ES2253931T3 - Conector para uso en proteccion catodica y procedimiento de uso. - Google Patents
Conector para uso en proteccion catodica y procedimiento de uso.Info
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Abstract
Uso de un ánodo de sacrificio para proteger un refuerzo de acero de hormigón armado comprendiendo dicho uso las siguientes etapas (a) y (b) en cualquier orden (a) preparar una conexión eléctrica entre un ánodo de sacrificio y un conector alargado que comprende una pluralidad de alambres; (b) preparar un contacto eléctrico entre el conector alargado y el refuerzo de acero enrollando el conector alargado alrededor del refuerzo de acero y retorciendo juntos los alambres en una porción de su longitud para tensar alrededor del refuerzo.
Description
Conector para uso en protección catódica y
procedimiento de uso.
Esta invención se refiere a la protección
catódica del acero en hormigón armado empleando un ánodo de
sacrificio, más particularmente a la conexión eléctrica del ánodo
de sacrificio al acero de refuerzo que se pretende proteger.
Los ánodos de sacrificio se conocen bien. Para
que sea eficaz el ánodo de sacrificio se prepara de un metal que
tiene un potencial de electrodo más negativo que el acero a proteger
de manera que se corroerá preferentemente respecto al acero. Los
ánodos de sacrificio se describen en la Patente Europea Nº 0707667 y
en la Patente de Estados Unidos Nº 5292411.
Para satisfacer su propósito el ánodo de
sacrificio necesita conectarse eléctricamente al acero a proteger.
Los conductores metálicos se han usado anteriormente para este
propósito. Anteriormente estos metales conductores tales como
alambres, se han unido al refuerzo de acero perforando un orificio
en el que un tornillo auto-roscado se inserta. Los
métodos alternativos han implicado el uso de abrazaderas o mordazas
para asegurar el alambre al metal a proteger.
Estos procedimientos tienen problemas en que en
la perforación de orificios y el uso de tornillos
auto-roscado consume tiempo y siempre hay un riesgo
de que las abrazaderas y las mordazas puedan desprenderse.
La presente invención proporciona una solución a
estos problemas usando un ánodo de sacrificio de acuerdo con la
reivindicación 1, una combinación de un ensamblaje de ánodo como se
define en la reivindicación 9, o un procedimiento de instalación de
un ánodo de sacrificio como se define en la reivindicación 17 y un
ensamblaje de ánodo de acuerdo con la reivindicación 25. Las
realizaciones específicas se reivindican en las reivindicaciones
que dependen de las mismas.
El conector puede instalarse en menos tiempo que
los procedimientos usados anteriormente que implican el uso de
tornillos auto-roscados y es más seguro que las
abrazaderas o mordazas.
La figura 1 es una vista en perspectiva de una
realización de la invención en la que dos alambres retorcidos
conjuntamente.
La figura 2 es un vista en perspectiva a una
escala más pequeña que la figura 1 en la que el ánodo se ha moldeado
alrededor de los alambres del conector y
La figura 3 es una vista en perspectiva a la
misma escala que la figura 2 de otra realización en la que el ánodo
esta rodeado por un mortero que se ha moldeado alrededor del
mismo.
El ánodo es preferiblemente cinc aunque pueden
usarse aluminio, cadmio o magnesio. Las referencias a estos metales
incluyen aleaciones que los contienen.
El contacto eléctrico entre el conector y el
ánodo preferiblemente se proporciona teniendo el ánodo en forma de
un bloque que se ha moldeado (por moldeado quiere decirse que se
permite que el metal líquido solidifique para formar el bloque)
alrededor de una porción de la longitud del conector alargado. Como
alternativa el contacto eléctrico puede proporcionarse mediante el
conector alargado que se enrolla alrededor del ánodo o mediante el
conector soldado o unido de manera similar al ánodo.
El conector alargado está convenientemente en la
forma de un alambre, aunque pueden usarse otras formas alargadas.
El alambre puede ser convenientemente de acero, preferiblemente un
acero suave.
Preferiblemente el alambre es tan noble o más
noble que el acero de refuerzo.
El conector puede comprender una pluralidad de
alambres retorcidos conjuntamente sobre una porción de su longitud
y el ánodo puede estar moldeado alrededor de la porción doblada. La
palabra retorcido significa plegado o doblado o curvado. El
propósito de la porción retorcida es aumentar el área superficial
del alambre que forma la interfase con el ánodo moldeado y mejorar
de esta manera el contacto eléctrico. Los alambres pueden retorcerse
juntos en una posición que sea intermedia respecto a sus extremos
(por ejemplo cerca de la mitad de sus longitudes) de manera que las
longitudes de alambre se extienden en ambos lados del ánodo
moldeado.
La solicitud de patente Nº WO 94/29496 (solicitud
de Patente Europea Nº 0707667) describe un procedimiento de
protección catódica en el que para mantener la protección catódica
durante un periodo de tiempo sostenido el ánodo está rodeado por un
material que contiene un electrolito de alto pH. Para evitar la
pasivación del ánodo se recomienda que, en el caso de un ánodo de
cinc, el pH sea de al menos aproximadamente 14.
Los materiales adecuados descritos en esta
patente son morteros cementosos que pueden moldearse alrededor del
ánodo para formar una unidad. No es esencial que el mortero sea
cementoso aunque dichos morteros están disponibles más fácilmente.
El mortero puede prepararse a partir de un cemento que tiene un
contenido alcalino intrínsicamente alto o puede añadirse un
material alcalino adicional al mortero por ejemplo hidróxido sódico
o hidróxido de litio, prefiriéndose el último.
El ensamblaje de ánodo y conector de la presente
invención puede tener un material poroso por ejemplo un mortero
cementoso moldeado alrededor del ánodo. Por moldeado quiere decirse
formar un bloque sólido a partir del mortero líquido o semilíquido.
El moldeo se realiza preferiblemente en un molde. El material poroso
es uno que preferiblemente contiene un electrolito de alto pH como
se describe en la solicitud de Patente Europea Nº 0707667, es decir,
uno que contiene una solución de electrolito cuyo pH es
suficientemente alto para mantener la corrosión del ánodo y la
formación de la película pasiva sobre el ánodo para evitar que el
ánodo se conecte galvánicamente al refuerzo de acero. En el caso de
un mortero cementoso la solución de electrolito es la solución de
los poros.
El mortero preferiblemente contendrá el
equivalente alcalino de al menos un 1% de hidróxido de litio basado
en el peso seco de los ingredientes usados para preparar el mortero.
Una cantidad equivalente de hidróxido sódico es el 2% en peso.
Convenientemente la cantidad de hidróxido de litio es mayor del 2% o
una cantidad equivalente de hidróxido sódico del 4%.
El hidróxido de litio es el material alcalino
preferido porque los iones litio proporcionan protección contra
reacciones de sílice alcalina (o agregados alcalinos en el
hormigón). Sin embargo pueden usarse mezclas de materiales
alcalinos por ejemplo mezclas de hidróxido de litio e hidróxido
sódico.
El ánodo, el material poroso, por ejemplo
mortero, y el molde pueden añadirse como se describe en la solicitud
de Patente Europea Nº 0707667.
De acuerdo con la reivindicación 17 se
proporciona un procedimiento de instalación de un ánodo de
sacrificio para proteger el refuerzo de hormigón armado
comprendiendo dicho procedimiento entre otros, las siguientes
etapas (a) y (b) en cualquier orden
(a) Preparar una conexión eléctrica entre un
conector alargado y el ánodo, y
(b) Preparar un contacto eléctrico con el
refuerzo de acero enrollando el conector alargado alrededor del
refuerzo de acero.
La etapa (a) puede comprender el moldeo del ánodo
alrededor de una porción de la longitud del conector alargado.
Una etapa adicional (c) puede realizarse antes o
después de la etapa (b) comprendiendo la etapa (c) el moldeo
alrededor del ánodo de un material poroso que contiene una solución
de electrolito que tiene un pH suficientemente alto para que ocurra
la corrosión del ánodo y se evite la formación de la película
pasiva.
Preferiblemente el ánodo es cinc en cuyo caso el
pH de la solución de electrolito es deseablemente al menos
aproximadamente 14. Cuando el ánodo es de otro metal tal como
aluminio el pH puede ser menor como por ejemplo al menos 13,3 ó
13,5.
El pH puede determinarse midiendo la
concentración de ión hidroxilo y aplicando la ecuación pH = 14 + log
(OH^{-}) después de Sorensen.
La invención es aplicable a la construcción de
nuevas estructuras de hormigón armado en las que el ensamblaje de
ánodo está conectado al refuerzo mediante el conector y un material
poroso de alto pH tal como un mortero moldeado alrededor del
ánodo.
La invención es aplicable también a la protección
de estructuras de hormigón existentes pudiendo realizarse en dicho
procedimiento un orificio en el hormigón y (i) insertar el ánodo en
el orificio (ii) conectar el conector al refuerzo (iii) moldear el
material de alto pH alrededor del ánodo. Las etapas (i), (ii) y
(iii) pueden realizarse en cualquier orden.
Haciendo referencia a la figura 1 de los dibujos
dos alambres cada uno de acero suave de acero suave 16 SWG (calibre
estándar de alambre) se retuercen juntos sobre parte de su longitud
en 6. La longitud de la porción retorcida 6 es típicamente de
aproximadamente 38 a 42 mm. Cuatro longitudes de alambre en forma de
brazos 2, 4, 8 y 10 se extienden desde la porción retorcida 6. La
longitud de los brazos 2, 4, 8 y 10 es típicamente de
aproximadamente 148 a 152 mm y al final de cada brazo hay bucles 12,
13, 14 y 15. Los brazos se enrollan cada uno alrededor del
refuerzo. Normalmente una o dos vueltas completas alrededor del
refuerzo son suficientes para hacer satisfactorio el contacto
eléctrico. El diámetro de los bucles es típicamente aproximadamente
de 9 a 11 mm. El propósito de los bucles es facilitar el uso de una
herramienta del tipo usado para cerrar sacos de papel para patatas
y similares. Una herramienta adecuada es una herramienta de
trinquete para retorcido cargada con un muelle conocida como
herramienta atadora de Stanley y que está disponible en Direct Wire
Ties Limited. Mediante la herramienta los brazos que se han
enrollado alrededor del refuerzo de acero (no mostrado) en el
hormigón armado pueden retorcerse después juntos. Esto tiene el
efecto de reforzar el alambre alrededor del refuerzo.
En la figura 2 un bloque cilíndrico de cinc 20 de
aproximadamente 40 mm de diámetro y aproximadamente 7 mm de espesor
se ha moldeado alrededor de alambres doblados. En la figura el
centro del bloque cilíndrico 20 se ha omitido para mostrar los
alambres. Los extremos superior e inferior del bloque 20 se han
redondeado para evitar la inducción de grietas.
El ensamblaje mostrado en la figura 2 se preparó
retorciendo en primer lugar los alambres juntos cerca del medio de
su longitud y poniendo la porción retorcida en un molde de moldeo
cerámico. El cinc fundido se vertió después en el molde. Después de
solidificar, el producto se retiró del molde. Los brazos de alambre
2, 4, 8 y 10 se extienden en ambos lados del ánodo y permiten al
ánodo conectarse a más de un elemento de refuerzo si se desea.
En la figura 3 un bloque de mortero 24 se ha
moldeado alrededor del cinc mostrado en la figura 2 para dar un
espesor de 10 mm alrededor del cinc.
El ensamblaje mostrado en la figura 3 se preparó
colocando el ensamblaje mostrado en la figura 2 en un molde de
plástico formado previamente al vacío para localizar el cinc
centralmente en el molde. Un mortero cementoso de alto pH que
contiene una solución porosa de pH mayor de 14 se preparó mezclando
un polvo de cemento Portland (que contenía un 2% en peso de
hidróxido de litio añadido basado en el peso del polvo de cemento)
con agua y se vertió en el molde. Se permitió que se endureciera
durante 4 horas y después se retiró del molde para producir el
producto mostrado en la figura 3.
Claims (29)
1. Uso de un ánodo de sacrificio para proteger un
refuerzo de acero de hormigón armado comprendiendo dicho uso las
siguientes etapas (a) y (b) en cualquier orden
(a) preparar una conexión eléctrica entre un
ánodo de sacrificio y un conector alargado que comprende una
pluralidad de alambres;
(b) preparar un contacto eléctrico entre el
conector alargado y el refuerzo de acero enrollando el conector
alargado alrededor del refuerzo de acero y retorciendo juntos los
alambres en una porción de su longitud para tensar alrededor del
refuerzo.
2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el
que la etapa incluye el moldeo del ánodo a partir de metal líquido
en un molde para formar un bloque de metal alrededor de una porción
de la longitud del conector alargado.
3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 o la
reivindicación 2 en el que el conector alargado está en forma de un
alambre.
4. Uso de acuerdo con la reivindicación 2 en el
que el conector alargado comprende una pluralidad de alambres
retorcidos juntos sobre una porción de su longitud y el ánodo se ha
moldeado alrededor de la porción doblada.
5. Uso de acuerdo con la reivindicación 4 en el
que los alambres se retuercen juntos en una posición intermedia de
sus extremos de manera que los alambres se extienden en ambos lados
del ánodo moldeado.
6. Uso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5 en el que una etapa adicional (c) que puede
realizarse antes o después de la etapa (b) comprende moldear
alrededor del ánodo un material poroso que contienen una solución
de electrolito que tiene un pH suficientemente alto para que ocurra
la corrosión del ánodo y para evitar la formación de la película
pasiva.
7. Uso de acuerdo con la reivindicación 6 en el
que el ánodo es cinc y el pH de la solución de electrolito es al
menos aproximadamente 14.
8. Uso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que el conector alargado se
aprieta alrededor del refuerzo doblando juntos los extremos del
conector alargado flexible usando una herramienta retorcedora de
trinquete.
9. Una combinación de un ensamblaje de ánodo para
usar en la protección catódica del refuerzo de acero en hormigón
armado y un refuerzo de acero, dicha combinación comprende:
(i) un refuerzo de acero para usar en hormigón
armado
(ii) un ensamblaje de ánodo que comprende un
ánodo de un metal que tiene un potencial de electrodo más negativo
que el acero y que incluye un conector eléctrico alargado preparado
a partir de un metal dúctil que comprende una pluralidad de
alambres; y donde el conector eléctrico alargado se enrolla
alrededor del refuerzo de acero y los alambres se retuercen juntos
en una porción de su longitud para tensar alrededor de refuerzo de
manera que el ensamblaje de ánodo está en contacto eléctrico con el
refuerzo de acero.
10. Una combinación de acuerdo con la
reivindicación 9 en la que el ánodo está en forma de un bloque
moldeado alrededor de una porción de la longitud del conector
alargado.
11. Una combinación de acuerdo con la
reivindicación 9 o la reivindicación 10 en la que el conector
alargado está en forma de un alambre.
12. Una combinación de acuerdo con la
reivindicación 10 en la que el conector alargado comprende una
pluralidad de alambres retorcidos juntos en una porción de su
longitud y el ánodo se ha moldeado alrededor de la porción
retorcida.
13. Una combinación de acuerdo con la
reivindicación 12 en la que los alambres se retuercen juntos en una
posición intermedia de sus extremos de manera que los alambres se
extienden en ambos lados del ánodo moldeado.
14. Una combinación de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 9 a 13 en la que una etapa adicional (c) puede
realizarse antes o después de la etapa (b) comprende moldear
alrededor del ánodo un material poroso que contiene una solución de
electrolito que tiene un pH suficientemente alto para que ocurra la
corrosión del ánodo y para evitar la formación de una película
pasiva.
15. Una combinación de acuerdo con la
reivindicación 14 en la que el ánodo es cinc y el pH de la solución
de electrolito es al menos aproximadamente 14
16. Una combinación de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 9 a 15 en la que el conector alargado se
aprieta alrededor del refuerzo retorciendo juntos los extremos del
conector alargado flexible usando una herramienta retorcedora de
trinquete.
17. Un procedimiento de instalación de un ánodo
de sacrificio para proteger el refuerzo de acero de hormigón armado
comprendiendo dicho procedimiento las siguiente etapas (a) y (b) en
cualquier orden.
(a) preparar una conexión eléctrica entre un
ánodo de sacrificio y un conector alargado que comprende una
pluralidad de alambres;
(b) preparar un contacto eléctrico entre el
conector alargado y el refuerzo de acero enrollando el conector
alargado alrededor del refuerzo de acero y retorciendo juntos los
alambres en una porción de su longitud para tensar alrededor del
refuerzo.
18. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 17 en el que la etapa (a) incluye moldear el ánodo a
partir de metal líquido en un molde para formar un bloque de metal
alrededor de una porción de la longitud del conector alargado.
19. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 17 o reivindicación 18 en el que el conector alargado
esta en forma de un alambre.
20. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 18 en el que el conector alargado comprende una
pluralidad de alambres retorcidos juntos en una porción de su
longitud y el ánodo es enrollado alrededor de la porción
doblada.
21. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 20 en el que los alambres se retuercen juntos en una
posición intermedia de sus extremos de manera que los alambres se
extienden en ambos lados del ánodo de moldeo.
22. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 21 en el que una etapa adicional (c) que
puede realizarse antes o después de la etapa (b), comprende el
moldeo alrededor del ánodo de un material poroso que contiene una
solución de electrolito que tiene un pH suficientemente alto para
que ocurra la corrosión del ánodo y para evitar la formación de una
película pasiva.
23. Un procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 22 en el que el ánodo es cinc y el pH de la solución
de electrolito es de al menos aproximadamente 14.
24. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 17 a 23 en el que para reforzar el alambre
alrededor del refuerzo, el procedimiento incluye retorcer juntos los
extremos del conector alargado flexible usando una herramienta
retorcedora de trinquete.
25. Un ensamblaje de ánodo para usar de acuerdo
con la reivindicación 1 comprendiendo dicho ensamblaje:
(i) un ánodo de un metal que tiene un potencial
de electrodo más negativo que el acero y en contacto eléctrico con
el mismo,
(ii) un conector eléctrico alargado preparado a
partir de un metal dúctil capaz de enrollarse alrededor del
elemento de refuerzo de acero que se va a proteger y en el que el
ánodo está en forma de un bloque moldeado alrededor de una porción
de la longitud del conector alargado y en el que el conector
alargado comprende una pluralidad de alambres retorcidos juntos en
una porción de su longitud y el ánodo se ha
moldeado alrededor de la porción retorcida.
moldeado alrededor de la porción retorcida.
26. Un ensamblaje de acuerdo con la
reivindicación 25 en el que los alambres se retuercen juntos sobre
una porción intermedia de sus extremos de manera que los alambres se
extienden en ambos lados del ánodo moldeado.
27. Un ensamblaje de acuerdo con la
reivindicación 25 ó la reivindicación 26 en el que el ánodo se
encierra en un material poroso que se ha moldeado alrededor del
ánodo, conteniendo el material poroso una solución de electrolito
cuyo pH es suficientemente alto para que ocurra la corrosión del
ánodo y para evitar la formación de una película pasiva cuando el
ánodo está conectado galvánicamente al refuerzo.
28. Un ensamblaje de acuerdo con la
reivindicación 27 en el que el ánodo se prepara a partir de cinc y
el material poroso es un mortero cementoso que contiene una solución
de electrolito de pH al menos 14.
29. Un ensamblaje de acuerdo con cualquiera de
las reivindicaciones 25 a 28 en el que cada alambre tiene bucles en
sus extremos para facilitar el uso de una herramienta retorcedora de
trinquete.
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
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