ES2624313T3

ES2624313T3 - Artículo manufacturado hecho de material compuesto, para ser incorporado a una estructura de ingeniería civil

Info

Publication number: ES2624313T3
Application number: ES12786863.6T
Authority: ES
Inventors: Hans Voet; Leopold LEITNER
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: HK1201303A1; EA201490819A1; US20140242863A1; JP2015502466A; WO2013057299A1; MX2014004740A; MX354645B; US9366021B2; CA2852983A1; AU2012324782A1; EP2769019B1; BR112014009520A2; PL2769019T3; EP2769019A1; KR20140094543A; CN103998687B; CN103998687A; SG11201401594YA

Abstract

Un sistema de junta de expansión (12) para ser incorporado en una estructura de hormigón, comprendiendo el sistema de junta de expansión un primer elemento de junta de expansión (13) y un segundo elemento de junta de expansión (14), teniendo el primer elemento de junta de expansión (13) una primera superficie no lineal (18), teniendo el segundo elemento de junta de expansión (14) una segunda superficie no lineal diseñada para conjugarse con la primera superficie no lineal (18), caracterizado por que el sistema de junta de expansión antes de la incorporación en la estructura de hormigón comprende una resina de polímero termoestable sustancial y completamente vulcanizada, y un material agregado de partículas que tiene una dureza de Mohs dentro del intervalo de 3 a 9, de preferencia dentro del intervalo de 5 a 8 y porque el primer elemento de la junta de expansión (13) y el segundo elemento de la junta de expansión (14) tienen una dureza dentro del 20%, de preferencia dentro del 10%, de una dureza de la estructura de hormigón, comprendiendo el sistema de junta de expansión (12) del 40% al 90% en peso del material agregado de partículas.

Description

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DESCRIPCION

Artfculo manufacturado hecho de material compuesto, para ser incorporado a una estructura de ingeniena civil Antecedentes de la invencion

1. Campo de la invencion

La invencion se refiere en general a un sistema de junta de expansion adecuado para su incorporacion en estructuras de hormigon, en particular a suelos de hormigon.

2. Descripcion de la tecnica relacionada

Los materiales de construccion tales como hormigon y asfalto bituminoso han encontrado amplia aplicacion en proyectos de ingeniena civil, por ejemplo, edificios, carreteras, puentes, diques y similares. Estos materiales de construccion pueden ser vertidos en el sitio y, tras vulcanizar o endurecerse, forman una estructura que tiene propiedades deseables de dureza y resistencia a la traccion.

Existe una frecuente necesidad de incorporar en tales estructuras una estructura secundaria de otro material. Los ejemplos incluyen juntas de expansion, rozas para cables; canalones de drenaje; zanjas; bandejas de suelo; cubiertas para servicios publicos; refuerzos de borde; alcantarillas; tapas de alcantarilla; y similares. En muchos casos, estas estructuras secundarias estan hechas de metal, en particular de acero.

Las estructuras secundarias hechas de metal sufren una serie de serias desventajas. Los metales estan sometidos a corrosion, en particular cuando estan expuestos a la humedad. El problema de la corrosion se agrava por la exposicion del metal a la sal. La exposicion a la sal es en general inevitable, ya que la sal esta naturalmente presente en el material de construccion, en particular en el hormigon. La exposicion a la sal puede ser tambien inherente al uso normal de la estructura de ingeniena. Por ejemplo, las carreteras y garajes para aparcar estan expuestos a la sal de la carretera que se usa para deshelar.

Otro inconveniente del metal es la mala adherencia al material de construccion, en particular si el material de construccion es hormigon. Ademas, las propiedades mecanicas del metal, tales como la resistencia a la traccion, la dureza superficial y la expansion termica, son muy diferentes de las propiedades mecanicas del material de construccion. Estas diferencias dan como resultado el desarrollo de espacios en la interfaz entre el material de construccion y el metal. Estos espacios presentan zonas debiles en la estructura, ya que el material de construccion no esta parcialmente soportado en estas zonas. Es probable que se produzca un desconchado del material de construccion, lo que tiene como resultado un ensanchamiento de la separacion, lo que tiene como resultado un desconchado adicional, etc.

El agua estancada tiende a acumularse en las separaciones entre el material de construccion y el metal. Los ciclos de congelacion/descongelacion causan un deterioro adicional del material de construccion.

Otro problema adicional es causado por el hecho de que una estructura vertida no es perfectamente plana; la superficie de tal estructura puede ser descrita como ligeramente ondulada. La estructura metalica, por el contrario, presenta un borde recto casi perfecto. Esta similitud en la topologfa superficial es indeseable, ya que causa otra ocasion mas de desgaste excesivo. Es deseable rectificar la interfaz del material de construccion/metal con finura macroscopica, pero no existen herramientas de rectificacion adecuadas para rectificar ambos materiales de construccion, tales como hormigon y asfalto bituminoso, asf como metales.

A veces se usan formulaciones de polfmeros termoestables para reparar juntas entre las placas de materiales de construccion vertidos. Por naturaleza, estos materiales son significativamente mas resistentes a la corrosion que los metales, y tambien se adhieren mejor al material de construccion. Las formulaciones de polfmero se formulan en general para retener un grado de elasticidad, para compensar la contraccion y expansion de la estructura.

Estas formulaciones de polfmero son inferiores al material de construccion en cuanto a la resistencia y la dureza. Como resultado, las juntas de expansion hechas de estos materiales no proporcionan un soporte total a la estructura circundante, de modo que no se evita adecuadamente el desconchado del material de construccion. Las juntas de expansion hechas con estos materiales se desgastan mas rapidamente que la estructura circundante, de modo que necesitan ser reemplazadas varias veces durante la vida de la estructura. Estas juntas de expansion no pueden ser rectificadas con una herramienta adecuada para rectificar el material de construccion. Ademas, estas formulaciones de polfmero son inadecuadas para estructuras secundarias diferentes de las juntas de expansion, tales como rozas para cables; canalones de drenaje; zanjas; bandejas de suelo; cubiertas para servicios publicos; refuerzos de borde; alcantarillas; tapas de alcantarilla; y similares.

La patente japonesa JP 2007 032 057 describe un sistema de junta de expansion segun el preambulo de la reivindicacion 1.

Por tanto, existe la necesidad de artfculos manufacturados que sean adecuados para su incorporacion en una

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estructura de ingeniena civil que tenga propiedades mecanicas que esten estrechamente conjugadas con las propiedades mecanicas de la ingeniena

Existe una necesidad adicional de tales artfculos que son resistentes a la corrosion.

Hay todavfa una necesidad adicional de tales artfculos que pueden ser rectificados con una herramienta que es adecuada para rectificar el material de la estructura de ingeniena civil.

Compendio breve de la invencion

La invencion presente aborda estos problemas proporcionando un artfculo manufacturado, que es un sistema de junta de expansion para ser incorporado a una estructura de ingeniena civil, segun la reivindicacion 1.

Otro aspecto se refiere a una estructura de ingeniena civil que es una estructura de hormigon, que tiene incorporada en ella un artfculo manufacturado, que es un sistema de junta de expansion, que comprende una resina de polfmero termoestable que ha sido completa y sustancialmente vulcanizada antes de incorporar este artfculo a la estructura de ingeniena civil; y un material agregado de partfculas que tiene una dureza Mohs dentro del intervalo de 3 a 9, de preferencia dentro del intervalo de 5 a 8.

Descripcion breve de las Figuras de los dibujos

Las Figuras 1 - 5 muestran los diferentes pasos de una realizacion preferida del metodo segun la invencion.

La Figura 6a muestra una vista en despiece ordenado desde arriba de una realizacion preferida del elemento de junta de expansion segun la invencion presente.

La Figura 6b muestra una vista lateral de una realizacion preferida del elemento de junta de expansion de la Figura 6a.

La Figura 7a muestra una vista desde arriba de una realizacion preferida del elemento de junta de expansion de la Figura 6a.

La Figura 7b muestra una vista lateral de una realizacion preferida del elemento de junta de expansion de la Figura 7a.

La Figura 8 muestra una vista en despiece ordenado de una realizacion preferida de la expansion

Descripcion detallada de la invencion

La siguiente es una descripcion detallada de la invencion.

Definiciones

La expresion "estructura de ingeniena civil" tal como se usa en la memoria presente significa una estructura de hormigon.

La expresion "hormigon" tal como se usa en la memoria presente significa cualquier material de construccion que comprende cemento, un agregado y agua. La composicion comprende opcionalmente materiales adicionales, que son bien conocidos en la industria. La expresion engloba la mezcla en su forma vertible, no endurecida, asf como en su forma vulcanizada o endurecida. El endurecimiento del hormigon vertible implica reacciones qrnmicas entre los componentes, asf como la evaporacion parcial del componente de agua.

La expresion "estructura de hormigon" se refiere a una estructura hecha de hormigon en su forma endurecida.

La expresion "agregado" es usada en el sentido que es comun en la industria del hormigon. Los ejemplos incluyen grava; arena diluvial; arena de cuarzo; feldespato; basalto; granito; y similares.

La expresion "resina de polfmero termoestable" se refiere a la clase de polfmeros que se endurecen tras ser vulcanizados. La vulcanizacion implica en general una reaccion de reticulacion. La reticulacion puede producirse directamente entre las cadenas de polfmero presentes en la resina, o puede ocurrir entre cadenas de polfmeros y un agente de reticulacion que se anade a la resina para este proposito. La vulcanizacion puede ser llevada a cabo bajo condiciones ambientales, con o sin un catalizador, o puede requerir que se eleve la temperatura por encima de la temperatura ambiente. La vulcanizacion puede comprender o puede no comprender la evaporacion de un disolvente que puede estar presente en la resina.

Las resinas de polfmero termoestables son bien conocidas en la tecnica. Como ejemplos se incluyen resinas de poliester; resinas de epoxi; resinas de ester vimlico; resinas fenolicas; resinas de poliuretano; resinas de ester de acido poliaspartico (en particular resinas de ester de urea poliaspartico); y combinaciones de estas.

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La expresion "sustancial y completamente vulcanizada" tal como se usa con referencia a resinas de poKmeros termoestables se refiere a las resinas en las que la reaccion de reticulacion esta sustancialmente completa. Una persona experta en la tecnica reconocera que la resina puede no estar completamente vulcanizada a un nivel molecular, en el sentido de que porciones reticulables pueden estar todavfa presentes en la resina. La resina se considera sustancial y completamente vulcanizada cuando ha alcanzado al menos el 90% de su dureza definitiva. La resina se considera tambien completamente vulcanizada despues de haber sido expuesta a condiciones de vulcanizacion y a un tiempo de vulcanizacion recomendado por el fabricante de la resina.

En un aspecto, la invencion proporciona un artfculo manufacturado para ser incorporado en una estructura de ingeniena civil, cuyo artfculo antes de su incorporacion en la estructura de ingeniena civil comprende una resina de polfmero termoestable sustancialmente endurecida y un material agregado de partfculas que tiene una dureza Mohs dentro del intervalo de 3 a 9, de preferencia dentro del intervalo de 5 a 8.

La estructura de ingeniena civil puede ser una estructura vertida. Puede ser vertida en el sitio, o puede ser vertida fuera del sitio y transportada al sitio de construccion en una forma endurecida. La estructura de ingeniena civil puede estar hecha de cualquier material de construccion adecuado. Ejemplos de tales materiales incluyen asfalto; compuestos de asfalto/polfmero, tales como Duralith® y Latexfalt®; mezclas de asfalto/hormigon; compuestos de mineral/polfmero, tales como Rheodur® y Rheobond®; morteros de epoxi; polfmeros de hormigon; betun y hormigon. La invencion se explica adicionalmente haciendo referencia a estructuras de hormigon, en particular a suelos de hormigon. Sin embargo, el lector debe tener en cuenta que la invencion no esta limitada unicamente a ser usada en estructuras de hormigon.

Como se ha explicado anteriormente, el agregado es del tipo que se usa en general en las formulaciones de hormigon. La escala de dureza Mohs es una escala comparativa, que permite clasificar la dureza de los materiales solidos en comparacion con los materiales estandar. La piedra caliza tiene una dureza Mohs de 3; el diamante tiene una dureza Mohs de 10.

El uso de un material agregado de partfculas en el artfculo manufacturado hace posible que la dureza del artfculo se aproxime a la dureza de la estructura de hormigon a la que se pretende incorporar el artfculo. La dureza de las estructuras de hormigon vana de unos 3.000 MPa para los suelos destinados solamente al trafico peatonal, a 10.000 MPa para los reactores nucleares. Se puede hacer que la dureza del artfculo manufacturado se corresponda con la dureza de cualquier tipo de hormigon variando la cantidad y la dureza de Mohs del agregado.

En general, el agregado a ser usado en el artfculo manufacturado tiene una dureza Mohs dentro del intervalo de 3 a 9. Los agregados que tienen una dureza Mohs de menos de 3 en general no contribuyen suficientemente a la dureza del artfculo manufacturado. Los agregados que tienen una dureza Mohs mayor de 9 son en general muy caros, y son diffciles de rectificar, o imposible en el caso de diamante, con una herramienta de diamante.

La cantidad de material agregado esta dentro del intervalo de 40% a 90%, de preferencia de 50% a 90%, en peso del artfculo manufacturado. El tamano medio de la partfcula esta de preferencia dentro del intervalo de 0,1 mm a 5 mm. Se ha encontrado que la arena de cuarzo es particularmente adecuada para ser usada como material agregado de partfculas. La arena de cuarzo tiene una dureza Mohs de 7.

Es deseable que se aproxime tanto como sea posible a la dureza superficial de la estructura de hormigon, pero esto no siempre es practico. Un fabricante de artfculos adecuados para su incorporacion en una estructura de hormigon puede que quiera limitar el numero de SKUs, por ejemplo, proporcionando cuatro o 5 formulaciones diferentes que cubran el intervalo de dureza de hormigon esperada. En esta situacion no siempre es posible una correspondencia perfecta entre el artfculo y el hormigon. Sin embargo, en general es deseable que se aproxime a la dureza del hormigon dentro de un 20%, de preferencia dentro del 10%.

Por el contrario, el contratista de la construccion puede hacer que la dureza superficial de la estructura de hormigon se corresponda con la del artfculo manufacturado, mediante una seleccion juiciosa de la formulacion del hormigon y de las condiciones de vulcanizacion.

Opcionalmente, el artfculo manufacturado comprende una fibra de refuerzo, de preferencia dentro del intervalo del 1% al 10% en peso. Resultara evidente que la presencia de fibras de refuerzo contribuye a la resistencia a la traccion del artfculo, pero no a su dureza superficial. En el artfculo manufacturado de la invencion presente se puede usar cualquier fibra de refuerzo conocida en la industria de los materiales compuestos. Ejemplos espedficos incluyen fibras de vidrio; fibras de carbono; fibras de aramida; y combinaciones de estas.

Las fibras de refuerzo pueden ser incorporadas al artfculo en forma de fibras sueltas, o como una banda textil. Una banda puede ser tejida o no tejida; las bandas no tejidas pueden estar pegadas o no pegadas. Las bandas pegadas pueden ser pegadas por fusion; mediante hilado; hidroentrelazadas; cosidas con aguja (por ejemplo, los fieltros); etc. Se describen ejemplos de materiales de refuerzo adecuados en el folleto "Carbon Fiber-Based Reinforcement Materials for Civil Engineering” del SGL Group, disponible en la web
http://www.sglegroup.com/export/sites/sglcarbon/ common/downloads/products/products-groups/cm/textile-

products/Carbon Fiber-Based Reinforcement Materials for Civil Engineering e.pdf.

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Los artfculos manufacturados segun la invencion se refieren a juntas de expansion. En este contexto, es particularmente importante la resistencia a la corrosion de los artfculos. Por ejemplo, cuando se usan en suelos o tejados, los artfculos pueden estar expuestos al agua y a la suciedad. Cuando se usan en superficies de carretera, puentes o suelos de garajes, los artfculos pueden estar expuestos a la sal de la carretera; cuando se usan en suelos de fabricas, los artfculos pueden estar expuestos a toda clase de fluidos causticos, tales como acidos, salmuera, soluciones alcalinas, disolventes organicos, aceites minerales y similares.

Los artfculos pueden ser embebidos por la superficie expuesta de la estructura de hormigon usando adhesivos convencionales, en particular adhesivos de dos componentes tales como colas de epoxi y colas de poliuretano. De esta manera se forma un sello hermetico entre el artfculo y la estructura, sin dejar una separacion en la que pueden acumularse lfquidos o suciedad. Dado que el coeficiente de expansion del artfculo es similar o incluso identico al de la estructura de hormigon, se minimiza el riesgo de formacion de un espacio como resultado de la expansion termica.

Se pueden usar herramientas de diamante para rectificar la superficie de una estructura de hormigon, tal como un suelo. Es importante destacar que el artfculo manufacturado puede ser rectificado tambien con una herramienta de diamante. El material rectificado de la superficie del artfculo es retirado en forma de partfculas individuales, a diferencia de los materiales de la tecnica anterior, que son elasticos y tienden a ensuciar la herramienta de rectificacion con residuos de resina semisolidos.

Para una rectificacion adecuada es importante que la dureza del artfculo este dentro del 20%, de preferencia dentro del 10% de la dureza de la estructura de hormigon. Esto asegura que ambos materiales sean rectificados a velocidades aproximadamente iguales. Si el artfculo es mucho mas blando que el hormigon que lo rodea, se rectifica mucho mas rapidamente que el hormigon, dando como resultado un rebajo en el lugar del artfculo. Si el artfculo es mucho mas duro que el hormigon circundante, la rectificacion tiene como resultado la formacion de

Cuando la dureza del artfculo es ajustada a un 20% de la dureza del hormigon circundante, la rectificacion tiene como resultado una transicion homogenea entre los dos elementos. Esta transicion homogenea mejora la durabilidad mecanica de la estructura, porque el artfculo esta completamente fijado por el hormigon circundante, y el borde del hormigon esta completamente fijado por el artfculo. Ademas, la transicion homogenea evita la acumulacion de contaminantes en la interfaz del hormigon/artfculo y permite una limpieza facil. Estas ventajas son particularmente valiosas en entornos de tratamiento de alimentos, tales como mataderos; almacenes frigonficos; cervecenas; bodegas; panadenas; cocinas de restaurantes; almacenes de productos qrnmicos; suelos de laboratorio; fabricas; industrias de electronica, automotrices y farmaceuticas; suelos de hospital; y similares.

El artfculo manufacturado puede ser fabricado usando cualquier tecnica adecuada para la manufacturacion de artfculos de polfmeros termoestables. Ejemplos de tales tecnicas incluyen la extrusion y el moldeo por inyeccion. Los artfculos reforzados con fibra pueden fabricarse usando tecnicas conocidas en la industria de materiales compuestos, tales como la del envasado al vado; la colocacion; la pultrusion; y similares.

El artfculo manufacturado de la invencion consiste en un sistema de junta de expansion que comprende un primer elemento de la junta de expansion y un segundo elemento de la junta de expansion. El primer elemento de la junta de expansion tiene una primera superficie no lineal; el segundo elemento de la junta de expansion tiene una segunda superficie no lineal disenada para que se conjugue con la primera superficie no lineal.

Los dos elementos de la junta de expansion estan montados en superficies adyacentes de placas de hormigon adyacentes, de modo que las dos superficies no lineales se entrelazan entre sf Opcionalmente, y de preferencia, los dos elementos de la junta de expansion y las superficies de hormigon circundantes son rectificados con una herramienta de diamante, para crear una transicion homogenea.

Los elementos de la junta de expansion permiten un movimiento relativo de los bordes de las placas de hormigon que resulta, por ejemplo, de la contraccion debida a la perdida de humedad y/o a cambios de temperatura. Las superficies entrelazadas no lineales aseguran que el peso de cualquier trafico que pase sobre la articulacion sea soportado tanto como sea posible por ambos elementos de la junta. De esta manera, la homogeneidad de la transicion y la no linealidad de las superficies conjugadas garantizan una larga vida util tanto de la junta como de la estructura de hormigon circundante.

Las superficies no lineales pueden tener cualquier forma de conjugacion. Para facilitar la fabricacion, se prefieren pautas repetitivas. Por ejemplo, las superficies no lineales pueden tener en general una forma senoidal; en general un diente de sierra, en particular una forma de dientes de sierra truncada; y similares.

Otro aspecto de la invencion es una estructura de ingeniena civil que comprende el artfculo manufacturado. La estructura de la ingeniena civil es una estructura de hormigon.

En una realizacion, el artfculo manufacturado esta dispuesto en una superficie expuesta de la estructura. Deseablemente, el artfculo y las superficies de la estructura circundantes han sido rectificados para crear una transicion homogenea. La rectificacion puede hacerse con una herramienta de diamante.

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Descripcion de realizaciones ilustrativas/ejemplos

La siguiente es una descripcion de ciertas realizaciones de la invencion, ofrecidas solo a modo de ejemplo. Manufacturacion de un articulo segun la invencion.

Sikafloor®-325 Parte A (una composicion lfquida de poliester glicol) es mezclada con Sikafloor®-325 Parte B (difenilmetanodiisocianato, CAS-N° 9016-87-9) en una relacion en peso de 73:27. Los componentes de resina son comercializados por Sika Oesterreich GmbH, Dorfstrasse 23, A-6700 Bludenz, Austria.

La mezcla de resina es mezclada con arena de cuarzo en una relacion de peso resina:arena de aproximadamente 1: 2. La arena tiene una distribucion del tamano de las partfculas como sigue a continuacion:

> 1,25 mm ca. 2,5%

1,0 -1,25 mm ca. 12%

0,5 -1,0 mm ca. 55%

0,25 - 0,5 mm ca. 12%

0,125 -0,25 mm ca. 10%

0,063 - 0,125 mm ca. 8%

< 0,063 mm ca. 0,5%

La relacion resina:arena puede ser modificada, en general dentro del intervalo de 1:0,5 hasta 1:12 con el fin de variar la dureza superficial del artfculo resultante, para hacer que se ajuste a la dureza superficial de la estructura a la que el artfculo debe ser incorporado.

La mezcla de resina/arena es formada con el perfil deseado mediante fundicion, moldeo por inyeccion, moldeo inducido por reaccion, o cualquier otra tecnica de moldeo adecuada para polfmeros termoestables. El artfculo puede ser vulcanizado a temperatura ambiente. La vulcanizacion puede ser acelerada en un horno. Despues de la vulcanizacion parcial, cuando las superficies del artfculo estan todavfa viscosas, las superficies del artfculo que entran en contacto con la estructura son espolvoreadas con arena de cuarzo, para proporcionar una superficie con una adhesion mejorada.

El perfil resultante es cortado en dos elementos de la junta de expansion mediante un chorro de agua a alta presion (una presion de agua de aproximadamente 2.500 bar) que corta a lo largo de la superficie no lineal deseada (senoidal, diente de sierra, etc.). Tambien es posible el corte por laser.

El metodo de manufacturacion es modificado anadiendo del 1% al 10% en peso de una fibra de refuerzo, por ejemplo, fibras de vidrio, fibras de aramida o fibras de carbono. Si el artfculo esta destinado a ser incorporado a una superficie expuesta de una estructura, es deseable dejar la superficie expuesta del artfculo sustancialmente libre de fibras, de manera que las fibras de refuerzo no interfieran con un paso de rectificacion posterior. Las fibras pueden ser fibras sueltas, o pueden tener la forma de una banda o tela, segun ha sido descrito con mas detalle anteriormente.

Puede usarse cualquier metodo para formar artfculos de polfmeros termoestables reforzados con fibra, incluyendo, pero no limitandose al envasado al vacfo; la colocacion; la pultrusion; y similares. La fibra puede ser usada en seco,

0 puede ser humedecida previamente con la resina de polfmero.

El metodo de manufacturacion anterior es modificado usando un material agregado alternativo en lugar de arena de cuarzo. Los ejemplos incluyen recortes de basalto; grava; perlas de vidrio; recortes de piedra caliza; y similares.

La manufacturacion es modificada adicionalmente usando un polfmero termoestable alternativo en lugar de poliuretano. Los ejemplos incluyen epoxi, PMMA y similares.

Instalacion de una junta de expansion en un suelo de hormigon

La instalacion de un sistema de junta de suelo se describe haciendo referencia a las Figuras, en las que:

1 Junta de expansion a ser reemplazada

2 Junta de expansion reemplazada o junta de expansion posterior

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4 Segunda placa

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5 Primera superficie superior

6 Segunda superficie superior

7 Primera superficie superior adicional

8 Segunda superficie superior adicional

9 Volumen de la junta

10 Paredes laterales verticales

11 Mortero de resina

12 Sistema de junta de expansion

13 Primer elemento de la junta de expansion

14 Segundo elemento de la junta de expansion

15 Primer elemento de suspension transversal

16 Segundo elemento de suspension transversal

17 Direccion longitudinal

18 Primer borde de cooperacion

19 Segundo borde de cooperacion

20 Miembro de sello

21 Fibra de refuerzo

22 Miembro de sello de la junta

23 Cinta

24 Abertura longitudinal en el mortero de resina 11

La Figura 1 muestra una vista lateral de una seccion transversal de dos placas de hormigon adyacentes, una primera placa de hormigon 3 y una segunda placa de hormigon 4. Hay una junta de expansion 1 presente entre la primera placa de hormigon 3 y la segunda placa de hormigon 4. Aunque la junta de expansion mostrada tiene la forma de un espacio entre la primera placa 3 y la segunda placa 4 de hormigon, esto no resulta cntico para la invencion y una amplia variedad de juntas de expansion conocidas por una persona experta en la tecnica puede ser reemplazada por el metodo segun la invencion.

La primera placa de hormigon 3 y la segunda placa 4 de hormigon pueden ser de cualquier tipo de placa de hormigon. Por ejemplo, las placas de hormigon 3, 4 son placas para suelo de hormigon, por ejemplo, las placas para suelo 3, 4 pueden ser del tipo expuesto a muchos vehnculos que pasan sobre ellas como, por ejemplo, las placas de hormigon 3, 4 de un garaje, un almacen, etc.

En un primer paso, mostrado en la Figura 2, se retira parte de las superficies superiores adyacentes 5, 6 de las placas situadas en el lugar de la junta de expansion 1 a ser sustituida. Las partes estan delimitadas en uno de sus lados por la junta de expansion 1. De preferencia, se retira una parte longitudinal situada a lo largo y adyacente a la junta de expansion 1, por ejemplo, en forma de rectangulos delimitados en uno de sus lados longitudinales por la junta de expansion 1. Sin embargo, son posibles otras realizaciones, dependiendo de la forma y dimensiones de la junta de expansion 1. Aunque la Figura 2 muestra que se retiran partes sustancialmente iguales de las superficies superiores adyacentes 5, 6, esto no resulta cntico para la invencion y tambien se pueden retirar, por ejemplo, partes sustancialmente desiguales de las superficies superiores adyacentes 5, 6, por ejemplo, cortando a traves del hormigon de las placas de hormigon 3, 4.

Al eliminar parte de las superficies superiores adyacentes 5, 6 de las placas en el lugar donde esta la junta de expansion 1 a ser sustituida, se crean superficies adicionales adyacentes 7, 8 debajo de las superficies superiores iniciales en las placas adyacentes. Las superficies superiores adyacentes adicionales 7, 8 son mostradas en la Figura 2. Aunque las superficies adyacentes adicionales 7, 8 son mostradas como superficies coplanarias, siendo relativamente faciles de hacer cortando a traves del hormigon de las placas 3, 4, esto no resulta cntico para la invencion y las superficies superiores adyacentes adicionales pueden ser aplicadas tambien a alturas diferentes o incluso no paralelas entre sf, dependiendo de la naturaleza de las placas de hormigon 3, 4, dependiendo la

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configuracion deseada de, por ejemplo, la aplicacion, etc.

Se crea un volumen de junta 9 en las placas adyacentes 3, 4. El volumen de junta 9 esta delimitado por las paredes laterales verticales 10 que se extienden desde las superficies superiores adyacentes adicionales 7, 8 y las superficies superiores 5, 6. Las paredes laterales verticales 10 pueden ser cualquier tipo de paredes laterales 10 y pueden, segun se muestra en la Figura 2, tener la forma de paredes 10 sustancialmente perpendiculares a las superficies superiores adicionales 7, 8. Sin embargo, esto no resulta cntico para la invencion y las paredes 10 pueden estar inclinadas tambien un angulo diferente respecto a las superficies superiores adicionales 5, 6, por ejemplo, un angulo oblicuo o un angulo agudo. Aunque el volumen de la junta 9 mostrado en la Figura 2 se muestra como un angulo rectangulo, esto no resulta cntico para la invencion y son posibles otras formas dependiendo, por ejemplo, de la aplicacion.

De preferencia, segun se muestra en la Figura 3, en un paso siguiente un miembro de sello 20 esta situado entre las dos placas adyacentes 3, 4. De preferencia, el miembro de sello 20 esta dimensionado de tal manera que encaja hermeticamente entre las planchas 3, 4, sellando la parte de la junta de expansion 1 por debajo del miembro de sello 20 con piezas colocadas por encima del miembro de sello 20 y manteniendo su sitio entre las dos placas 3, 4. De preferencia, el miembro de sello 20 esta hecho de un material elastico de tal manera que cuando las placas 3, 4 se mueven entre sf, el miembro de sello 20 retiene su sitio e integridad. El miembro de sello 20, por ejemplo, es un elastomero, por ejemplo, un elastomero termoplastico, un caucho de acrilonitrilo-butadieno (NBR) o un caucho de butilo, que posiblemente comprende fibras tales como, por ejemplo, fibras de poliester posiblemente trenzadas. El miembro 20 se extiende en el espacio entre la primera placa 3 y la segunda placa 4. Para disminuir el riesgo de que el miembro de sello 20 se mueva desde su posicion pretendida entre las placas 3 y 4, el miembro de sello 20 puede estar pegado a una o incluso a ambas placas 3, 4.

Segun se muestra en la Figura 8, el miembro de sello 20 se extiende de preferencia por encima de las superficies superiores adicionales 7, 8. El miembro de sello 20 de estas comprende de preferencia una primera parte longitudinal provista para ser insertada entre las dos placas adyacentes 3, 4 y una segunda parte longitudinal, provista para extenderse por encima de las superficies superiores adicionales 7, 8 cuando es insertado entre las dos placas adyacentes 3, 4.

De preferencia, en un paso siguiente, se aplica una capa de imprimacion de tal manera que cuando en el paso siguiente se aplica el mortero de resina 11, la capa de imprimacion esta entre el hormigon de las placas de hormigon 3, 4 y el mortero de resina 11.

En un paso siguiente, el mortero de resina 11 es aplicado sobre las superficies superiores adyacentes adicionales 7, 8. Este paso se muestra tambien en la Figura 3. Aunque la Figura 3 muestra el mortero de resina aplicado sustancialmente a toda la superficie de las superficies superiores adicionales 7, 8, esto no resulta cntico para la invencion. El mortero de resina 11 puede ser aplicado solamente a parte de las superficies superiores adicionales 7, 8. Sin embargo, se ha encontrado que una aplicacion completa ofrece una union mejorada de un elemento de la junta de expansion 12, que es aplicado en un paso posterior.

De preferencia, el mortero de resina 11 es aplicado de manera que cuando el sistema de junta de expansion 12 esta situado en el volumen de la junta 9, el mortero de resina 11 es impulsado al menos parcialmente entre el primero y el segundo elemento de la junta de expansion 13, 14 y las respectivas paredes laterales verticales 10 de la primera y segunda planchas 3, 4. El resultado esta ilustrado, por ejemplo, en la Figura 4. Sin embargo, esto no resulta cntico para la invencion y son posibles otras realizaciones, tales como, por ejemplo, aplicar el mortero de resina 11 de manera que no es impulsado entre el elemento de la junta de expansion y las paredes laterales verticales 10 sino que permanece bajo el sistema de junta de expansion 12.

La Figura 8 muestra que el mortero de resina 11 es impulsado al menos parcialmente entre el primero y el segundo elementos de la junta de expansion 13, 14 y las respectivas paredes laterales verticales 10 de la primera y segunda planchas 3, 4. Ademas, se muestra que la segunda parte longitudinal preferida ha creado una abertura longitudinal 24 en el mortero de resina 11. Se ha encontrado que la presencia de la abertura 24 permite un mejor movimiento de las placas entre sf, aumentando la predictibilidad del movimiento de las placas 3, 4.

Con el fin de aplicar un volumen predeterminado de mortero al volumen de junta 9, por ejemplo, el mortero es aplicado con un espesor predeterminado. El espesor, por ejemplo, se determina deslizando un elemento de determinacion de profundidad a lo largo del mortero aplicado en el volumen de junta 9, de manera que el mortero en exceso es, por ejemplo, retirado y/o impulsado hacia fuera. Este elemento, por ejemplo, tiene la forma de una paleta que tiene un borde dispuesto para ser movido sobre y en contacto con las superficies superiores 5, 6 de la primera o de la segunda placa 3, 4 de manera que otra parte de la paleta retira o impulsa hacia fuera el exceso de mortero.

Despues de la aplicacion del mortero de resina 11, el primer elemento de la junta de expansion 13 y el segundo elemento de la junta de expansion 14 del sistema de junta de expansion 12 son colocados en el volumen de junta 9, con la primera parte 13 del sistema de junta de expansion 12 extendiendose a lo largo de la primera placa 3 y la segunda parte 14 del sistema de junta de expansion 12 extendiendose a lo largo de la segunda placa 4, de manera que se crea una junta de expansion 2 que reemplaza al menos parcialmente la junta de expansion anterior 1. Esto

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se muestra en la Figura 4 en la que se muestra un sistema de junta de expansion 12 aplicado al volumen de la junta 9. La junta de expansion posterior resultante 2 se muestra en la Figura 5.

De preferencia, por ejemplo, segun se muestra en la Figura 8, la cinta 23 ha sido aplicada a la junta de expansion que cubre el primero y el segundo borde cooperantes, de modo que se evita que, por ejemplo, el mortero se introduzca entre el primero y el segundo borde cooperantes, posiblemente obstaculizando la funcionalidad de la junta de expansion. De preferencia, la cinta 23 se adhiere con menos fuerza a la junta de expansion que al mortero de resina, por ejemplo, cuando esta seca, de tal manera que despues de la instalacion de la junta de expansion, la cinta 23 libera la junta de expansion y se adhiere al mortero de tal manera que se reduce aun mas el riesgo de que la cinta 23 obstaculice la funcionalidad de la junta de expansion.

De preferencia, la cinta 23 esta dimensionada de manera que evita que el mortero de resina 11 se fije a los bordes cooperantes y, por ejemplo, se extienda entre los bordes cooperantes 18, 19 y el mortero de resina 11. Se ha encontrado que dicha configuracion disminuye el riesgo de que el movimiento de los elementos primero y segundo de la junta de expansion 13, 14 sea obstaculizado y aumente de esta manera, por ejemplo, la predictibilidad del movimiento de las placas 3, 4.

Aunque se muestra que la superficie superior del sistema de junta de expansion 12 es sustancialmente coplanaria con las superficies superiores 5, 6 de las placas 3, 4, esto no resulta cntico para la invencion y el sistema de junta de expansion 12 puede tambien, por ejemplo, sobresalir al menos parcialmente de las placas 3, 4. Sin embargo, cuando se aplica el sistema de junta de expansion 12 de manera que su superficie superior sea sustancialmente coplanaria con las superficies superiores 5, 6 de las placas 3, 4, la superficie de las placas 3, 4 y la junta de expansion resultante 2, ofrece una superficie con una horizontalidad mejorada, que tiene como resultado, por ejemplo, menos danos a las placas 3, 4 y/o a la junta de expansion 2 cuando, por ejemplo, los vehfculos pasan sobre la junta de expansion 2.

Para mejorar aun mas la horizontalidad de las placas 3, 4 en combinacion con la junta de expansion 2, de preferencia, aunque no se muestra en las Figuras, la junta de expansion siguiente 2 es rectificada de tal manera que las desigualdades procedentes, por ejemplo, de una junta de expansion posterior 2 que sobresalen de las placas 3, 4, son reducidas o incluso eliminadas. Un aspecto importante de la invencion presente es que el sistema de junta de expansion 12 puede ser rectificado con una herramienta, tal como una herramienta de diamante, que se usa habitualmente para rectificar hormigon. Otro aspecto importante es que la rectificacion tambien es posible en un momento posterior, como puede ser necesario si el suelo de hormigon sufre contracciones cuando envejece.

Como alternativa al rectificado de la junta de expansion 2, o adicionalmente a la rectificacion de la junta de expansion 2, el sistema de junta de expansion 12 comprende de preferencia al menos un elemento de suspension transversal 15 que, cuando el sistema de junta de expansion 12 es situado en el volumen de junta 9, se extiende sobre las superficies superiores 7, 8 de la primera y la segunda placa 3, 4 a lo largo de una direccion perpendicular a la direccion longitudinal 17 de la junta de expansion 1, y suspende los elementos 13, 14 del sistema de junta de expansion 12 de tal manera que las superficies superiores de los elementos de la junta de expansion 13, 14 se vuelven sustancialmente coplanarias con las superficies superiores 7, 8 de las placas 3, 4, Los elementos de suspension transversales 15 son retirados despues de la fijacion del sistema de junta de expansion 12 a las placas 3, 4 por el mortero de resina 11 de tal manera que las superficies superiores de los elementos de la junta de expansion 13, 14 permanecen substancialmente coplanarias con las superficies superiores de las placas 3, 4 tras la creacion de la junta de expansion 2. Se muestra en la Figura 4 la configuracion del sistema de junta de expansion 12 en el volumen de la junta 9.

El sistema de junta de expansion 12 que comprende los elementos primero y segundo de la junta de expansion 13, 14 se muestra, por ejemplo, con mas detalle en las Figuras 6a y 6b. Como resultara evidente, el primer y segundo elementos de la junta de expansion 13, 14 comprenden respectivamente un primero y un segundo borde cooperantes 18, 19 que se extienden sustancialmente a lo largo de la direccion de extension de la junta de expansion 2. Aunque el primero y el segundo elementos de la junta de expansion 13, 14 son mostrados con forma senoidal, esto no resulta cntico para la invencion y son posibles tambien otras superficies no lineales, tales como por ejemplo superficies triangulares; en zigzag; conos truncados interconectados; etc.

La Figura 8, por ejemplo, muestra que se incorporan fibras de refuerzo 21 al artfculo, mas particularmente en forma de fibras sueltas, o como una banda textil, incluso mas particularmente, en una sola capa.

Las Figuras 7a y 7b muestran los dos elementos de la junta de expansion 13, 14 despues de la instalacion, con los dos bordes cooperantes 18, 19 entrelazados.

Aunque no resulta cntico para la invencion, entre los elementos primero y segundo de la junta de expansion 13, 14 puede aplicarse un miembro de sello de junta 22 para evitar que el material se introduzca en el espacio entre los elementos primero y segundo de la junta de expansion 13, 14. De preferencia, el elemento de sello de junta 22 es dispuesto de manera que llena suficientemente el espacio entre los elementos primero y segundo de la junta de expansion 13, 14, por otra parte, sin embargo, permite que los elementos primero y segundo de la junta de expansion 13, 14 se acerquen y se separen uno de otro. El miembro de sello de junta 22 es de preferencia

elasticamente compresible a lo largo de la direccion del movimiento de los elementos primero y segundo de la junta de expansion 13, 14. Segun se muestra en la Figura 8, el elemento de sello de la junta 22 es un elemento longitudinal que se extiende a lo largo de los bordes cooperantes 18, 19.

Segun se puede ver tambien en la Figura 7a, esta presente mas de un elemento de suspension transversal 15, 16.

5 Aunque no se muestra, dependiendo, por ejemplo, de la longitud del sistema de junta de expansion 12, puede ser suficiente un solo elemento de suspension transversal 15, o pueden estar presentes mas de dos elementos de suspension transversal 15, 16. El numero de elementos de suspension transversal 15 puede ser determinado por una persona experta en la tecnica, dependiendo, por ejemplo, de la aplicacion en la que sera empleado el sistema de junta de expansion 12.

10 Es importante destacar que el sistema de juntas de expansion puede ser revestido con cualquier revestimiento de suelo habitual, por ejemplo, revestimiento de suelo con base de epoxi o con base de poliuretano.

Asf, la invencion ha sido descrita haciendo referencia a ciertas realizaciones tratadas anteriormente. Resultara evidente que estas realizaciones son susceptibles de diversas modificaciones y formas alternativas bien conocidas por los expertos en la tecnica. Por ejemplo, se puede modificar el artfculo manufacturado modificando la naturaleza

15 de la resina de polfmero termoestable; modificando la dureza, la cantidad y el tamano de la partfcula del agregado; por el uso opcional de fibras de refuerzo; por la cantidad y naturaleza de la fibra de refuerzo; y por la forma en la que es incorporada la fibra de refuerzo.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un sistema de junta de expansion (12) para ser incorporado en una estructura de hormigon, comprendiendo el sistema de junta de expansion un primer elemento de junta de expansion (13) y un segundo elemento de junta de expansion (14), teniendo el primer elemento de junta de expansion (13) una primera superficie no lineal (18), teniendo el segundo elemento de junta de expansion (14) una segunda superficie no lineal disenada para conjugarse con la primera superficie no lineal (18), caracterizado por que el sistema de junta de expansion antes de la incorporacion en la estructura de hormigon comprende una resina de polfmero termoestable sustancial y completamente vulcanizada, y un material agregado de partfculas que tiene una dureza de Mohs dentro del intervalo de 3 a 9, de preferencia dentro del intervalo de 5 a 8 y porque el primer elemento de la junta de expansion (13) y el segundo elemento de la junta de expansion (14) tienen una dureza dentro del 20%, de preferencia dentro del 10%, de una dureza de la estructura de hormigon, comprendiendo el sistema de junta de expansion (12) del 40% al 90% en peso del material agregado de partfculas.
2. El sistema de junta de expansion de la reivindicacion 1, en donde la resina de polfmero termoestable es seleccionada del grupo que consiste en resinas de poliester; resinas de epoxi; resinas de ester vimlicas; resinas fenolicas; resinas de poliuretano; ester de urea poliaspartico; y combinaciones de estos.
3. El sistema de junta de expansion de la reivindicacion 1 o 2, comprendiendo ademas una fibra de refuerzo (21), de preferencia seleccionada del grupo que consiste en fibras de vidrio; fibras de carbono; fibras de aramida; y combinaciones de estas.
4. El sistema de junta de expansion de la reivindicacion 3, en donde la fibra de refuerzo tiene la forma de fibras sueltas; una bandatejida; una banda no tejida no pegada; una banda no tejida pegada; un fieltro; o una combinacion de estos.
5. El sistema de junta de expansion de la reivindicacion 2 o 3, comprendiendo del 1% al 10% en peso de fibra de refuerzo (21).
6. El sistema de junta de expansion de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el material agregado de partfculas es seleccionado del grupo que consiste en arena diluvial; arena de cuarzo; feldespato; basalto; granito; perlas de vidrio; y combinaciones de estos.
7. El sistema de junta de expansion de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde el material agregado de partfculas tiene un tamano de partfcula medio dentro del intervalo de 0,1 mm a 5 mm.
8. El sistema de junta de expansion de cualquiera de las reivindicaciones precedentes para ser incorporado en un suelo de hormigon.
9. El sistema de junta de expansion de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que esta destinado a ser incorporado en una superficie expuesta de la estructura de hormigon.
10. El sistema de junta de expansion de la reivindicacion 9, que puede ser rectificado con una herramienta de diamante.
11. El sistema de junta de expansion de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la primera superficie no lineal (18) tiene en general una forma senoidal.
12. El sistema de junta de expansion de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 10, en donde la primera superficie no lineal (18) tiene en general una forma de diente de sierra.
13. Una estructura de hormigon comprendiendo el sistema de junta de expansion (12) de cualquiera de las reivindicaciones 1 -12.
14. La estructura de hormigon de la reivindicacion 13, en donde el sistema de junta de expansion (12) esta dispuesto en una superficie expuesta de la estructura de hormigon.
15. La estructura de hormigon de la reivindicacion 14, en donde una superficie expuesta del sistema de junta de expansion (5) y una superficie expuesta de la estructura de hormigon adyacente al sistema de junta de expansion han sido rectificadas para mejorar la homogeneidad de las superficies.
16. La estructura de hormigon de la reivindicacion 15, en donde las superficies rectificadas han sido rectificadas con una herramienta de diamante.