje tienen hilos de rosca ahusados 1,5 grados. La herramienta
de apriete accionada a mano se hizo funcionar a 1.600 r.p.m.
Se midieron a diferentes intervalos las
resistencias mecánicas a la tracción del hormigón en seco a
temperatura ambiente tras la inserción de los elementos de anclaje,
hasta 24 horas. También se midieron las resistencias mecánicas de
tracción para el hormigón que tenía debajo del agua durante 24
horas, antes y después de la inserción de los elementos de anclaje.
También se midieron las resistencias mecánicas de tracción para el
hormigón en seco que se mantuvo a 40ºC durante 24 horas, antes y
después de la inserción de los elementos de anclaje. Se midieron
las resistencias mecánicas de tracción, de las que se informó en
libras de fuerza, usando un aparato de prueba de carga Instron. La
tabla 1 muestra las resistencias mecánicas a la tracción debidas a
estas pruebas.
Como se muestra en lo que antecede, la
composición adhesiva altamente viscosa de la invención producía una
fuerza de anclaje mayor que la de los adhesivos líquidos epoxídicos
de la técnica anterior, y equivalente entre si. Además, la
composición adhesiva de la invención permaneció esencialmente sin
olor durante el uso.
En un segundo conjunto de experimentos realizados
en condiciones similares en un momento diferente y ubicación,
usando hormigón similar de 2.758\cdot10^{7} Pa, se ensayó la
misma composición adhesiva de la invención usando el mismo
procedimiento, frente a) mientras la masilla epoxídica fabricada
por Devcon Co. y vendida por Ace Hardware Corp. y otros, y b)
adhesivo HVU fabricado y vendido por Hilti AG de Waldstetlen,
Alemania. Las barritas de masilla blanca epoxídica típicamente
utilizadas en reparaciones, y no se consideran ser un adhesivo de
anclaje. En función de la información y de la creencia, el adhesivo
HVU es similar al descrito en la patente de los Estados Unidos
5.731.366 concedida a Moench y otros. El adhesivo HVU contiene una
fase de material de carga suelto y una fase líquida química
contenida en cápsulas dispersada en la fase del material de carga.
Ambas fases están contenidas en una envuelta de plástico
cilíndrica.
La tabla 2 muestra la resistencia mecánica de
sujeción media para cada uno de los tres adhesivos, medidos tras
las 24 horas en seco, hormigón a temperatura ambiente.
Como se muestra en lo que sigue, la composición
adhesiva altamente viscosa de la invención dio una fuerza de
sujeción mejor que las barritas de masilla de la técnica anterior y
fuerza de sujeción similar al sistema adhesivo de fluido/cápsula de
la técnica anterior.
Claims (33)
1. Un adhesivo de anclaje, que comprende:
una primera parte (12) que comprende una resina,
y que tiene una viscosidad a 25ºC de 5 millones a 50 millones de
centipoise; y
una segunda parte (14) que comprende un agente de
curado, y que tiene una viscosidad a 25ºC de 5 millones a 50
millones de centipoise;
estando directamente unidas las partes primera y
segunda a lo largo de una interfaz (17).
2. El adhesivo de anclaje de la reivindicación 1,
en el cual la primera parte (12) tiene una viscosidad a 25ºC de 20
millones a 45 millones de centipoise, y la segunda parte (14) tiene
una viscosidad a 25ºC de 20 millones a 45 millones de
centipoise.
3. El adhesivo de anclaje de la reivindicación 1,
en el cual la primera parte (12) tiene una viscosidad a 25ºC de 30
millones a 40 millones de centipoise, y la segunda parte tiene una
viscosidad a 25ºC de 30 millones a 40 millones de centipoise.
4. El adhesivo de anclaje de la reivindicación 1,
en el cual la resina comprende una resina epoxídica.
5. El adhesivo de anclaje de la reivindicación 1,
en el cual la primera parte (12) comprende, además, un agente de
carga particulado.
6. El adhesivo de anclaje de la reivindicación 1,
en el cual el agente de curado comprende un compuesto de amina.
7. El adhesivo de anclaje de la reivindicación 6,
en el cual la segunda parte (14) comprende, además, un compuesto de
amina terciaria.
8. El adhesivo de anclaje de una de las
reivindicaciones 1 a 7, en el cual la segunda parte (14) comprende,
además, un agente de carga particulado.
9. El adhesivo de anclaje de una de las
reivindicaciones 1 a 8, en el cual:
a) la primera parte (12) comprende un
20-45% en peso de una resina epoxídica, un
10-40% en peso de un primer agente de carga
particulado que tiene un valor de absorción de aceite medido usando
ASTMD 281-31 de al menos 30, y un
40-65% en peso de un segundo agente de carga
particulado, teniendo al menos el 70% en peso del segundo agente de
carga particulado un tamaño de tamiz U.S. entre 16 y 45, inclusive;
y
b) la segunda parte (14) comprende un
5-20% en peso de un compuesto de amina, un
0,1-15% en peso de un compuesto de amina terciaria,
teniendo 1-23% en peso de un primer agente de carga
particulado un valor de absorción de aceite de al menos 30, un
52-87% en peso de un segundo agente de carga
particulado, teniendo al menos el 70% en peso del segundo agente de
carga particulado un tamaño de tamiz U.S. entre 16 y 45.
10. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual la primera parte (12) comprende un
25-35% en peso de la resina epoxídica, un
12-35% en peso del primer agente de carga
particulado y un 45-60% en peso del segundo agente
de carga particulado.
11. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual la primera parte (12) comprende un
26-30% en peso de la resina epoxídica, un
16-20% en peso del primer agente de carga
particulado, y un 52-58% en peso del segundo agente
de carga particulado.
12. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual la segunda parte (14) comprende un
10-18% en peso del compuesto de amina, un
1-10% en peso del compuesto de amina terciaria, un
5-18% en peso del primer agente de carga
particulado, y un 58-72% del segundo agente de carga
particulado.
13. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual la segunda parte (14) comprende un
12-16% en peso del compuesto de amina, un
1-5% en peso del compuesto de amina terciaria, un
7-12% en peso del primer agente de carga
particulado, y un 62-68% en peso del segundo agente
de carga particulado.
14. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, que comprende el 20-80% en peso de la primera
parte (12), y un 20-80% en peso de la segunda parte
(14).
15. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, que comprende un 35-75% en peso de la primera
parte (12), y un 25-65% en peso de la segunda parte
(14).
16. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, que comprende un 52-65% en peso de la primera
parte (12), y un 35-48% en peso de la segunda parte
(14).
17. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual la resina epoxídica comprende una resina epoxídica
novolac.
18. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual la resina epoxídica comprende una resina epoxídica de
bisfenol.
19. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual la resina epoxídica comprende un bisfenol
A/epiclorhi-
drina difuncional.
drina difuncional.
20. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual el primer agente de carga particulado en la primera
parte (12) y el primer agente de carga particulado en la segunda
parte (14) comprenden el mismo material.
21. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual el segundo agente de carga particulado en la primera
parte (12) y el segundo agente de carga particulado en la segunda
parte (14) comprenden el mismo material.
22. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual los primeros agentes de carga particulados comprenden
cada uno un material seleccionado de entre talco, carbonato cálcico,
microesferas de vidrio, sílice, cenizas volantes, arcilla y
combinaciones de los mismos.
23. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual al menos uno de los primeros agentes de carga
particulados comprende talco.
24. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual cada uno de los segundos agentes de carga
particulados comprende un material seleccionado de cuarzo, sílice,
microesferas de vidrio y combinaciones de los mismos.
25. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual al menos uno de los segundos agentes de carga
particulados comprende arena de sílice.
26. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual el compuesto de amina comprende un compuesto del
grupo que consta de aminas, aminas alifáticas, aminoetilpiperazina,
amidoaminas, aminas cicloalifáticas y combinaciones de las
mismas.
27. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual el compuesto de amina comprende un compuesto de amina
alifático.
28. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual el compuesto de amina comprende una base de
Mannich.
29. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
9, en el cual el compuesto de amina terciaria comprende
tris-(dimetilaminometil)fenol.
30. Un adhesivo de anclaje según la
reivindicación 1, que comprende:
un 20-80% en peso de la
mencionada primera parte (12) que comprende una resina epoxídica, y
que tiene una viscosidad a 25ºC de 20 millones a 45 millones de
centipoise; y
un 20-80% en peso de la
mencionada segunda parte (14) que tiene una viscosidad entre un 30%
menor y un 30% mayor que la viscosidad de la primera parte
(12).
31. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
30, en el cual la segunda parte (14) tiene una viscosidad entre un
20% menor y un 20% mayor que la viscosidad de la primera parte
(12).
32. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
30, en el cual la segunda parte (14) tiene una viscosidad entre un
10% menor y un 10% mayor que la viscosidad de la primera parte
(12).
33. El adhesivo de anclaje de la reivindicación
30, que comprende un 52-65% en peso de la primera
parte (12) y un 35-48% en peso de la segunda parte
(14).
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