ES2925900T3 - Dispositivo para la conducción de líquidos y procedimientos de fabricación - Google Patents

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Jan Mieze
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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo para guiar líquidos, en particular un canal de drenaje, que comprende una sección de guía (10) y al menos una región funcional (11), donde la sección de guía (10) está hecha de hormigón, que tiene un ligante y una carga con un primer tamaño de grano K1, en donde la región funcional (10) está formada al menos parcialmente por una resina de reacción cargada, que tiene una carga con un segundo tamaño de grano K2, en donde K2 < K1. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para la conducción de líquidos y procedimientos de fabricación
La invención se refiere a un dispositivo para guiar líquido, en particular un canal de drenaje, que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1 y un procedimiento para fabricar un tal dispositivo.
Se conoce un dispositivo genérico por la publicación EP 0556533 A1.
Para formar, de manera hermética al fluido, una rama de canal que consiste en varios canales de drenaje colocados sucesivamente incluso en el área de transición de canal a canal, se pueden introducir sellantes entre dos canales en esta área. Para este propósito, la junta de transición en el sitio de construcción se puede llenar con un sellante para crear una conexión hermética al fluido entre los canales de drenaje. Sin embargo, también es posible utilizar juntas prefabricadas dispuestas en el cuerpo del canal. Esto a menudo requiere geometrías particulares en el cuerpo del canal para alojar las juntas.
Se ha demostrado que la formación de geometrías especiales para alojar juntas en el área frontal de los canales de drenaje no es fácil de lograr. Por un lado, esto se debe en particular al hecho de que hay poco material disponible en el área frontal para la formación de ranuras, por ejemplo, para alojar la junta, que están optimizadas en los canales de drenaje modernos con respecto al material utilizado y tienen los espesores de pared más bajos posibles. Además, con determinados materiales utilizados, en particular los materiales granulares (gruesos) como el hormigón unido al cemento o el hormigón polimérico, es problemático formar estructuras finas como, por ejemplo, ranuras estrechas para alojar juntas.
Precisamente en el caso de canales de hormigón polimérico, el procedimiento de fabricación, en particular al llenar el molde, puede causar defectos en la forma de los poros en el área de la ranura para alojar la junta, como se representa a manera de ejemplo en la Fig. 1.
Debido a los poros en esta área, ya no se puede garantizar de manera segura una conexión hermética al fluido de canal a canal a pesar de la junta proporcionada. Dependiendo de la frecuencia, la ubicación y el número de poros, es posible que el líquido (por ejemplo, agua) escape incontrolablemente del canal a pesar de la junta debido a los poros en esta área. No obstante, en particular, si en el canal han entrado líquidos incompatibles con el medio ambiente como, por ejemplo, aceites, gasolina o similares, estos no deben penetrar en el suelo.
Las juntas conocidas en el estado de la técnica no actúan de modo suficientemente seguro o se fabrican con mucho esfuerzo. Por ejemplo, la publicación DE 3524282 C1 describe una junta para tuberías de hormigón prefabricado con anillos que tienen una prominencia perimetral y resistente a la tracción radial, que está incrustada en el material que forma la pared de la tubería. Los anillos están hechos de un material de plástico o caucho vulcanizable o adherible y están pegados entre sí. Alternativamente, se utilizan revestimientos interiores hechos de películas de PVC, tal como se muestra en la publicación DE 2804814 A1, cuya conexión a la tubería de concreto es problemática.
La publicación EP 0556533 A1 mencionada al principio describe una tubería de hormigón con un extremo puntiagudo y abocardado, que actúan como piezas de conexión y se componen en hormigón polimérico. Para este propósito, dos partes extremas hechas de hormigón polimérico se colocan en la tubería de hormigón para ser procesadas y luego se recubren con hormigón polimérico. Se aplica una capa superior a base de resinas de poliéster insaturadas. Para la fabricación de una tubería de hormigón de este tipo se requieren varios pasos de recubrimiento.
La invención se basa en el objeto de mejorar el dispositivo para conducir líquidos, más precisamente el canal de drenaje, del tipo mencionado al principio de tal manera que se pueda formar de manera sencilla un área funcional con buenas propiedades de junta. La invención también se basa en el objetivo de especificar un procedimiento correspondiente.
Este objetivo es logrado por el dispositivo según la reivindicación 1. Con respecto al procedimiento, el objetivo se resuelve por medio del objeto de la reivindicación 11.
Según la invención, se propone un dispositivo para conducir líquidos, más precisamente un canal de drenaje, con una sección guía y al menos un área funcional. La sección guía está hecha de hormigón que tiene un aglutinante y un material de relleno con un primer tamaño de grano K1. El rango funcional está formado al menos parcialmente por una resina de reacción rellena que tiene un material de relleno con un segundo tamaño de grano K2. Se considera que K2 < K1.
La invención tiene la ventaja de que el área funcional está formada por un material distinto de la sección guía, cuyas propiedades pueden optimizarse independientemente de las propiedades de la sección guía. Por lo tanto, se trata de un dispositivo, en particular de un canal de drenaje, que está hecho de un material híbrido. Los materiales utilizados difieren al menos en el tamaño del grano. Según la invención, el material de relleno de la resina de reacción en el área funcional tiene un tamaño de grano más pequeño que el hormigón de la sección guía. Debido al relleno más fino utilizado en comparación con la sección guía, se logra una superficie lisa y esencialmente no porosa o al menos de bajo poro en el área funcional, lo que mejora la estanqueidad del área funcional sin la necesidad de medidas adicionales.
Preferiblemente, el segundo tamaño de grano es K2, es decir, el tamaño de grano del material de relleno de la resina de reacción no es superior a 1 mm, en particular es a lo sumo de 500 |jm, en particular es a lo sumo de 250 |jm. Cuanto más pequeño sea el tamaño de grano elegido, más lisa y menos porosa se puede formar el área funcional.
La determinación del tamaño de grano se realiza según la invención según la llamada prueba del medidor de grado de molienda de conformidad con la norma EN ISO 1524.
En otra realización preferida, el área funcional tiene una rugosidad superficial k [mm] de 0,02 a 0,05, en particular de 0,03 a 0,04. La calidad de la superficie del área funcional es, por lo tanto, superior a la calidad de la superficie de la sección guía de hormigón.
Preferiblemente, el hormigón es un hormigón polimérico. También es concebible utilizar un hormigón unido con cemento para la fabricación de la sección guía, en cuyo caso se prefiere el uso de hormigón polimérico.
Si los aglutinantes del hormigón y la resina de reacción están hechos del mismo material, en particular una resina termoestable, la sección guía y el área funcional pueden formarse monolíticamente. Entonces no se requieren promotores de adhesión o adhesivos. Con diferentes materiales, la sección guía y el área funcional se pueden pegar.
En otra forma de realización preferida, el hormigón, en particular el hormigón polimérico, tiene un contenido de aglutinante Hi y la resina de reacción un contenido de aglutinante H2. En este caso es válido que H2 > Hi. En otras palabras, el contenido de aglutinante de la resina de reacción es mayor que el contenido de aglutinante del hormigón polimérico. Esto mejora aún más la estanqueidad y la calidad de la superficie del área funcional.
Preferiblemente, el contenido de aglutinante H2 es > 20 % en peso, en particular > 30 % en peso, en particular > 50 % en peso.
La sección guía y el área funcional están unidas por medio de un bloqueo con materiales. Esto se puede efectuar mediante la formación monolítica de los mismos aglutinantes del hormigón y la resina de reacción o pegando la sección funcional y el área funcional.
En una forma de realización particularmente preferida, el área funcional forma una capa de la resina de reacción rellena que está dispuesta sobre la sección guía del hormigón. Esto facilita la creación de un área funcional con fidelidad de contorno, en cuyo caso se mejora la calidad de la superficie del área funcional en comparación con la sección guía.
El espesor de la capa puede ser inferior a 2 mm, en particular de 1 mm a 1 |jm. Debido al menor tamaño de grano del material de relleno de la resina de reacción en comparación con el material de relleno del hormigón, se logra una estanqueidad suficiente incluso con espesores de capa pequeños. Los poros presentes en el hormigón de la sección guía son rellenados o sellados por la capa.
El área funcional puede formar una parte moldeada a partir de la resina de reacción rellena, cuya forma de sección transversal corresponde esencialmente a la forma de sección transversal de la sección guía de hormigón, en donde la parte moldeada y la sección guía están dispuestas alineadas. La pieza moldeada se puede preformar y luego conectar a la sección guía. Como resultado, se pueden realizar espesores de pared más grandes de la pieza moldeada, de modo que el área funcional se puede optimizar en términos de resistencia.
El área funcional puede formar, por ejemplo, una junta para conectar la sección guía con otros componentes, en particular con elementos de canal. La invención no se limita a las juntas entre los elementos de canal, sino que también se extiende a otras áreas funcionales en relación con los dispositivos para guiar líquido, en particular los canales de drenaje, en los que desempeña un papel la estanqueidad, en particular una estanqueidad local.
El procedimiento según la invención se basa en la idea de fabricar un dispositivo para guiar líquido, más precisamente, un canal de drenaje, según la reivindicación 1, aplicando la resina de reacción rellena en forma pastosa sobre la sección guía del hormigón para formar el área funcional y curando. Alternativamente se puede formar una pieza moldeada a partir de la resina funcional rellena, que está conectada a la sección guía de hormigón.
La invención se explica con más detalle a continuación con más detalles por medio de las figuras.
La Fig. 1 muestra la parte frontal de un canal de drenaje con una ranura para alojar la junta (estado de la técnica);
La Fig. 2 muestra la parte frontal de un canal de drenaje hecho de hormigón polimérico con un área funcional hecha de una resina de reacción rellena;
La Fig. 3 muestra el área frontal de un canal de drenaje con un área funcional de cierre al ras; y
La Fig. 4 muestra la parte frontal de otro canal de drenaje con un perfil de sección transversal modificado, en el que el área funcional se cierra al ras con la sección guía.
En la Fig. 1, los poros o cavidades que se producen en el estado de la técnica en el curso de la fabricación se pueden ver claramente en el área de fondo de la junta. Estos defectos perjudican la estanqueidad en la unión de transición entre los cuerpos individuales de los canales.
La Fig. 2 muestra un ejemplo de un canal de drenaje según la invención con una sección guía 10 y un área funcional 11. La sección guía 10 en el ejemplo de realización según la Fig. 2 es el cuerpo de canal a través del cual fluye el líquido, en particular el agua. La sección funcional 11 se encuentra al final del canal de drenaje y sirve como junta. Tales canales de drenaje se utilizan, por ejemplo, para el drenaje superficial de carreteras.
La sección guía 10 según la Fig. 2 está hecha de hormigón polimérico. Es posible utilizar hormigón unido con cemento en lugar de hormigón polimérico. El hormigón polimérico tiene de manera conocida un aglutinante, por ejemplo, una resina de poliéster, y un material de relleno con un primer tamaño de grano K1. Para la fabricación del área funcional 10, se utiliza una resina de reacción rellena que tiene un aglutinante, por ejemplo, una resina termoestable y un material de relleno, cuyo tamaño de grano K2 es más pequeño que el tamaño de grano K1 del hormigón polimérico en el área de la sección guía 10. Específicamente, se utiliza una resina de reacción con un material de relleno fino para el área funcional 10, de modo que el área funcional 10 forma una superficie con pocos poros y lisa, particularmente sin poros. El uso de la resina de reacción como material para el área funcional permite diferentes ajustes, por ejemplo, ajustes de color o geométricos, tal como se ve en la Fig. 2, 3 y 4. En el ejemplo de realización según la Fig. 2, el área funcional 10 se contrasta en color.
En general, usando la resina de reacción rellena para el área funcional 11 en relación con la sección guía 10 hecha de hormigón polimérico se crea un material híbrido cuyas propiedades se pueden optimizar localmente ajustando la composición de la resina de reacción. Como resultado, no solo se puede mejorar la estanqueidad del área funcional, sino también sus propiedades de resistencia y la sensibilidad al impacto, es decir, la fragilidad. Pero en primer plano, con vistas a la estanqueidad, se encuentra la reducción de los poros y la rugosidad.
En la Fig. 2-4, el área funcional 11 se forma como una pieza moldeada que está conectada a la sección guía 10 en forma de bloqueo con materiales. Esta se puede formar, por ejemplo, mediante pegado o, si el aglutinante del hormigón polimérico corresponde a la resina de reacción en el área del área funcional, como una conexión monolítica. En este último caso, el área funcional difiere de la sección guía principalmente por el tamaño de grano de los materiales de relleno, que es más pequeño en el área funcional que en la sección guía.
En lugar de la pieza moldeada, el área funcional se puede formar como una capa que se aplica al hormigón de la sección guía en forma de bloqueo con material.
Las ramas de canal formadas a partir de canales de drenaje según la Fig. 2-4 tienen la ventaja de que el área de transición entre los canales es hermética al líquido. Esto se logra por la superficie lisa (sellada) de canal - junta - canal en el área.
Para poder formar esta superficie lisa incluso con canales hechos de materiales de partida más gruesos como, por ejemplo, el hormigón o el hormigón polimérico, en estas áreas funcionales 11, durante la fabricación, se introduce un material adicional en forma de pasta en el canal. Este material tiene una composición diferente a la del hormigón polimérico. Las propiedades de la mezcla de material pastoso como componente material adicional se pueden adaptar a los requisitos en esta área funcional según el tipo y la fracción cuantitativa del material de relleno, así como ajustando el tamaño de grano. En el área de transición entre canal y canal, la estanqueidad es particularmente importante. Por lo tanto, una superficie lisa y sin poros es, ante todo, de particular interés en esta área. Sin embargo, también son deseables propiedades de resistencia mejoradas y una baja sensibilidad al impacto (fragilidad). En principio, la pasta se puede aplicar a todas las áreas del canal donde sea necesario cambiar las propiedades del material, en particular con respecto a la porosidad, la rugosidad y la resistencia, o adaptarla a funciones especiales.
En el área funcional 11, se utiliza una mezcla de materiales que tiene un alto contenido de relleno fino, así como un mayor contenido de resina en comparación con el hormigón polimérico convencional. Las resinas termoestables se utilizan como aglutinantes. Esto tiene la ventaja de que el componente que se compone del material adicional se combina con el hormigón polimérico también termoestable, por ejemplo, durante el procedimiento de fabricación del canal. No se necesita un adhesivo adicional.
La mezcla de material pastoso también es capaz de fabricar un material compuesto de bloqueo con materiales en la aplicación como pegante entre dos hormigones poliméricos termoestables.
También es concebible pegar posteriormente el componente de material adicional para la formación del área funcional a la superficie frontal del canal como un molde prefabricado o fundirlos conjuntamente.
Con el fin de adaptar el color del componente material adicional al hormigón polimérico utilizado, se pueden añadir las sustancias colorantes/pigmentos correspondientes a la mezcla de material pastoso (véase la Fig. 2, 3).
Esta propiedad del material de pasta es claramente superior a los hormigones poliméricos en muchas áreas y se considera de mayor calidad en comparación con el hormigón polimérico. Especialmente en términos de resistencia mecánica, la aplicación de mezclas de materiales (pasta) ofrece claras ventajas sobre el hormigón polimérico, especialmente con respecto a la durabilidad. En comparación con el hormigón polimérico, las mezclas de materiales pastosos prácticamente no tienen porosidad incluso después del curado y, por lo tanto, no tienen capacidad de absorción de agua. Esto las hace absolutamente insensibles a las tensiones del congelamiento y de la sal de deshielo, por ejemplo.
La mezcla de materiales tiene las siguientes propiedades de material.
Resistencia a la flexión
La resistencia a la flexión de la mezcla de material curado y originalmente pastoso está entre 10 y 60 N/mm2 y, por lo tanto, se puede ver en la gama de composiciones de materiales de ultra alta resistencia. Por lo tanto, la mezcla de materiales, que generalmente está entre 18 y 28 N/mm2, generalmente tiene una resistencia a la flexión tres veces mayor y, por lo tanto, es significativamente más estable que el hormigón polimérico.
Una ventaja particular de estas altas resistencias del material reside en que, además, se puede lograr una alta insensibilidad del hormigón polimérico a las tensiones por choque o impacto ajustando un módulo de elasticidad relativamente bajo. Al mismo tiempo, esto da como resultado una alta capacidad de resistencia a cargas por cambio o vibración (resistencia umbral), así como una alta resistencia a la abrasión en superficies de mezclas de materiales, los llamados componentes de pasta.
Solidez inicial alta (incluso a bajas temperaturas)
Debido al mecanismo de endurecimiento, la resistencia final de las mezclas de materiales (pasta) se logra ya a < 10 minutos de tiempo de curado. Esto representa una enorme ventaja frente a los hormigones poliméricos, ya que incluso los hormigones poliméricos de alta solidez inicial de composición especial no pueden llegar a este tiempo.
Resistencia química
La mezcla de materiales es resistente en el medio que corresponde a las especificaciones de hormigón polimérico según la lista de resistencia del hormigón polimérico ACO a partir del 01/2012. Un intercambio de la matriz de resina de la mezcla de materiales con un tipo de resina de mayor calidad y compatible con productos químicos es posible en cualquier momento.
Baja tendencia a grietas de contracción
Las mezclas de materiales tienden a tener una contracción temprana más alta que los hormigones poliméricos. Sin embargo, dado que la resistencia final se logra muy temprano y el procedimiento de endurecimiento se completa por completo, prácticamente no hay riesgo de agrietamiento de la superficie en una etapa temprana.
La alta resistencia a la flexo-tracción y la posibilidad de adaptar el módulo de elasticidad a la aplicación en un área determinada reducen adicionalmente el riesgo de agrietamiento en el estado de la instalación. Sin embargo, en caso de que se produzcan grietas, la densa matriz aglutinante en combinación con las altas resistencias evita en gran medida un mayor progreso del daño.
Alta estanqueidad
Dado que las mezclas de materiales (pastas) prácticamente no tienen porosidad, no muestran ningún esfuerzo por absorber el líquido. Por lo tanto, las mezclas de materiales (pastas) pueden designarse como absolutamente herméticas. Esto da como resultado más propiedades positivas. Son resistentes en entornos de ataques químicos, soportan fácilmente las heladas o las cargas de sal de deshielo y, por lo tanto, son adecuadas para áreas de aplicación permanentemente exigidas.
Estabilidad de sedimentación
Debido a la alta viscosidad del sistema, se da una excelente estabilidad de sedimentación.
Eliminación
Dado que los polímeros del estireno se comportan de manera neutra en las aguas subterráneas, los residuos del producto de polimerización pueden depositarse en vertederos como residuos domésticos. Un reciclaje como materiales áridos o granulados no se interpone en el camino por parte de la contaminación ambiental.
Se puede excluir un peligro de las fibras respirables durante el trabajo de fresado y perforación con mezclas de materiales (pasta) porque no hay materiales de fibra de refuerzo presentes. Con un contenido de estireno residual al nivel de los valores especificados y un gradiente de concentración en la pared, no puede haber ninguna cuestión de contaminación de las aguas subterráneas por contacto superficial con la pared del canal.
Reciclaje
Es posible reciclar el material combinado curado (mezcla de materiales y hormigón polimérico) como sustituto seco sin contaminación ambiental.
Buena durabilidad
Las propiedades de materiales mencionadas anteriormente de la mezcla de materiales (pasta) son decisivas para el hecho de que esta puede considerarse permanentemente resistente para una amplia gama de aplicaciones. Tiene ventajas sobre los hormigones poliméricos, principalmente debido a su estanqueidad.
Es posible en cualquier momento un intercambio del aglutinante (resina) en la mezcla de materiales (pasta) por un tipo de mayor calidad y compatible con productos químicos. Esto no tiene una influencia negativa en las propiedades mecánicas.
Propiedades del material
Moldeo de resina de reacción rellena de 2K que se compone de aglutinante a base de resina UP (resina de reacción), catalizador (endurecedor) y materiales de relleno minerales, en particular harinas y materiales de relleno finos (sólidos>50 %).
La mezcla de materiales se compone de material formador de resina de reacción rellena de conformidad con la norma DIN EN 18820 parte 1 (revisión 107/2015).
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Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para guiar líquido, más precisamente canal de drenaje, con una sección guía (10) y al menos un área funcional (11) dispuesta en la parte frontal en el extremo del canal de drenaje, en donde la sección guía (10) está formada por hormigón que tiene un aglutinante y un material de relleno con un primer tamaño de grano Ki, y en donde el área funcional (11) está al menos parcialmente formada a partir de una resina de reacción rellena, en donde la resina de reacción tiene un material de relleno con un segundo tamaño de grano K2, en donde K2 < K1 y en donde se ha realizado una determinación del tamaño de grano mediante una prueba de determinación de grado de molienda de conformidad con la norma EN ISO 1524.
2. Dispositivo según la reivindicación 1
caracterizado porque
el segundo tamaño de grano K2 es a lo sumo de 1 mm, en particular a lo sumo de 500 |jm, en particular a lo sumo de 250 jm .
3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2
caracterizado porque
el área funcional (11) tiene una rugosidad superficial k [mm] de 0,02 a 0,05, en particular de 0,03 a 0,04.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores
caracterizado porque
el hormigón es un hormigón polimérico.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en particular según la reivindicación 4, caracterizado porque
los aglutinantes del hormigón y la resina de reacción están hechos del mismo material, en particular de una resina termoestable.
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en particular según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque
el hormigón, en particular el hormigón polimérico, tiene un contenido de aglutinante H1 y la resina de reacción tiene un contenido de aglutinante H2, en donde H2 > H1.
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores, en particular una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque
el contenido de aglutinante H2 es > 20 % en peso, en particular > 30 % en peso, en particular > 50 % en peso.
8. Dispositivo según una de las reivindicaciones anteriores,
caracterizado porque
el área funcional (11) forma una capa de la resina de reacción rellena que está dispuesta en la sección guía (10) de hormigón.
9. Dispositivo según la reivindicación 8,
caracterizado porque
el espesor de la capa es inferior a 2 mm, en particular es de 1 mm a 1 jm .
10. Dispositivo según una de las reclamaciones 1-7,
caracterizado porque
el área funcional (11) forma una parte moldeada (12) a partir de la resina de reacción rellena, cuya forma de sección transversal corresponde esencialmente a la forma de sección transversal de la sección guía (10) de hormigón, en donde la parte moldeada (12) y la sección guía (10) están dispuestas alineadas.
11. Procedimiento para fabricar un canal de drenaje, según la reivindicación 1, en el que la resina de reacción rellena se aplica en forma pastosa sobre la sección guía (10) de hormigón para formar el área funcional (11) y se cura o una parte moldeada (12) de la resina de reacción rellena se une a la sección guía (10) de hormigón para formar el área funcional (11).
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