PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN DE CANALIZACIONES REALIZADAS EN UN MATERIAL CEMENTÍTICO QUE PRESENTAN UNA SECCIÓN CIRCULAR.

Proceso (1) para la producción de canalizaciones realizadas en material cementítico,

que presentan una sección circular y un espesor reducido, mediante la extrusión de una pasta a base de cemento, caracterizado porque comprende una etapa de cilindrado de la canalización neoextruida (12) en el interior de un molde tubular (9) que transmite una fuerza centrífuga a la canalización neoextruida (12) que mantiene su forma circular hasta que se obtiene un grado de endurecimiento del material cementítico, y caracterizado porque dicho molde tubular (9) comprende por lo menos un dispositivo de calibración automático que comprende por lo menos dos moldes calibradores

La presente invención deriva del campo de los procesos de extrusión de productos finales en forma tubular realizados en un material cementítico.

En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción mediante extrusión de canalizaciones realizadas en fibrocemento con una sección circular y un espesor delgado, adecuadas para canalizar líquidos y gases con un funcionamiento a presión atmosférica o ligeramente mayor. La presente invención también permite la producción de productos finales con una sección circular, para aplicaciones en el sector de la construcción e industrial, tal como, por ejemplo, encofrados y pilares.

En el transporte de agua potable, de riego y de aguas residuales normalmente se utilizan varios tipos de canalizaciones o conductos realizados en distintos tipos de materiales tales como: materiales cementíticos, materiales plásticos, hormigón, gres cerámico, así como hierro fundido.

Las canalizaciones típicas realizadas en material cementítico son canalizaciones realizadas en hormigón, hormigón reforzado, cemento de amianto y fibrocemento sin amianto. Por otra parte, los materiales plásticos más utilizados son PVC, polietileno, polipropileno y resina de vidrio.

Por lo que respecta a la forma de las canalizaciones, las que presentan una sección circular son las más utilizadas. Sin embargo, también existen canalizaciones con otras formas, como por ejemplo canalizaciones con apoyo para personas (parte inferior plana), canalizaciones elípticas u ovoides, canalizaciones rectangulares, o canalizaciones con otras secciones concebidas específicamente para favorecer el flujo de fluido máximo en su interior.

Los diámetros disponibles para las canalizaciones pueden variar y se dividen según los diferentes usos.

Otra característica constructiva relevante de estas canalizaciones consiste en su espesor; las que presentan un espesor denominado “espesor delgado” típicamente presentan un porcentaje de vacío de la sección mayor del 60%.

Con respecto a los procedimientos para la producción de canalizaciones realizadas en material cementítico, los mismos se conocen desde principios del siglo pasado.

En 1910, W.R. Hume describió, en la patente australiana nº 4843/2622, un procedimiento para la producción de canalizaciones de hormigón reforzado mediante la centrifugación utilizando la fuerza centrífuga. Se hacía girar a una velocidad elevada un molde cilíndrico con un eje horizontal cargado de hormigón, retirando el exceso de agua, hasta que se obtenía un material compacto. Las denominadas “canalizaciones Hume” todavía se producen, aprovechando aún la técnica basada en la centrifugación, utilizando, opcionalmente, hormigón reforzado con fibras de acero, u otras composiciones.

Otra técnica de producción utilizada en el pasado es la denominada “Rotopress” o “Giropress” en la que las canalizaciones se producían en vertical, mediante un mandril giratorio que compactaba el hormigón con una consistencia del tipo de tierra húmeda en una dirección axial.

Actualmente, este sistema se ha sustituido por otras tecnologías de producción como, por ejemplo, la tecnología de vibrocompresión, en la que se vuelve a utilizar el hormigón seco. En este caso, la canalización producida en vertical se retira inmediatamente del molde y se envía a la etapa de curado.

Con el tipo de tecnologías de producción mencionadas hasta ahora se obtienen canalizaciones que presentan un espesor relativamente elevado, que cumplen con la regulación europea EN 1916 (hormigón armado, hormigón no armado, hormigón reforzado con fibras de acero).

La patente alemana nº DE544046 da a conocer un procedimiento para consolidar y deshidratar de forma simultánea una canalización de cemento de amianto preformada que contiene agua, caracterizado porque dicha canalización preformada se inserta en un molde, que posiblemente presenta una sección circular, y se somete a una presión de rodillo desde la parte interior hacia la parte exterior de forma simultánea a lo largo de toda la longitud de dicha canalización.

Además de canalizaciones de hormigón, también se conocen las canalizaciones realizadas en fibrocemento que presentan un espesor delgado, principalmente producidas por medio del procedimiento denominado Mazza (que deriva de la tecnología Hatschek). En este caso, el material utilizado por excelencia era el cemento de amianto, sustituido recientemente por motivos medioambientales por el denominado fibrocemento. En el procedimiento Mazza/Hatschek, se utilizan composiciones cementíticos, que contienen cemento, fibras de proceso y fibras de refuerzo (tanto sintéticas como naturales), así como otros aditivos secundarios. Los productos obtenidos presentan elevadas prestaciones mecánicas, son extremadamente compactos y presentan un espesor reducido.

Más recientemente, se ha propuesto el uso de la tecnología de extrusión, ampliamente utilizada para materiales plásticos, metales, cerámica, ladrillos y gres cerámico, así como para materiales cementíticos. La extrusión se puede realizar mediante sistemas de tapón/cilindro por tandas o intermitentes (“extrusión de tapón” o “extrusión capilar”), o mediante sistemas continuos de tornillo/cilindro. Con la excepción del gres cerámico, en todos los otros casos la extrusión se realiza horizontalmente. De hecho, en el caso del gres cerámico, gracias al elevado espesor de las canalizaciones con respecto a su longitud (normalmente dos metros), se da una rigidez en el estado sin curar de las canalizaciones, que no provoca deformación ni distorsión.

Por lo que respecta a la extrusión de materiales cementíticos, la técnica conocida hace referencia a extrusores con dos tornillos consecutivos, separados con una cámara de vacío para facilitar la extrusión presurizada de pastas. Estos modelos de extrusores normalmente se utilizan en la industria del ladrillo.

Las composiciones cementíticos que se pueden extruir para la producción de canalizaciones realizadas en materiales cementíticos se describen en las patentes US nº 3.857.715 publicada en 1974 a nombre de C.W. Humphrey, y US nº 5.047.056 publicada en 1991 a nombre de K. Hayakawa et al.

La patente US nº 5.658.624 de 1997 a nombre de Anderson et al. describe composiciones y procedimientos para la producción de una variedad de artículos con base en cemento hidráulico que se puede extruir.

También se conoce la patente US nº 5.891.374 de 1999 de Shah et al., que describe la extrusión de productos de fibra reforzada.

La patente US nº 6.309.570 de Fellabaum et al. describe un sistema de vacío para mejorar la extrusión de productos cementíticos, sin hacer referencia, sin embargo, a productos tubulares.

La extrusión de una fibra de vidrio reforzada con un comportamiento pseudodúctil para la producción de canalizaciones de espesor reducido también se conoce a partir de la solicitud de patente internacional WO 2005/050079. Esta solicitud de patente internacional hace referencia a una técnica de extrusión particular descrita anteriormente en la patente US nº 6.398.998 B1, que no aprovecha el sistema de tornillo para la etapa de extrusión, sino un método de succión de agua de una formulación cementítico de fibra reforzada líquida, introducida a presión en una especie de cilindro coaxial. Después de la extracción de agua, se forma el material a una presión elevada, obteniendo canalizaciones que presentan un espesor particularmente delgado con unas propiedades mecánicas extremadamente adecuadas, en términos de ductilidad.

También se conoce la solicitud de patente US 2004/0075185 A1 de Dugat et al., que hace referencia a un sistema de moldeado de tapón de un material cementítico de altas prestaciones para la producción de canalizaciones de aguas residuales con un espesor medio-alto. La tecnología descrita también se conoce por el nombre de Tetris o Evolit.

La patente japonesa JP-A-01 160612 da a conocer un procedimiento para la producción de canalizaciones realizadas en un material cementítico según el preámbulo de la reivindicación 1, que presenta una superficie lisa y no presenta defectos de deformaciones y oquedades después de la formación que comprende la extrusión de un tubo de mortero de cemento, su corte en el tamaño deseado y su inserción de manera que se pueda fijar en un molde de formación que se precalienta... [Seguir leyendo]

1. Proceso (1) para la producción de canalizaciones realizadas en material cementítico, que presentan una sección circular y un espesor reducido, mediante la extrusión de una pasta a base de cemento, caracterizado porque comprende una etapa de cilindrado de la canalización neoextruida (12) en el interior de un molde tubular (9) que transmite una fuerza centrífuga a la canalización neoextruida (12) que mantiene su forma circular hasta que se obtiene un grado de endurecimiento del material cementítico, y caracterizado porque dicho molde tubular (9) comprende por lo menos un dispositivo de calibración automático que comprende por lo menos dos moldes calibradores.

2. Procedimiento (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha canalización con una sección circular presenta un porcentaje de vacío de la sección superior al 60%.

3. Procedimiento (1) según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho porcentaje de vacío de la sección es superior al 70%.

4. Procedimiento (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dicha canalización está realizada en fibrocemento.

5. Procedimiento (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho dispositivo de calibración automática comprende unos medios de calentamiento para calentar directamente el molde calibrador que contiene el producto final de cemento extruido.

6. Procedimiento (1) según la reivindicación 5, caracterizado porque dichos medios de calentamiento comprenden por lo menos un irradiador de rayos infrarrojos.

7. Procedimiento (1) según la reivindicación 6, caracterizado porque dicho dispositivo de calibración automática comprende una serie de ruedas para el autogiro de dicho molde calibrador.

8. Procedimiento (1) según la reivindicación 7, caracterizado porque la combinación de la canalización neoextruida

(12) y dicho molde calibrador se mantiene en rotación a una velocidad comprendida entre 1 rpm y 100 rpm, preferentemente entre 5 y 75 rpm.

9. Procedimiento (1) según la reivindicación 1, que comprende:

- una etapa de mezclado de una mezcla a base de cemento con agua para conseguir un polvo a base de cemento húmedo;

- una etapa de homogeneización de dicho polvo húmedo en una máquina de hacer pasta (6) para producir una pasta a base de cemento apta para la extrusión;

- una etapa de extrusión de dicha pasta a base de cemento en un extrusor (11) para proporcionar un producto final a base de cemento (12) que presente una sección sustancialmente circular;

- una etapa de circulación de dicho producto cementítico (12) que presenta una sección sustancialmente circular en el interior de un molde tubular (9) dispuesto próximo a la boquilla del extrusor (11) para formar una combinación de un producto final y un molde tubular;

- una etapa de corte de dicho sistema de producto final y molde tubular;

- una etapa de cilindrado de dicho sistema de producto final y molde tubular que transmite una fuerza centrífuga a la canalización neoextruida (12) que permite mantener la forma circular del producto hasta que se alcanza un grado de endurecimiento del material cementítico.