MX2010010883A - Caños de acero recubiertos con concreto o mortero moldeados a presion y metodos de fabricacion de los mismos. - Google Patents

Abstract

Los caños de acero recubiertos moldeados a presión comprenden un recubrimiento de concreto o. mortero anular a lo largo de un diámetro interno, y una carcasa metálica que rodea el recubrimiento, en tanto el recubrimiento está en contacto directo con la carcasa metálica. El espesor de pared del recubrimiento puede oscilar entre 10 y 50 veces el espesor de la carcasa metálica. El caño puede ser recubierto con un material dieléctrico. Un conjunto de moldeo usado para fabricar el caño incluye una cámara para una composición de concreto o mortero anular formada entre la carcasa metálica y un elemento de molde interno. Se utiliza agua presurizada en el sistema de molde para presurizar la composición de concreto o mortero y ejercer una presión deseada sobre la carcasa metálica mientras la composición se cura en el molde. Una vez alcanzado el grado deseado de curado, la presión es retirada haciendo que la carcasa metálica ejerza una fuerza de compresión deseada sobre el recubrimiento curado.

Description

S DE ACERO RECUBIERTOS CON CONCRETO O MORTERO MOL PRESION Y METODOS DE FABRICACION DE LOS MISMO Campo de la Invención La presente invención se refiere a caños biertos con concreto o mortero y, más especific S de acero recubiertos con concreto o mortero mo ión que se fabrican usando métodos que permiten retensado simultáneo del caño para en con itir un aumento de la tensión de diseño permisib o manteniendo la eficacia de fabricación y reduc os .

Antecedentes de la Invención Los caños de acero para agua recubie reto convencionales, por ejemplo caños de gran El uso de recubrimientos de concreto o mo S de acero es muy conocido en la industria rías de agua dado que se ha comprobado que pro de acero de la corrosión interna durante odo de tiempo, por ejemplo, de más de 50 añ rnativa a los recubrimientos de concreto, es posi as cañerías de acero recubrimientos de políme rimientos a base de epoxi y similares los cuale r diseñados para tener una mayor resistenci s. Sin embargo, no se espera ni puede garantiz an recubrimiento de polímero actualmente disponi ños en servicio de agua sin alguna forma de mante dico, por lo general en intervalos de 15 año s para agua de acero recubiertos no son prácti lo, cuando son usados como caños maestros de agu o es que el caño que podría haber sido diseñad sor de pared menor debido a la presión interna, n espesor mayor en razón de los esfuerzos de ma sporte e instalación. En este ejemplo de 100" pa 7", el caño clasificado como P = (2*t*esfue 417*21,000/100 = 175 lb/pulg2 (4843.98 kg/cm2) tener aún un espesor de pared en base a D/e = erimiento de D/e se basa en la practicidad del ma sporte e instalación del caño. En condiciones es, el caño también es vulnerable al colapso o o es endurecido con un espesor mayor de recub o de un espesor de pared mayor, o se re rporación de endurecedores , o la costosa import riales de apoyo más estables.

El caño cilindrico de concreto p portar el caño durante el transporte y la instala Uno de los problemas, sin embargo, con el ificultad para proteger los alambres de prete resistencia de los ambientes corrosivos cuando uesto en servicio, y la susceptibilidad pote S alambres a la fragilización por hidrógeno si se les excesivos de protección catódica. La capa eger catódicamente con facilidad el alambre p ás se complica por la baja resistencia dieléct brimiento de mortero típico que se aplica s bres para protegerlos de la corrosión. La res éctrica puede ser mejorada por la aplicació brimiento de polímero adecuado, por ejemplo, rcializado por Ameron International bajo la den rcial Amercoat 1972B. A pesar que el uso osión externa, y los sistemas de tránsito alime Las grandes cañerías de agua instaladas hace muc a se encuentran con cañerías nuevas instalada S nuevas cañerías pueden estar catódicamente pro s corrientes descarriadas de tierra introducidas ección catódica pueden generar corrientes corro CCP. Como resultado de la existencia posible ientes descarriadas de tierra, muchas empresas opolitanas ahora prefieren los caños de enciónales con un recubrimiento dieléctri ección contra la corrosión externa, o caños rzados con concreto cuando las cargas externas so sar que este es un enfoque efectivo en el contr osión de los caños, resulta costoso.

Un planteamiento conocido en el arte ada a presión. Un segundo problema radica en cómo ntener la presión al introducir la lechada du do, en especial si se producen fugas menore ada en los sellos entre el caño de acero y el o mientras ésta se está curando. En caso de us a de lechada de alta presión, las fugas pot nte el curado deben ser compensadas por la bom ificará que la bomba deberá estar activa du ación de curado en orden a compensar las fugas, e ocasionar que la lechada se cure en la inando la bomba y logrando un caño con u ficiente de pretensado.

En consecuencia, se desea desarrollar un o de fabricación del mismo capaz de proveer do de rigidez y resistencia a la corrosión inter la presente invención comprenden un recubrimi reto o mortero anular que forma un diámetro int , y una carcasa metálica que rodea el recubrimi brimiento está en contacto directo con la super ared interna de la carcasa metálica, y el recu oloca en un estado de compresión por acción de l lica. La relación del espesor de pared e brimiento y la carcasa metálica oscila aproxi e 5:1 y 80:1, y preferentemente aproximadamen y 50:1. En una modalidad ej emplificativa, el es d de la carcasa metálica oscila aproximadamen y 0.75 pulgadas (0.1524 y 1.91 cm) , en tanto el ared del recubrimiento oscila aproximadamente ent ulgadas (3.81 y 25.4 cm) . El espesor de p brimiento puede representar aproximadamente entre asa metálica. En una modalidad ejemplificativa, 1 abrican colocando cierta cantidad de la compos reto o mortero en un molde formado entre una lica a lo largo de un diámetro externo y un ral móvil a lo largo de un diámetro inte osición vertida es sometida a una fuerza de c expandir la carcasa metálica. En una plificativa, la fuerza de compresión es provista un fluido presurizado como agua, siendo el urizado puesto en contacto con la superfici osición vertida. Una vez logrado un nivel de do, la fuerza de compresión es retirada haciend asa metálica ejerza una fuerza de compresión e el recubrimiento de concreto o mortero.

En una modalidad ejemplificativa, el si plificativa, el elemento de molde interno es cirse en diámetro para permitir la extracción bierto moldeado a presión del molde luego de la istema además comprende un medio para introducir resurización fluido, como agua, en el molde y rficie de la composición de concreto o mortero omposición expanda la carcasa metálica.

Los caños de acero recubiertos moldeados a a presente invención proveen un nivel deseado de sistencia a la corrosión interna que correspond útil de 50 años mínima típica que ofrece encional o el caño de acero recubierto con ás , estos caños de la presente invención son ca eer un grado deseado de protección contra la rna y la interferencia catódica. Asimismo, los modalidad ej emplificativa de un caño de acero rao ion construido de acuerdo a los principios nción.

La Figura 2 es una vista lateral en sversal de una modalidad ej emplificativa de un se usa para fabricar el caño de acero moldeado a a Figura 1.

La Figura 3 es una vista lateral en sversal de otra modalidad ej emplificativa de un se usa para fabricar el caño de acero moldeado a a Figura 1.

La Figura 4 es una vista lateral en sversal de otra modalidad ej emplificativa de un se usa para fabricar el caño de acero moldeado a Figura 1. ados por una aplicación final, según se desc r detalle a continuación.

Una característica de estas construcciones ue se fabrican de acuerdo a una o más técnicas d resión diferentes que proveen la formac brimiento de concreto o mortero in situ du eso de pretensado de la carcasa metálica circunda resultante, con lo cual se evitan múltiples eta plo, la fabricación por separado' de un recubrim reto o mortero pre moldeado que se combina asa de caño externa metálica para el su amiento de inducción de esfuerzo. De acuer ente, la expresión "in situ" es utilizada para echo que una composición de concreto o mortero ( fabricar el recubrimiento de concreto o mor sporte, instalación, y cargas de la tierra cu tos en servicio. Los PCSP de la presente i ién pueden ser recubiertos con cierto nú brimientos dieléctricos, proporcionando en cons ivel deseado de protección contra la corrosión elimina el problema de la interferencia catódic rías "y sistemas de tránsito cercanos, en tanto o en este tipo de caño experimenta un esfuer r que el alambre de pretensado con lo cual es muc eptible a la fragilización por hidrógeno míe entra bajo protección catódica.

La Figura 1 ilustra un PCSP 10 const rdo a los principios de la presente invención, el ral comprende una carcasa, cubierta, tubo o c o acero cilindrica 12 que rodea un recu ñada con un diámetro externo dimensionado y con u como para calzar dentro del extremo en forma de e otro caño, e incluye uno o más canales anu estos circunferencialmente que están configura ar uno o más elementos de sellado anulares o sel se ilustra en la Figura 2) respectivamente con e eer un sello impermeable deseado entre los ext adyacentes . Los extremos en forma de campana y e pueden estar configurados de manera idéntica o s llos usados en un caño de acero convencional, y s extremos de la carcasa metálica a través de una oldadura apropiada. Los elementos de sellado pue os de un material elastomérico . El experto en el ño de caños de acero advertirá la posibilidad de ímente al PCSP otras técnicas de unión usadas ga según se ilustra) o puede ser soldado a tope e uede tener una campana estampada para cal izamiento en el diámetro externo del caño o para lape en campo, o puede tener una campana estarn uya un canal de sellado para sellar contra el rno del caño de acero, o puede tener un canal d nada (espiga laminada en la pared misma del c e dentro de una campana estampada (estampada den d del caño) . Debe entenderse que los PCSP const rdo a los principios de la presente invenció render todas las versiones indicadas.

Otra característica del PCSP es brimiento de concreto o mortero 14 se coloca en ado de compresión, antes de colocar el caño co estino de aplicación, por ejemplo, antes que el PCSP puede y variará de acuerdo a los crit ño/rendimiento y/o aplicación final. Una carac ral de PCSP es que el espesor de la carcasa de 0 menor que aquél de un caño de acero convenci r, no comprende un recubrimiento de ace resión) . La combinación de una carcasa de a ada con un recubrimiento más grueso en un e resión permite el uso de relaciones de D/e que no son posibles con los caños de acero conven tendrían demasiada flexibilidad para resistir l anipuleo y la instalación a estas relaciones de s . La carcasa de acero más delgada puede ser a usando mayores tensiones de diseño sin qu brimiento de concreto o mortero a la presión o so de una carcasa de acero por oposición al . Además, la reparación de alambres de tensado cil de realizar mientras el caño se encuentr ra. El PCSP de la presente invención tiene un allas que se parece al del caño de acero, e cterizado por una fuga gradual por la carcasa no resulta en una pérdida repentina de compresi ecubrimiento de concreto o mortero, pudiendo facilidad en campo mediante el uso de un parche rno o similar a través de un proceso de soldadura Los PCSP construidos de acuerdo a los prin resente invención comprenden un recubrimiento de rtero o alma y una carcasa circundante metálica . Los espesores relativos del recubrimiento res arcasa pueden variar de acuerdo a los criterios ngeniería, la naturaleza de los materiales usado rno es parcialmente transferido al centro de co ero. La tensión de diseño permisible sobre la ca o podría oscilar aproximadamente entre 25,000 lg2 (1757.67 y 5062.11 kg/cm2) de acuerdo al ión necesario y el rendimiento del acero emplea asa de acero externa.

En general, se desea que el recubrimiento an aproximadamente 10 a 50 veces el espesor de la lica. Por ejemplo, la carcasa metálica cilíndri ialmente ser tensada a aproximadamente 42,000 2.89 kg/cm2) estando bajo presión. Esto repre e de la tensión de diseño actual para un caño d lo cual se logra una pared en el caño de acero q imadamente la mitad del espesor actual. Dado o representa el costo más importante del c stos entre sí) . El cambio en el esfuerzo ro debe también ser igual en el caño de ac ble establecer una serie de ecuacione sfacer estos criterios. Estas ecuacion adas a continuación como referencia para un PCSP que posee un diámetro de 213.36 adas) . de acero moldeado a presión clase 150 de 213 adas) El proceso de fabricación incorp urízacíón del caño de acero externo y e nte la colada y curado del recubrimie reto. La presurización del molde coloca al o externo bajo presión durante el proceso de Cuando la presión mantenida dura ustituyen las ecuaciones (2) y (3) en la Ecuación Acero a ^concreto^Concre o tconcreto reto ~ &^Ace o ECU reto ~ ^Concreto ECli EcOncretro o = ^ColadaAcero ~ ^Acero ECU EAcero ustituyen las ecuaciones (6) y (7) en la Ecuación ladaAcero ~ ^Acero ^Concreto = Ecu Acero Econcretro ustituye la Ecuación 4 en la Ecuación 8 ~ umen los siguientes criterios para el diseño del caño ,=213 cm {84 pulg) ID del caño = 421.84 kg/cm2 Esfuerzo Mínimo de Flue 0 lb/pulg2') Específico del acero en pared del caño ficación de presión = Presión operativa kg/cm2 (150 lb/pulg2) eto = 10.16 cm (4pulg) Espesor del centro de concr eto = 281227.8 kg/ Módulo del concreto 0000 lb/pulg2) Módulo del acero = 2109208.7 kg/ 00000 lb/pulg2) o = IDcaño +2.tConcreto ID del Caño de Acero producir una ID de específica o = 233.68 cm (92 pulgadas) Acero = 0.72 SYMS Tensión de diseño permis n Colada: 13.18 kg/cm2 .5 lb/pulg2) IDAcero ^cero Relación de diámetro espesor. El máximo toler = 576 para el diseño de caños acero actual es aproximadamente 220 En general oscila entre 50 para obtener niv retoSobreTAcero = Concreto fcAcero prácticos de pretensado espesor de concreto . relación puede ser mayo menor para aplicaci retoSobreTAcero = 25.043 especificas .

Esta es el pretensado ^ColadaAcero acero luego de la libera de la presión de colada.

-Concreto E¡Concreto ¦"Acero 2922 kg/cm2 x io4 lb/pulg2) tAcero£Acero Tensión del concreto en 'Concreto condición cero presión. encional vs. Caño de Acero Moldeado a Presión el caño de acero convencional brimiento = 1.27 cm (0.5 pulg) Espesor del recubrimiento caño de acero convencional 'Acero + 2^Recubrimiento 220 Espesor aproximado del acero para lograr un D/e para el diseño del caño convencional cm { 0.423.pulg) reto = 281227,8 kg/cm2 OOO lb/pulg2) Módulo del recubrimie concreto = 2109208.7 kg/cm2 Módulo del acero 0000 lb/pulg2) uma de las áreas puede ser calculada de la s a: a = AConcreto + AParedAC a = 1.24 era (0.489.pulg) uma de las áreas en función de la distancia al c ferencia, puede ser calculada de la siguiente ma ea = AConcreto . YConcreto + AParedAC 'YParedAc ea = 0.20 cm2 (0.031.pulg2) La distancia al centroide de la pared el medio de la misma (la posición de referencia oide inicialmente asumido) puede ser calculad tRecub eto := 12 eto = 0.164 cm3 (O.Ol.pulg2) ^c3 Ac : = 12 Ac = 0.103 cmJ {6.295 x 10*J.pulgJ) La suma de los valores El para todas las ula de la siguiente manera: reto = EConcreto ^Concreto + ^ecub* ( YParCañ - YConcret ) reto = 3.593 x 10s . ulgada . Ibf dAc = EAcero paredAC + ""Acero1 ( YParCañ - YParedAC ) 2] dAc = 2.389 x 105.pulgada . Ibf dAc Total = EIConcreto + EIParedAc La Rigidez del Caño, PS, se determin íente manera utilizando ASTM D2412.

El ParedCañoTotal DC VvenlltrJLoU1iUdCe Rigidez de caño para el caño AcConv = 51.758. lb/pulg convencional . iento = 0.41 cm {0.16 Espesor del recubrimiento sobr de acero moldeado a presión - fcAcero Espesor fijo del acero resp nombre variable usado a contin reto = 10.16 cm (4.pulg) Espesor del recubrimiento de ción Area imiento Concrete ^Concreto = Concreto YConcreto: = ncreto EAcero AConcreto= 1.35 cm (0.533. ulg) del EAcero o de AParedAc = fcAc YParedAc : = O.p EAcero ero AParedAC = 0.41 cm (0.16. ulg) uma de las áreas puede ser calculada de la ra : a = AConcreto + AParedAC a = 1.76 cm (0.693. ulg) uma de las áreas en función de la distancia al dCaño = faUMYArea SUMArea dCaño = 4.07 cm (1.601.pulg) El momento de inercia de las capas ind e su propio eje neutro se calcula por unidad de a siguiente manera: tConcreto3 reto : = 12 reto = 87.39 cm3 ( 5.333. pulg3) dAc : = 12 dAc = 0.0056 cm3 (3.396 x 10"4.pulg3} dAc Total = EIConcreto + EIParedAc dAC Total=3.729xl07.pulgada, lbf Este es el valor total " la pared del caño. Es puede ser sustituido Ecuación 5-14 de AWWA Ma para calcular adecuadam rigidez general del caño. oide = IDCaño + 2 tRecub+tAc-2,YParedAC (Diámetro del centr caño) oide = 225.95 cm ( 88.959. ulg) La Rigidez del Caño, PS, se determina íente manera utilizdo ASTM D2412.

El ParedCañoTotal AcMoldPres altura del concreto durante el moldeo tud de caño = 7.32 metros (24 pies) en Delta = oColadaAcero ID Acero . n.!DAc(S E Acero en delta = 0.113 m3 (3.989 pies3) Volumen Delta a Delta = a Delta = La caída en la altura del cm (6.233.pulg) durante la operación de colada.

Los PCSP de la presente invención pu icados usado cierto número de técnicas de ión diferentes. Estas técnicas pueden compr eo a presión horizontal o vertical, de acuerdo a ica ej emplificativa comprende presurizar la com concreto o mortero vertida para imponer un ado sobre la carcasa metálica a través del us o hidrost tico, por ejemplo, imponiendo un urizado o cuerpo de fluido como agua en contacto rficie de la composición de concreto o mortero.

La Figura 2 ilustra un ejemplo de conjun idad para fabricar el PCSP de acuerdo a los p S indicados. En esta modalidad ej emplificat iza una carcasa metálica cilindrica 32 con los 36 unidos a los respectivos extremos de la mis a descripto. El espesor de pared de la carcasa e oscilar dentro de los intervalos antes indic modalidad ej emplificativa, la carcasa metálica o o puede fabricarse en una máquina de cilindro ándose los extremos 34 y 36 a la misma. En una rial estructuralmente rígido como un material met na modalidad preferida el material preferido es a El o los canales 40 están dimensionados forma tal como colocar uno o más elementos de ectivos 42, en tanto el o los elementos de se n dimensionados y tienen una forma tal co strar y formar un sello contra un diámetro int emo de la carcasa metálica 36. En una erida, el anillo base comprende un par de ca rados axialmente entre sí por una distancia dese o de la superficie externa, y comprende los re entos de sellado 42 en forma de anillos anula los de sellado anulares 42 preferentemente se re aterial elastomérico como goma o similar capaz d sellado por encastre con el extremo de la sable 52.

El anillo base 38 además incluye una seccio ecta radialmente hacia el interior desde el c e el diámetro interno del anillo base, y que se un tubo de desplazamiento en general cilindrico lo, un extremo inferior del tubo de desplazamien a sobre el anillo base. . Tal como se ilustra en l l elemento colapsable del molde interno 52 se éntricamente sobre un diámetro externo del lazamiento 5 . El elemento colapsable del molde tubo de desplazamiento respectivamente se real material estructuralmente rígido, como un IÍCO, y en una modalidad preferida tanto el sable del molde interno con el tubo de desplazam en acero. lo, bobinados hacia si mismos, para reducir el elemento de molde interno y en consecuencia hace ento de molde interno colapse con el fin de faci ción del PCSP formado.

En una modalidad ej emplificativa, los extr ento colapsable del molde interno están conectad or un mecanismo que opera para mantener un diáme elemento de molde interno durante una oper urización, y puede ser accionado para acer emos del elemento de molde interno para en cons psar el elemento de molde con el fin de fáci ración del elemento del molde del centro de co ero moldeado. El elemento de molde interno ade igurado para minimizar las fugas de composi reto o mortero durante el vertido y la formación te en la estimulación de un encastre de sellado e una sección terminal inferior del elemento co molde interno y el anillo base. El anillo de rior 56 puede estar realizado en un ucturalmente rígido y comprender uno o más eleme s o juntos formen un soporte anular éntricamente hacia el interior de la sección rior del elemento colapsable del molde interno, lidad ejemplificativa, el anillo de refuerzo hecho de acero y soldado a una porción infe ento de molde interno.

Hacia la parte superior del conjunto 30, se illo superior anular 58 en posición adyacente al rior de la carcasa metálica 32. En una plificativa, el anillo superior comprende una goma o similar. .

A pesar que la modalidad de la Figura 2 il de elementos de sellado en la parte superior e conjunto en los canales respectivamente dispuest emo campana y el anillo base, se entiende nismo de sellado específico empleado en la form ello deseado en la parte superior y base de la C reto o mortero 46 puede ser diferente al des trado, y que tales variantes caen ' dentro del al resente invención.

El diámetro interno de la sección ext lo superior además incluye una región cen ns iones y configurada para alojar un m urización y un volumen extra deseado de co ero sobre la espiga 34. El volumen extra provis rización es agua y la región central del anillo dimensionada para tener una altura vertical c emplar el cambio de volumen de concreto o morter uce durante la presurización, con un diámetro rior a aquél de la región inferior del anillo s dimensionamiento del diámetro interno de la rna del anillo superior de esta forma limita el el extremo 34 se inserta durante el montaje eso de vertido de la composición de concreto o mo onjunto 30 y en la cámara 46 y subsecuente rización de la composición de concreto o ida .

La sección externa del anillo superior 60 región superior del diámetro interno q nsionada y tiene una forma tal como para a entralización (no se ilustran) . La sección in dispuesta radialmente hacia el interior desde la rna 60 y radialmente hacia el exterior a cierta d tubo de desplazamiento hasta una posición adyace emo superior del elemento colapsable del molde La sección interna 68 incluye un par de labios o se proyectan en dirección descendente 70 los cual estos y dimensionados para permitir la coloca emo superior del elemento colapsable del molde in e ellos.

En una modalidad ej emplificativa, el sable del molde interno 52 se fija a una estru cación del anillo base 38, y por lo menos un os del anillo superior 70 limita el despl almente hacia el exterior del elemento colaps de una superficie del diámetro interno del sable del molde interno 52 adyacente a la na del anillo superior 68, y ayuda en la impul nto de molde colapsable 52 contra el labio o de refuerzo superior 72 se realiza en un cturalmente rígido y puede comprender uno ntos que solos o juntos formen un soporte esto concéntricamente hacia el interior de la nal superior del elemento colapsable del molde na modalidad ejemplificativa, el anillo de ior 72 está hecho de acero y se suelda al ext nto colapsable del molde interno 52.

El elemento superior o elevado de pre ende un elemento anular dispuesto radialmente on externa del anillo superior 60, a lo larg ado anula 78 se dispone dentro del canal izarse en un material elastomérico con el fin de ello deseado con la sección externa del anillo s rnativamente, la región superior del diámetro int lo superior puede estar configurada con el ca tir la colocación de un elemento de sellado en é El elemento superior de presión 66 además superficie de pared de diámetro interno disp ción adyacente a una superficie externa de la rior del tubo de desplazamiento 74, y configur eer un sellado por encastre. En una plificativa, la sección superior del t lazamiento comprende un canal 80 unferencialmente a lo largo de su superficie ex está dimensionado para permitir la colocació siones tales como para tener un borde de rno capaz de concordar con un canal 86 dispue o de un diámetro externo de la sección superior esplazamiento 74. El elemento de sujeción encast 1 86 para resistir el empuje de presión impuesto entó superior 66 durante la operación de m ión.

El tubo de desplazamiento 54 es un ele ral cilindrico que se extiende desde la sección n dirección descendente hasta el anillo base 3 e incluir uno o más nervios 88. El o los nervio objeto estabilizar el tubo de desplazamiento so causado por la presión externa aplicada al si e durante la operación de colada a presión, nderse entre porciones diametralmente opuestas encional, como un caño de suministro de agua, lidad preferida, la entrada 90 está dispuesta cer del tubo de desplazamiento 54 y configurada para uministro de agua presurizada desde un dispos rízación adecuado como desde el extremo de des omba o similar.

El conjunto antes descrito 30 es operad íente manera para obtener un PCSP. Antes de la co elemento de presión superior 66 y el elemento de obre la porción superior del conjunto, se vie modo introduce un volumen deseado de una compos reto o mortero en la cámara 46 formada entre la lica 32 y el elemento colapsable del molde intern En una modalidad ej emplificativa, la compos reto o mortero comprende una mezcla que ti secado con el fin de ayudar a mantener la tensión e la pared del caño durante la operación.

En una modalidad preferida, el pretens ro de concreto será muy pequeño o será eliminado la presión interna alcance la presión opera erzo de tensión máximo sobre el centro de concr tado para garantizar que éste esté en contacto etro interno de la carcasa metálica o que ñente un muy pequeño espacio anular entre el c reto y el diámetro interno de la carcasa metálic acto o proximidad cercana ayudará a garantizar ro de concreto provea el entorno altamente sario para proteger al acero de la corrosión du ??? de aproximadamente 50 años. En una erida, el acero soportará las cargas de la pres sa para la fabricación del PCSP de esta for r de acuerdo a factores como longitud del PCS or deseado del recubrimiento- de concreto. La com oncreto o mortero es suministrada a la cámara la superficie superior del vertido se extiend superior del extremo 34. En una m lificativa, la composición de concreto o mo istrada al molde de modo que su superficie se ex s de cierta distancia en el anillo superior 58 expresado, el anillo superior 58 opera para pr en extra de concreto o mortero de utilid nsar el movimiento descendente del nivel ficie de concreto o mortero dentro del molde du rización debida a la expansión hacia el exteri sa de acero. En una modalidad ejemplifícat colocados sobre la parte superior del conjunto. e el agua al sistema de molde a través de la en 90 bajo una presión operativa deseada. El agua onjunto, llenando una cámara de agua anular 94 el tubo de desplazamiento 54 y el elemento co molde interno 52. El agua también se desplaza superior del conjunto llenando una cámara sup conjunto que se dispone por sobre la superfici sición de concreto o mortero, y que está def ral dentro de la región central del anillo super dentro del conjunto posee la misma presión dentr ras 94 y 96, por medio de lo cual se impone una da sobre la composición de concreto o mortero so vez la posición radial del centro colapsable de nto, por ejemplo, se ejercen presiones igual , es decir, el agua no se curará en la b rización como ocurriría si la presión fuese m una bomba de presión de concreto o lechada. La ta de tiempo que la composición de concreto o mo rizada depende del diseño de caño y/o crit imiento específicos, el tipo de composición de a, así como de la aplicación final.

Los PCSP y métodos de fabricación de los m rdo a los principios de la presente invención pu didos de una mejor manera con referencia al s lo . lo Se fabricó un PCSP usando el conjunto ilus igura 2, con un diámetro interno de la carcasa proximadamente 92 pulgadas (233.68 cm) , suministr onente de cemento revelado en la composición pr e reemplazarse con un agente expansivo, como el onent de CTS Cement Manuf cturing Corp, con el ensar la contracción debida al secado y el escur composición fue suministrada a la cámara de m reto o mortero. El elemento colapsable del molde ispone de modo que el diámetro interno del recu concreto curado resultante sea de aproximada adas (213.36 cm) . La carcasa metálica fue pro a de una carcasa de acero con un espesor de imadamente 0.16 pulgadas (0.41 cm) . El espesor recubrimiento de concreto deseado para este PCS imadamente 4 pulgadas (10.16 cm) . Una vez sum omposición de concreto a la cámara de moldeo, el oducida al sistema de molde de modo que cub iseño de caños de agua y sólo es posible debido sor del recubrimiento de concreto capaz de sopo as externas del suelo. La presión de agua fue m ste nivel durante aproximadamente 24 horas, con impone una tensión sobre el tubo de a imadamente 54,000 lb/pulg2 (3796.58 kg/cm2) haci xpanda. Luego de 24 horas de curado a tem ada, por ejemplo, de entre 140 y 160°F (60 y 71.1 ento de molde interno colapsable fue llevad ción retraída y la presión de agua dentro del aliviada, haciendo que el tubo de acero se r e el centro de concreto colocándolo bajo compre resultante fue retirado del conjunto, y se ínuara el curado bajo condiciones de presión a diatamente luego del curado a temperatura bomba o similar, debido a la naturaleza inhere siva de la composición de concreto así como en r io en las características reológicas que se sab el tiempo a medida que la composición se cura, area de mantener una presión deseada constante ente .

El uso de agua como medio de presurizac urizar la composición de concreto o mortero evi tiones y permite imponer una presión constante osición de concreto de una forma relativamente do un equipo de bombeo convencional, y de modo q te el equipo por el curado de la composición. que la composición de concreto es auto esta ará en gran medida como agua y transferirá la cada a la superficie de la composición en el mo fuerza de compresión deseada a través del ensación'en caso que haya alguna fuga de compos reto o mortero.

Una vez que el centro de concreto o mortero tido a una presión deseada durante un período de o, la presión es retirada liberando el a unto, haciendo que la carcasa metálica se contrai brimiento o centro de concreto curado, por .med se pretensa el centro al colocarlo bajo compres que esto ocurre, el diámetro interno del recubrim reto o mortero también se reduce, haciendo que s e el centro colapsable, evitando de esta forma e lemento central interno que sea colapsable para xtracción del caño de PCSP moldeado. En una erida, una vez que el PCSP ha sido presurizado d icada entre ellas. En la modalidad ejempli trada en la Figura 2, el agua de presurizació e la cámara 94 a la cámara 96 a través de los los de centrado 70 debido a la falta de sello a, es posible proveer canales y/u orificios con e tar el paso deseado de agua entre las cámaras 94 Una vez que el elemento de molde int sado, y la presión es liberada, el elemento de rior 66 es retirado y el resto de los eleme nto de moldeo/presurización son desmontados. e ser retirado del anillo base 38. El PCSP e ser transportado a una ubicación deseada para e ional del recubrimiento de concreto o morte ??? ambiente y en un entorno de hidratación, por e pueda ser sometido a la acción del agua en la m da en el interior del molde. Las 24 horas de c r representan el equivalente a 7 días de c iciones ambiente que representan normalmente el 8 stencia a 28 días. El vapor a alta temperatura ac cidad de curado, permitiendo retirar el PCSP del oldeo a presión más rápido, mejorando la velo icación de PCSP adicionales.

La Figura 3 ilustra otro ejemplo de conjunt idad para fabricar el PCSP de acuerdo a los pr s enunciados, que es algo similar al riormente . y que se ilustra en la Figura 2 dado qu lemento colapsable de molde interno y un rización de agua para moldear por presión y conf . En general, el conjunto utiliza una carcasa drica 202 que comprende los extremos 204 y 20 tubo de desplazamiento 212 que está en contact nto de tapa superior 213 dispuesto en una rior del conjunto 200. El tubo de desplazami ral está configurado del mismo modo que el conjun ra 2, y comprende una entrada de agua 214 que se avés de una porción de pared para recibir el rización en el conjunto.

Un elemento colapsable del molde interno rpone radialmente entre la carcasa metálica 202 y esplazamiento 210. El elemento colapsable d rno está configurado del mismo modo descripto nto ilustrado en la Figura 2, y forma junto sa metálica una cámara o cavidad de molde ir y moldear una composición de concreto o mo . Los anillos o bandas de refuerzo superior e un labio o anillo 230 que se proyecta en d ndente para concordar con una superficie ext nto colapsable del molde interno 216 para li azamiento radial durante el proceso de moldeo a La sección del anillo superior 212 se fi mo superior del tubo de desplazamiento 210. El apa superior 213 se dispone sobre la sección de ior 212 del tubo de desplazamiento 210. El con .superior 213 incluye un tubo de llenado 232 que abertura que se extiende por un anillo anular y un anillo anular inferior 231 del conjunto ior 213 con el fin de facilitar el suministr sición de concreto o mortero en la cavidad de y 228 antes de la presurización . El tubo de 11e incluir un extremo de conexión herméti un anillo anular superior 236 y un anillo anular separados y fijados por placas de sujeción. El apa superior 213 se sella en los sellos anular El conjunto de tapa superior es mantenido en ante el uso de un elemento de sujeción 238, lo a presión y similar. En una modalidad ejemplif lemento de sujeción 238 es un anillo a presió a por encastre dentro de un canal dispuesto a lo superficie adyacente del anillo terminal 212 que ubo de desplazamiento 210.

Los materiales usados para formar to entos indicados para el conjunto 200 pueden os que aquellos empleados en el conjunto 30 tra en la Figura 2.

Configurado de este modo, el conjunto caclo para el conjunto ilustrado en la Figura 2, leñado de composición de concreto o mortero se e a distancia deseada por sobre el extremo 2 * mplar la caída en el nivel de la superficie de te la presurización, debido a la expansión exter sa metálica. En una modalidad ejemplificat nto 200 puede incluir otro tubo que se imadamente a 180 grados del tubo de 1leñado, y q e como un tubo de observación para determinar c lcanzado el nivel deseado de la superficie de c e prefiere, es posible colocar un flotante o ar en el tubo de observación para facili minación exacta del nivel de llenado.

Una vez que la composición de concreto o mo suministrada, el tubo de llenado se cierr duce a ua en el con unto a través de la entra rado en la Figura 2.

La Figura 4 ilustra otro conjunto ejempli de utilidad para fabricar el PCSP de acuerd ipios antes indicados. A diferencia de los eje ntos ilustrados en las Figuras 2 y 3, que úti interno colapsable, la modalidad del conjunt a 4 emplea un elemento de pared, por ejemp a, un tubo de fibra de vidrio o similar, capaz para formar el diámetro interno del recubrim eto durante el proceso de vertido y colada a pre nto es removido del recubrimiento de concreto el PCSP se forma liberando la presión de e al en la cámara 152.

El conjunto 100 utiliza una carcasa metáli extremos 104 y 106 unidos a los respectivos lazamiento .

El anillo base 108 además incluye un mecani r y formar un sello con un elemento de pared 116 lidad ej emplificativa, el mecanismo se provee en illo de sellado 118 configurado para calzar dent 1 120 dispuesto a lo largo de una superficie supe lo y que puede fijarse de modo no permanente al s de una conexión roscada 122. El anillo de sell igurado para acoplarse a una porción termi nto de pared, que se fija y sella al anillo nto de sellado 124 puede ser usado de ser neces in de garantizar un sellado deseado entre el ele y el anillo base.

Con referencia a la parte superior del un anillo superior 126 comprende una sección ext se is ne sobre una orción del extremo 104 u ior 136 incluye un canal 140 que posee un ele do anular 142 el cual provee un sello deseado on interna del anillo superior 134.

El elemento de pared 116 está fijado a la ior mediante un mecanismo de fijación adecuado do al tipo de material seleccionado para el ele . Si el elemento de pared está provisto en form a elastomérica, el mecanismo de fijación usa ía a la sección superior puede ser un zuncho o entenderse que el tipo y/o configuración exa ismo de fijación usado para fijar el elemento la sección superior y anillo base pueden y n de acuerdo al tipo de material y/o estructur en en la formación del mismo. Por ejemplo, c nto de pared 116 se provee en forma de un t o ero ex andible como un tubo de fibra de r el sistema de molde. En este ejemplo, la do superior 148 incluye un tubo de llenado (com serva en el conjunto ilustrado en la Figura 3) nde a través de la tapa 148 para suministrar un do de la composición de concreto o mortero al co El conjunto 100 ilustrado en la Figur zado para conformar un PCSP de la siguiente fo ertido, bombeado o suministrado de otro modo un do de la composición de concreto o mortero a la molde o cámara 146 a un nivel deseado dentro a de agua 150 (según se ha expuesto para conte en el nivel de la superficie de concreto du rización) y sellada la fuente de llenado de co ro, se introduce agua presurizada al conjunto que cubra la superficie de la composición de co ro vertida llenando la cámara de a ua 150 d sobre el elemento de pared propiamente dicho idad dado que el fluido en la vejiga, es decir, ede ser comprimida.

En otra modalidad del conjunto 100, el elei 116 es un elemento activo como un tubo de o dispuesto concéntricamente sobre el t azamiento. En esta modalidad, antes de colar e oncreto, la cámara o cavidad anular 152 existen ubo de desplazamiento y el caño se presuriza o como agua, y el caño es expandido bajo pre o de presurización dentro de la cavidad 152 es agua presurizada es introducida en la cámara d egún lo expuesto para moldear a presión el recub ncreto o mortero.

La presión de agua utilizada para moldear a om osición de concreto o mortero en esta modal cubrimiento de concreto o mortero curado comprim ciendo que el diámetro interno del recubrimi eto o mortero disminuya. El fluido en la cámar de ambas realizaciones indicadas luego es des ndo que la vejiga en una modalidad y el tubo d a otra modalidad se contraigan y queden liber tro interno del recubrimiento de concreto o o, con lo cual el PCSP formado puede ser extr nto. Los componentes del conjunto luego son des PCSP resultante puede ser retirado según lo d las, realizaciones de conjuntos ilustradas en las .

En general, los PCSP fabricados del modo d moldeados a presión usando los conjuntos y de a étodos de procesamiento expuestos durante un pe h ras ermitiendo currimiento en el concreto o mortero provocado p a de compresión aplicada al recubrimiento de el cilindro de acero. El uso del adhesivo de e ayudar a mantener el pretensado máximo sobre e oncreto y la carcasa metálica respecto .del rizado en la carcasa metálica durante el pro a a presión y curado.

En una modalidad ej emplificativa, puede le o conteniente moldear a presión por imadamente el 90% del SMYS . El alivio de presión roceso de colada a presión reduce el esfuerzo d 1 PCSP a un valor sustancialmente inferior al En este punto, la presencia de un agente de e a composición de concreto o mortero puede ap rzo mayor sobre el acero para compensar las pérd - r l a on, de modo que estos dos efectos opuestos se c sí una vez que el caño es moldeado a presión.

Los agentes de expansión adecuados de uti in incluyen aquellos disponibles bajo la deno nent de CTS Cement Manufacturing Corp, tendi nsar la contracción por secado y escurrimiento . idad ej emplificativa, el agente de expansió ender hasta aproximadamente 15 o 20 por ciento omponente cemento usado en la composición de c entenderse que cualquier uso opcional de un a sión y la cantidad de uso pueden y dependerán d o de factores como los materiales usados cación del caño, los criterios de diseño de inge etros de rendimiento, y la aplicación final.

En una modalidad e emplificativa, la pre el recubrimiento de concreto y el caño de acero eración. Nótese que pequeños espacios anulares o concreto son aceptables y han sido probados en cero como el caño AWWA C300, aunque debe evita o de esfuerzo sobre la carcasa de ace rimiento de concreto podría ser anclado al caño evitar este . espacio anular, poniendo rimiento bajo tensión durante la operación. Tod ntes son posibles y pueden ser aconsejables para aciones .

En una modalidad preferida, el recubrimi eto o mortero se encuentra bajo una pretens ña del cilindro de acero bajo las presiones ope contrario el cilindro de acero se expande muy el diámetro libre del centro de concreto o m resiones o erativas. Esto »ermite la utilización erable. Aproximadamente el 70% de la contracc o es reversible cuando el caño es inundado con el recubrimiento de concreto reabsorbe el agua te el secado. Esta re-expansión del concreto p como parte del pretensado neto del recubrim eto, incluyendo las varia pérdidas y ganancias a a presión de colada inicial, la contracción por o, la expansión del concreto a partir del a sión más el escurrimiento en el acero y el recub ncreto bajo una carga sostenida.

Una característica de los PCSP construidos ipto es que comprenden un recubrimiento de co ro capaz de proveer cierto grado de resistenc sión que cumple con lo que actualmente provee drico de acero reforzado con concreto PCCP, y el ñ onvenció efectos no deseados de un ambiente corr ferencia catódica. Adem s, la carcasa metálica p mente reparada mediante un parche soldado o sim de identificarse una sección corroída, sin t el caño de servicio y/o sin tener que desenterr Además, los PCSP construidos de este mod fabricados en una sola etapa de moldeo a presió se conforma el recubrimiento de concreto in a que se impone la fuerza de pretensado sobre la ica que luego comprime el concreto, por medio de vita la ejecución de múltiples etapas con lo a tiempo y trabajo. Además, los PCSP fabricados que usan agua como el medio de presurización e ilidad de fallas en el bombeo durante el pr rizacion que podrían redundar en una pieza rota, CSP hace al caño muy robusto para el trans rado sin soportes, lo cual reduce más los eo ión al caño de " acero recubierto con ncional. Las ecuaciones antes listadas pro lo comparativo de la rigidez de caño entre el convencional y el caño de acero moldeado a pres Otras modificaciones y variantes de los os y conjuntos para la fabricación de los mi do a los principios de la presente invenci ntes para los expertos en el arte. En consecue nde que la presente invención puede ser lleva tica dentro del alcance de las reivindicacione añan en una forma distinta a la específ rita .

Se hace constar que con relación a esta f método conocido or la solicitante ara lle

Claims (1)

1. REIVI DICACIONES Habiéndose descrito la invención como ante ma como propiedad lo contenido en las si ndicaciones : 1. Un caño de acero recubierto moldeado a terizado porque comprende: un recubrimiento de concreto o mortero an un diámetro interno del caño; una carcasa metálica que rodea el recubrimi en donde el recubrimiento está en contacto na superficie de pared interna de la carcasa met ncuentra en estado de compresión mediante la ica . 2. El caño de conformidad con la reivindic terizado porque la relación del espesor de par cubrimiento y la carcasa metálica oscila aproxim a aproximadamente entre 1.5 y 10 pulgadas (3.81 5. El caño de conformidad con la reivin racterizado porque comprende además un recubrim ial dieléctrico dispuesto a lo largo de la su na de la carcasa metálica. 6. El caño de conformidad con la reivin aracterizado porque el recubrimiento de conc za in situ mientras una composición de con ro sin curar y la carcasa metálica son presuriza ar al recubrimiento en un estado de compresión c rimiento se cura y la presión es liberada. 7. Un caño de acero recubierto moldeado a terizado porque comprende: un recubrimiento de concreto o mortero an un diámetro interno del caño; 8. Un método de fabricación de un caño ierto moldeado a presión caracterizado porque c asos de: suministrar un volumen de una composi eto o mortero a un molde formado entre una ica a lo largo de un diámetro externo y un al móvil a lo largo de un diámetro interno, en en de la composición de concreto hace contacto za y el elemento central durante el paso de sumi someter la composición a una fuerza de co expandir la carcasa metálica; liberar la fuerza de compresión una vez sición de concreto o mortero ha alcanzado cier rado para formar un recubrimiento de concreto o anto el paso de liberación hace que la carcasa ga una fuerza de compresión sobre el recubrimien 11. El método de conformidad con la reivin racterizado porque el elemento central es provis de un elemento elastomérico. 12. El método de conformidad con la reivin racterizado porque el elemento central es provis de un elemento rígido colapsable. 13. El método de conformidad con la reivin racterizado porque el elemento central es provis de una estructura rígida cilindrica qu dirse para permitir la formación del recubri aerse para permitir la extracción del centro l o a presión . 14. El método de conformidad c ndicación 8,. caracterizado porque el elemento ce sto en la forma de un elemento de un tubo de resistencia. rimiento . 17. El método de conformidad con la reivin aracterizado porque el molde comprende una cámar stá orientada verticalmente . 18. Un caño de acero recubierto moldeado a onformidad con la reivindicación 8, caracterizad ecubrimiento de concreto o mortero está en to con la superficie de la pared interna de la lica . 19. Un caño de acero recubierto moldeado a onformidad con la reivindicación 8, caracterizad ecubrimiento de concreto o mortero tiene un esp senta aproximadamente entre 10 y 50 veces el es de la carcasa de acero. 20. Un conjunto de moldeo a presión para ño de acero recubierto, caracterizado porque com elemento de molde interno para contener cierta a composición de concreto o mortero; y un medio para introducir un medio de presu o en el molde y en contacto con una superfici sición de concreto o mortero para hacer sición expanda la carcasa metálica; en donde el diámetro del elemento de molde reducirse una vez que la composición ha alea determinado de curado. 21. El conjunto de moldeo a presión de con la reivindicación 20, caracterizado porque el rización fluido es agua. 22. El conjunto de moldeo a presión de con la reivindicación 20, caracterizado porque c s un tubo de desplazamiento que se ntricamente hacia el interior del elemento uperficie de la composición de concreto o mor o de la cámara de fluido anular. 25. El conjunto de moldeo a presión de con la reivindicación 20, caracterizado porque c s un medio de sellado para contener la compos eto o mortero dentro de la cámara anular dur ción de presurización usando el medio de presu o . 26. El conjunto de moldeo a presión de con la reivindicación 20, caracterizado porque el ior incluye un anillo superior dispuesto s mo de la carcasa metálica. 27. El conjunto de moldeo a presión de con la reivindicación 26, caracterizado porque la su la composición de concreto o mortero antes rizada se dispone por sobre un extremo de la 30. El conjunto de moldeo a presión de con la reivindicación 20, caracterizado porque el ele interno es un elemento elastomérico . 31. El conjunto de moldeo a presión de con la reivindicación 20, caracterizado porque el ele interno es un elemento cilindrico rígido q dirse y contraerse suficientemente para per eo del recubrimiento y la liberación del recub ismo.