MXPA06010413A

MXPA06010413A - Revestimiento para rehabilitacion de sistema de aguas residuales.

Info

Publication number: MXPA06010413A
Application number: MXPA06010413A
Authority: MX
Inventors: James M Hume
Original assignee: James M Hume
Priority date: 2004-03-11
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2007-03-15
Also published as: US20040175559A1; US7279196B2; WO2005087491A1

Abstract

Una tecnica y dispositivo para rehabilitar o reparar los componentes del sistema de aguas residuales, o similares, que comprende un revestimiento multicapas aplicado por aspersion que sella los componentes e imparte integridad estructural. El revestimiento comprende una capa iniciadora, una primera capa de barrera contra la humedad, una capa de espuma y una segunda capa de barrera contra la humedad. La primera y segunda capas de barrera contra la humedad preferentemente se hacen del mismo material y forman un revestimiento sobre ambos lados de la capa de espuma interna. La combinacion de la capa de espuma y las dos capas de barrera contra la humedad imparte resistencia e integridad estructural al revestimiento curado.

Description

REVESTIMIENTO PARA REHABILITACIÓN DE SISTEMA DE AGUAS RESIDUALES ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La invención se relaciona en general con la rehabilitación o reparación de componentes del sistema de aguas residuales, tales como registros, caños cloacales, estaciones de elevación o aclaradores, a través de la aplicación de un revestimiento multicapas. Más particularmente, la invención se relaciona con la rehabilitación de aquellos sistemas donde el revestimiento multicapas se aplica por aspersión y comprende al menos una capa alisadora y una capa de barrera. Aún más particularmente, la invención comprende un revestimiento tal en donde la capa alisadora está compuesta de espuma de uretano, la capa de barrera está compuesta de una mezcla de poliurea y polímero de isocianato. Alternativamente, la capa alisadora puede ser un epoxi y la capa de barrera una espuma de poliurea. En una segunda realización, la invención se relaciona con un revestimiento de multicapas compuesto de una primera capa de barrera, una capa alisadora y una segunda capa de barrera.

Descripción del Arte Previo El deterioro de los componentes del sistema de aguas residuales es un problema grave y creciente. Originalmente construidos de una construcción de ladrillos, bloques u hormigón, estos componentes desarrollan fugas, rajaduras y perforaciones debido a la antigüedad, la erosión, la corrosión y la intrusión de aguas subterráneas. Los derrames desde registros y líneas cloacales antiguas contamina el medioambiente y algunas veces deriva en un daño catastrófico con respecto a los costos de limpieza y reparación.

Muchas estructuras de hormigón, tales como áreas de contención o lagunas, requieren un revestimiento para impedir los derrames o el deterioro del hormigón desde el material, que con frecuencia es corrosivo y/o tóxico. Debido al tamaño de la mayor parte de estas estructuras, un revestimiento preformado es tanto impráctico como costoso. En consecuencia, sería beneficioso un revestimiento por aspersión que puede aplicarse en forma relativamente rápida, fácil y a un costo reducido.

Dado que el costo de reparación de los componentes generalmente es muy inferior al costo del reemplazo, se han desarrollado muchas técnicas para reparar y rehabilitar los componentes del sistema de aguas residuales. Por ejemplo, se conocen los registros remoldeados y similares a través del uso de formas y hormigón vaciado, tales como las que se muestran en la Patente Estadounidense N° 5.032.197 de Trimble. Como este proceso requiere mucha mano de obra, muchas técnicas se refieren a revestimientos aplicados por aspersión. Por ejemplo, Strong en la Patente Estadounidense N° 5.002.438 enseña el uso de cemento asperjado para formar un revestimiento dentro de la estructura que se deteriora. También se conocen revestimientos de epoxi, acrílico o poliuretano aplicados por aspersión, como en el uso de sustratos impregnados con resina, tales como fieltro, como se enseña en la Patente Estadounidense N° 5.017.258 de Brown et al. Los sistemas aplicados por aspersión actuales tienen problemas de humedad, deslaminación, encogimiento y debilidad estructural derivados del medio típico encontrado en la operación de reparación.

La Patente Estadounidense N° 5.618.616 de Hume describe una técnica y aparato para rehabilitar componentes del sistema de aguas residuales en donde se utiliza un revestimiento multicapas para impartir resistencia e integridad estructural a los componentes. El revestimiento multicapas de Hume está compuesto de una capa iniciadora una primera capa de barrera contra la humedad, una capa de espuma y una segunda capa de barrera contra la humedad. La capa iniciadora se aplica directamente a la superficie de los componentes del sistema de aguas residuales y puede aplicarse a una superficie mojada. Generalmente, la capa iniciadora es un material epoxi.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar una técnica y estructura de revestimiento particular para reparar componentes del sistema de aguas residuales que se aplica por aspersión y no tiene los problemas relacionados con la humedad, deslaminación, encogimiento y debilidad estructural.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una invención tal que aumente la integridad estructural del componente requerido debido a la composición única de las capas dentro del laminado multicapas aplicado al componente.

Aún otro objetivo es proporcionar una invención tal que pueda aplicarse a cualquier forma de superficie que tenga cualquier cantidad de irregularidades y que tenga un tiempo de curado rápido.

EXTRACTO DE LA INVENCIÓN La invención es una técnica y dispositivo para rehabilitar o reparar componentes del sistema de aguas residuales y similares o para revestimiento y/u otras estructuras de hormigón tales como áreas de contención de hormigón, que comprenden un revestimiento multicapas, aplicado por aspersión que sella los componentes e imparte integridad estructural. El revestimiento comprende una capa alisadora y una capa de barrera. La capa alisadora se aplica a una superficie pretratada, seca, generalmente una superficie de hormigón o cemento. La capa de barrera se aplica a la capa alisadora. La combinación de la capa alisadora y la capa de barrera puede impartir resistencia estructural y rigidez al revestimiento curado, según la combinación específica de los materiales del revestimiento utilizados. Preferentemente, la capa alisadora es una espuma de uretano y la capa de barrera es una mezcla de poliurea e isocianato. La capa alisadora también puede ser un epoxi y la capa de barrera una espuma de poliurea.

En una realización alternativa, la invención es una técnica y dispositivo para rehabilitar o reparar componentes del sistema de aguas residuales y similares, que comprende un revestimiento multicapas aplicado por aspersión donde el revestimiento comprende una primera capa de barrera, una capa alisadora y una segunda capa de barrera. La primera capa de barrera se aplica a una superficie pretratada, seca. La superficie alisadora se aplica sobre la primera capa de barrera. La segunda capa de barrera se aplica posteriormente sobre la capa alisadora. La combinación de la primera capa de barrera, la capa alisadora y la segunda capa de barrera imparte resistencia y rigidez estructural sobre el revestimiento curado. Las capas del revestimiento son todos materiales de curado rápido. Preferentemente, la capa alisadora es una espuma de uretano y las capas de barreras son una mezcla de poliurea e isocianato.

En aún otra realización, la presente invención es un revestimiento que comprende un material de revestimiento de espuma. El material de revestimiento de espuma se aplica en una superficie de sustrato, en donde forma una envoltura interior endurecida, una capa estructural y aislante y una capa adhesiva exterior.

En ambas realizaciones, el sustrato puede limpiarse y secarse antes de la aplicación a la primera capa. Cuando el epoxi se utiliza para formar la capa alisadora, el sustrato no necesita estar seco antes de la aplicación.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una vista en perspectiva de corte transversal de una parte del revestimiento bicapas aplicado a un sustrato de hormigón.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de corte transversal de una parte del revestimiento multicapas aplicado a un sustrato de hormigón.

La Figura 3 es una vista en perspectiva de corte transversal de una parte del revestimiento de espuma aplicado a un sustrato de hormigón.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los revestimientos de la presente invención se aplican por aspersión utilizando técnicas de aire comprimido para rehabilitar y reparar sistemas de aguas residuales deteriorados o para revestir de otro modo estructuras de hormigón. Los componentes del revestimiento tienen velocidades de curado rápidas y el revestimiento curado generalmente imparte resistencia y rigidez estructural a los componentes revestidos .

Los componentes del sistema de aguas residuales, tales como registros, caños cloacales, estaciones elevadoras o de bomba y aclaradores, se degradan y se deterioran con el transcurso del tiempo, derivando en la pérdida de integridad y el derrame de componentes líquidos en el medioambiente. En forma similar, muchas otras estructuras de hormigón o de metal similares se deterioran y necesitan ser reparadas en una forma rápida, eficaz. Muchas estructuras de hormigón, tales como las áreas de contención de hormigón pueden necesitar revestimiento para impedir la filtración, derrame o deterioro desde el material frecuentemente tóxico o corrosivo contenido dentro de ellas.

Como se ilustra en la representación de corte transversal de la Figura 1, la invención comprende un revestimiento bicapa 11 aplicado a un sustrato 20 de hormigón, ladrillo, bloques, metal o similar. Generalmente, el sustrato 20 es un registro o caño cloacal deteriorado que tiene una superficie irregular con rajaduras o perforaciones, pero puede ser cualquier sustrato que necesite protección, tal como una estructura de contención de hormigón. El revestimiento 11 comprende en una primera realización una capa alisadora 25 y una capa de barrera 30. En una segunda realización y como se muestra en la Figura 2, el revestimiento 10 también puede comprender una primera capa de barrera 12, una capa alisadora 13 y una segunda capa de barrera 14. El revestimiento 10 se aplica de manera tal que cubra la superficie interna completa del sustrato 20, que suele tener una configuración generalmente tubular, aunque es posible cualquier forma o configuración y la técnica es aplicable sin importar la forma particular del sustrato.

En una primera realización de la invención, la superficie del sustrato 20 inicialmente preparada utilizando el estallido de agua a alta presión o arena abrasiva para remover todos los contaminantes duros, todos los microorganismos o materias vivas tales como moho, etc, y todos los materiales degradados del sustrato en sí. La superficie del sustrato 20 luego se seca utilizando calor. Este proceso de secado elimina la necesidad de utilizar un iniciador para tratar la superficie del sustrato, como en el arte previo. La capa alisadora 25 se aplica directamente al sustrato 20. El calor para secar la superficie del sustrato puede proveerse por cualquier medio conocido en el arte. Los pasos de abrasión y secado deriva en una superficie limpia con una superficie optimizada para la adhesión del revestimiento. Cuando se utiliza epoxi como la capa alisadora, la superficie del sustrato no necesita secarse antes de la aplicación de la capa alisadora. Luego la capa alisadora 25 se aplica por aspersión utilizando dispositivos de aspersión de aire comprimido convencionales. En una realización, la capa alisadora 25 preferentemente está compuesta de una mezcla de poliuretano que rápidamente forma una espuma y se cura al salir de la tobera de aspersión del equipo de aplicación. Preferentemente, el material de espuma es principalmente del células cerradas y tiene un tiempo de elevación inferior a 30 segundos, y preferentemente inferior a 10 segundos. La capa alisadora 25 se aplica preferentemente para derivar en un espesor seco de por lo menos 25 milipulgadas, aunque la superficie alisadora puede ser más gruesa en su totalidad o en áreas seleccionadas, si es necesario. En otra realización, se puede utilizar un material de epoxi para formar la capa alisadora. Según el espesor de la capa alisadora 25 y el material específico del sustrato que se está cubriendo, la capa alisadora aplicada puede crear una capa interior más uniforme, su totalidad llena perforaciones, depresiones o rajaduras en la superficie del sustrato 20.

Finalmente, la capa de barrera 30 se aplica por aspersión sobre la capa completa de la capa alisadora 25. La capa de barrera 30 puede ser una mezcla polimérica de componentes separados que se mezclan cuando salen de la tobera de aspersión, los componentes reaccionan para formar un material duro al curarse. Preferentemente, se utiliza una mezcla de poliurea y un componente de isocianato, los dos componentes están formulados para tener viscosidades similares. En otra realización, la capa de barrera 30 puede ser una espuma de poliurea. Preferentemente, la capa de barrera 30 se aplica a un espesor de la película seca preferentemente de entre 40 y 80 milipulgadas, y aún más preferentemente a un espesor de 60 milipulgadas. Se debe entender, sin embargo, que las características específicas de la capa de barrera están indicadas por la aplicación específica. El material utilizado para la capa de barrera debe tener un tiempo de gel inferior a pocos segundos y preferentemente inferior a tres segundos, con un tiempo de curado total inferior a 60 segundos y preferentemente inferior a 30 segundos, y tener un encogimiento mínimo durante el curado. Este curado rápido es necesario para asegurar la integridad de la capa de barrera aún cuando se aplique en condiciones no óptimas. La mezcla de poliurea e isocianato preferida tiene una resistencia a la tracción superior a 1500 psi, un porcentaje de estiramiento del 125%, una resistencia a la rotura de 350 psi, una dureza del borde D de 55 y un módulo de 100% superior a 1500. La capa de barrera es impermeable al agua y otros fluidos y es una capa estructuralmente rígida adherida al sustrato de manera tal que permanezca adherida en las condiciones de arrastre superior a 300 psi.

En una segunda realización de la invención, que se muestra en la Figura 2, el revestimiento 10 está compuesto de una primera capa de barrera 12, una capa alisadora 13 y una segunda capa de barrera 14. Las capas de barrera tienen las mismas propiedades descritas para la capa de barrera de la primera realización. En forma similar, la capa alisadora 13 de la segunda realización es idéntica a la capa alisadora 25 de la primera realización.

La superficie del sustrato 20 se prepara como se describió previamente y la primera capa de barrera 12 se aplica por aspersión a ella. La capa alisadora 13 luego se aplica de manera que cubra completamente la capa de barrera 12. La segunda capa de barrera 14 luego se aplica para cubrir la capa alisadora 13.

El revestimiento 10 resultante de cualquiera de las realizaciones es una barrera impermeable al agua resistentemente adherida al sustrato que impide que los líquidos se derramen fuera del sistema de aguas residuales o de la estructura de hormigón y también impide que el agua subterránea entre al sistema. Más fundamentalmente en términos de longevidad, el revestimiento 10 es un miembro estructural que hace más resistentes a los componentes del sistema de agua no importa en qué magnitud se hayan deteriorado o en qué magnitud estén expuestos a sustancias o materiales corrosivos. Los revestimientos impermeables al agua utilizados previamente, ya sea compuestos de epoxi, acrílico, poliuretano o sustratos impregnados con resina, no se adhieren en forma resistente al sustrato y tienden a deslaminarse con el transcurso del tiempo. Estos revestimientos típicos no refuerzan o imparten ninguna resistencia estructural a los componentes del sistema. Los revestimientos de la presente invención no solamente crean una barrera contra los líquidos, sino que también agregan resistencia de los componentes del sistema de aguas residuales proveyendo un miembro de refuerzo que es estructuralmente rígido debido a sus composiciones de capas .

El revestimiento de la segunda realización es un panel de revestimiento deformado, compuesto de una capa interna de espuma estructuralmente rígida unida por dos capas superficiales adheridas, una primera capa de barrera contra la humedad y una segunda capa de barrera contra la humedad, que están bajo deformación debido a la velocidad de curado rápida del material cuando se aplica. El tiempo de curado rápido no permite deformaciones internas creadas por la magnitud pequeña de encogimiento durante el curado se relaje, como ocurre en las películas asperjadas con tiempos de curado prolongados. Los principios de los paneles de revestimiento deformado, conocidos en la industria de la construcción para paredes de edificios grandes, proveen un miembro estructural con resistencia e integridad estructural aumentada varias veces aquellas de los componentes individuales tomados por separado. Por lo tanto, la combinación del panel de revestimiento deformado creado por la combinación multicapas de la primera capa de barrera, la capa interna de espuma y la segunda capa de barrera contra la humedad adherida al componente del sistema de aguas residuales deriva en un componente reparado con características estructurales excepcionales debido a las propiedades de refuerzo del revestimiento, y es un sistema muy mejorado comparado con aquellos que se utilizan hoy.

Como se muestra en la Figura 3, el revestimiento 10 de la presente invención puede incluir una sola capa de espuma 40 aplicada directamente a la superficie de hormigón 20. Preferentemente, la superficie de hormigón 20 primero se prepara, por ejemplo mediante lavado a presión seguido por el secado. La superficie generalmente se seca utilizando calor. La capa de espuma 40 luego se aplica utilizando cualquier método adecuado conocido en la industria. La espuma preferentemente es una espuma de poliurea o una espuma de poliuretano. Cuando la espuma se seca y se cura, forma una envoltura endurecida, interior 42, un núcleo intermedio, estructural y aislante 44 y una capa adhesiva exterior 46. La envoltura interior 42 es generalmente impermeable al agua y cualquier otro producto químico corrosivo o tóxico que puede estar contenido o fluir a través del sistema revestido. La envoltura interior 42 puede proveer también alguna rigidez e integridad estructural al revestimiento. El núcleo intermedio 44 tiene generalmente una estructura celular e imparte resistencia y estabilidad al revestimiento, y también provee un efecto aislante debido al aire atrapado en la estructura celular del núcleo. La capa exterior o adhesiva 46 interactúa directamente con la superficie alisadora, generalmente formando una adhesión mecánica a ella y manteniendo el revestimiento con seguridad contra el sustrato. La capa exterior 46 también puede impedir la filtración del material indeseable en el sistema.

Se entiende que los equivalentes y las sustituciones obvias pueden ser conocidas para los expertos en el arte. El verdadero alcance y definición de la invención en consecuencia debe ser el expuesto en las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un revestimiento bicapas para revestir estructuras de hormigón que comprende : una capa alisadora y una capa de barrera, la capa de barrera está dispuesta sobre la capa alisadora.

2. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa alisadora está compuesta de un epoxi.

3. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la capa de barrera es una espuma.

4. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 3, en donde la espuma es espuma de poliurea.

5. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de barrera está compuesta de una mezcla de poliurea e isocianato.

6. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en donde la capa alisadora está compuesta de una espuma.

7. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 5, en donde la espuma es una espuma de poliuretano.

8. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de barrera tiene una velocidad de curado inferior a 60 segundos .

9. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa de barrera tiene menos de 80 milipulgadas de espesor.

10. Un revestimiento multicapas para revestir una estructura de hormigón que comprende : (a) una primera capa de barrera; (b) una capa alisadora dispuesta sobre la primera capa de barrera; y (c) una segunda capa de barrera dispuesta sobre la capa alisadora.

11. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la capa alisadora es una espuma.

12. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la espuma es una espuma de poliuretano.

13. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en donde la espuma es una espuma de poliurea.

14. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la primera capa de barrera y la segunda capa de barrera están compuestas del mismo material.

15. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la primera capa de barrera y la segunda capa de barrera están compuestas de una mezcla de poliurea e isocianato.

16. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la primera capa de barrera y la segunda capa de barrera tienen menos de 80 milipulgadas de espesor.

17. El revestimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en donde la primera capa de barrera y la segunda capa de barrera tienen velocidades de curado inferiores a 60 segundos.

18. Un método para revestir estructuras de hormigón que comprende : (a) limpiar una superficie de una estructura de hormigón; (b) aplicar un material de revestimiento de espuma a dicha superficie de la estructura de hormigón.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el material de revestimiento de espuma es una espuma de poliurea.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde le material de revestimiento de espuma es una espuma de poliuretano.

21. El método de acuerdo con la reivindicación 14, en donde el paso (a) además incluye los pasos de: (a) lavar a presión la superficie de la estructura de hormigón; y (b) secar térmicamente la superficie de la estructura de hormigón.