Uso de resinas sintéticas definidas en la fijación de tornillos y otros anclajes similares, procedimientos y resinas sintéticas correspondientes.

Un sistema endurecible de resinas sintéticas de fluidas a pastosas de múltiples componentes empleado parafijar uno o varios elementos de sujeción en un sustrato a temperatura ambiente sin calentamiento activo se puedeintroducir como mínimo en un orificio durante la mezcla de sus correspondientes componentes o posteriormente ala misma.

Este sistema se caracteriza por el hecho de que la pasta resultante tras el mezclado:

- presenta un volumen desplazable de 0,1% a 40% por sus aditivos comprimibles cuyo volumen desplazable secorresponde con el de las cavidades huecas. En el caso de estructuras esponjosas, esta pasta determina unvolumen definido del cartucho de múltiples cámaras a una velocidad constante de avance de émbolo de 150mm./min. a 23ºC y un 50% de humedad relativa. Esta pasta se prensa en un recipiente de plástico con unamezcladora estática y, una vez endurecida, se calcula el volumen de la muestra de prueba mediante ponderaciónhidrostática por inmersión. También se determina el incremento de volumen en relación con el volumen inicial.

- tenga definido un tiempo de gel de 5 a 65 segundos determinado mediante dosis de 5 g. con todos loscomponentes preparados en un recipiente de plástico de un solo uso en sus correspondientes proporciones devolumen. Esta pasta se mezcla manualmente con una espátula de madera y se establece el tiempo de gel como elperiodo comprendido desde el inicio del mezclado de la pasta hasta que la viscosidad aumenta de un salto y, a raízde dicho aumento, ya no se puede seguir moviendo la espátula manualmente.

- presenta previamente a su endurecimiento una viscosidad media de 1.000 Pa.s o inferior a 23ºC - y uno de loscomponentes del sistema de resina sintética de múltiples componentes muestra una viscosidad de 30 P.sa comomínimo. En este caso, la viscosidad media ha sido medida y calculada según la norma DIN EN ISO 2555 con unviscosímetro Brookfield DV-III+ y huso nº 7 a 10 revoluciones por minuto (rpm.) a 23ºC e indicada en Pa.s.

- presenta un índice de tixotropía en un margen comprendido entre 4 y 10 que se ha obtenido a partir de ladeterminación de las viscosidades de los componentes, tal y como se describe en el párrafo anterior, a unavelocidad de 1 y 10 rpm. del viscosímetro y el cálculo del coeficiente de las viscosidades obtenidas de este modo a1 y 10 rpm. al que le sigue la determinación de la media de todos los componentes ponderada según el porcentajede volumen relativo en la mezcla resultante, previamente a un espumado eventual y una vez mezclados loscomponentes.

Uso de resinas sintéticas definidas en la fijación de tornillos y otros anclajes similares, procedimientos y resinas sintéticas correspondientes (0001) La invención hace referencia al uso (como mínimo) de un sistema de resina sintética de endurecimiento de múltiples componentes con una viscosidad de fluida a pastosa para la fijación de elementos de sujeción en un sustrato en el marco de dicho sistema, los nuevos sistemas de resina sintética de múltiples componentes idóneos para dicho uso y/o los procedimientos para fijar los elementos de sujeción que abarcan el uso mencionado.

(0002) Hay una serie de sistemas conocidos de un solo componente y de varios que contienen resinas sintéticas o pastas de resinas sintéticas endurecibles que se introducen durante el proceso de endurecimiento en orificios como, por ejemplo, en taladros y en elementos de sujeción como, por ejemplo, elementos de anclaje como bulones, mientras las mezclas de resinas sintéticas endurecibles tengan todavía una consistencia plástica o líquida, de tal modo, que los elementos de anclaje estén fijos en su orificio correspondiente una vez endurecida dicha mezcla. También se conocen los sistemas de espuma plástica apropiados, por ejemplo, para el relleno de cavidades huecas o la fabricación de piezas moldeadas.

(0003) No obstante, en los elementos de fijación conocidos destinados al anclaje como los bulones, tornillos, clavos o, de manera alternativa o complementaria, pernos de anclaje roscados, surge una serie de problemas que dan como resultado la inviabilidad de su uso en el vertido del correspondiente mortero sintético a base de resina como, por ejemplo, en un orificio y, acto seguido, la inserción o fijación (p. ej: mediante atornillado) del elemento de anclaje en la pasta dura o, como mínimo, endurecida. En los morteros sintéticos usuales no espumosos y sin aditivos comprimibles se pueden originar grandes fuerzas de extracción en mamposterías y construcciones sólidas pero los pares de giro requeridos, por ejemplo, en los tornillos son inaceptablemente altos o la inserción del elemento de sujeción sólo se puede realizar en la pasta no endurecida. En termoplásticos, como adhesivos hot melt (adhesivos termofusibles) , se pueden ejercer fuerzas de tracción moderadas y pares de giro útiles pero estos productos no son termoestables y presentan un rendimiento malo con un esfuerzo de carga continua (encogimiento bajo carga) , por lo que es necesario suministrar más energía y emplear un dispositivo de calentamiento. En las espumas clásicas de poliuretano en las que, por lo general, el volumen aumenta hasta 30 ó 40 veces el volumen sin espuma de los componentes en su fase previa, se pueden insertar fácilmente los elementos de anclaje. Sin embargo, se dan pequeñas fuerzas de extracción, totalmente inútiles, que impiden la sujeción firme de dichos elementos.

(0004) Una serie de documentos actuales según el estado de la técnica brindan nuevos enfoques en la fijación de los elementos de anclaje. En la patente británica GB 2 207 726 se describen – de un modo poco concreto y sin añadir ejemplos – espumas que se pueden insertar en orificios y, acto seguido, colocar en ellos elementos de sujeción. No obstante, en esta patente no encontramos ningún ejemplo concreto desde el punto de vista químico y, además, el endurecimiento debía durar entre 1-7 días o más, periodo inadmisiblemente largo. En la patente estadounidense US 2, 110, 053 se menciona un tapón (“plug”) que puede ser insertado en el agujero una vez mezclado y moldeado el material previamente fuera del orificio. Este tapón se mantendría luego estable con cemento y empleando harina como aglutinante mientras que el material no se haya endurecido por completo. En la patente alemana DE 102004035567 se nombran morteros químicos endurecibles de dos componentes pero no se aporta un sistema rápido. Tampoco se menciona la compresibilidad. En la patente alemana DE 198 52 720 también se menciona el uso de sistemas de dos componentes para la fijación de tornillos, etc., pero, al igual que en la patente anteriormente citada, no se cita ningún dato de compresibilidad y, los elementos de anclaje, como se ha señalado arriba, se insertan en el material aún líquido-pastoso. Los tiempos de endurecimiento alcanzaron las 0, 5 horas. En la patente alemana DE 44 38 577 se citan masas para tacos que hacen las veces de masas plásticas estables en almacenamiento. Estas masas se pueden premoldear (preferentemente en forma cilíndrica) e insertar en un taladro. Luego, al insertar el elemento de anclaje, se liberan endurecedores que provocan un endurecimiento. En la patente alemana DE 41 39 09 se menciona el relleno de taladros con virutas metálicas y la fijación en los taladros de los elementos de anclaje mediante resinas químicas en forma de masas moldeables con un tiempo de endurecimiento comprendido entre las 2 y 5 horas. Por el momento, no está previsto que se suelte y gire el elemento de sujeción para su reutilización. En la patente DB 102006036438 se da a conocer el uso de pastas de poliuretano de dos componentes para fijar elementos de anclaje.

(0005) Especialmente, en taladros grandes y/o irregulares, existe la dificultad de que las resinas empleadas durante el proceso de endurecimiento se desborden de los orificios. En el caso de los orificios con forma irregular, también puede resultar difícil cubrir sus paredes con la pasta empleada de un modo lo suficientemente uniforme y/o rellenar dichos orificios. Por último, en el caso de orificios grandes que presenten un diámetro considerablemente mayor al de los elementos de sujeción que se van a insertar, pueden surgir dificultades al colocar un elemento de sujeción en su posición correcta, por ejemplo, al centrarlo, debido a que las resinas antes de que se endurezcan pueden provocar un movimiento de dicho elemento (por ejemplo: su hundimiento en el sentido de la fuerza de gravedad) .

(0006) Por otra parte, el empleo de tacos prefabricados, particularmente de clavijas extensibles o universales, requiere contar con unos taladros que se ajusten bien a la forma del taco, ya que, de lo contrario, no se lograría la sujeción necesaria o se tendrían que aplicar clavijas con formas más complicadas. Además, para poder emplear tacos prefabricados, el diámetro exterior de los tornillos y el interior de los tacos tienen que concordar para que se puedan utilizar en caso de que no se cuente con los taladros, tacos y tornillos correspondientes que encajen entre sí.

(0007) También se conocen los materiales termoplásticos que se pueden introducir en los orificios mediante pistolas de hot melt y, acto seguido, se pueden enroscar los tornillos (véase el modelo de utilidad de la patente alemana DE 296 17 234) . Sin embargo, en estos casos, es necesario emplear un gran número de aparatos y unas temperaturas altas para introducir la pasta de fijación, incluso, puede resultar imprescindible precalentar los tornillos que se van a usar. Además, los adhesivos termoplásticos pueden resultar no aptos a temperaturas ambiente elevadas (por ejemplo: en países cálidos o con fuerte radiación solar) , ya que se pueden fundir. Estos adhesivos también presentan propiedades desfavorables bajo carga continua (encogimiento por carga) .

(0008) El documento DE 10 2006 036 438 A1 da a conocer el empleo de resinas sintéticas para la sujeción de tornillos y otros elementos de anclaje similares. En los Ejemplos 3 y 8 de DE 10 2006 036 438 A1 se describen pastas de poliuretano de dos componentes con un volumen desplazable de un 33%. De acuerdo con el apartado (0034) de la descripción, el tiempo de gel puede durar 60 segundos. No obstante, el documento DE 10 2006 036 438 A1 no revela ni la viscosidad media ni el índice de reticulación. Además, en dicho documento no se menciona el índice de tixotropía en los Ejemplos 2-8 del mencionado documento.

(0009) Teniendo en cuenta todo lo referido anteriormente, nos hemos fijado como cometido, descubrir nuevos sistemas de fijación para elementos de sujeción en orificios que permitan tratar rápidamente dichas aberturas, independientemente de su forma, con el objeto de insertar elementos de sujeción y hacer posible la fijación de dichos elementos de forma sencilla, especialmente para lograr una cobertura, a ser posible, uniforme de las paredes y un relleno de los orificios mediante el sistema empleado, similar al del mortero, planificando una colocación sencilla y precisa de los elementos de sujeción utilizados y/o sin que se derrame la pasta empleada en la inserción de los elementos de sujeción. También se debe poder garantizar un mayor grado de flexibilidad en relación con los elementos de sujeción empleados, por ejemplo, no tener que cumplir el requisito de que coincidan los... [Seguir leyendo]

1) Un sistema endurecible de resinas sintéticas de fluidas a pastosas de múltiples componentes empleado para fijar uno o varios elementos de sujeción en un sustrato a temperatura ambiente sin calentamiento activo se puede introducir como mínimo en un orificio durante la mezcla de sus correspondientes componentes o posteriormente a la misma. Este sistema se caracteriza por el hecho de que la pasta resultante tras el mezclado:

- presenta un volumen desplazable de 0, 1% a 40% por sus aditivos comprimibles cuyo volumen desplazable se corresponde con el de las cavidades huecas. En el caso de estructuras esponjosas, esta pasta determina un volumen definido del cartucho de múltiples cámaras a una velocidad constante de avance de émbolo de 150 mm./min. a 23ºC y un 50% de humedad relativa. Esta pasta se prensa en un recipiente de plástico con una mezcladora estática y, una vez endurecida, se calcula el volumen de la muestra de prueba mediante ponderación hidrostática por inmersión. También se determina el incremento de volumen en relación con el volumen inicial.

- tenga definido un tiempo de gel de 5 a 65 segundos determinado mediante dosis de 5 g. con todos los componentes preparados en un recipiente de plástico de un solo uso en sus correspondientes proporciones de volumen. Esta pasta se mezcla manualmente con una espátula de madera y se establece el tiempo de gel como el periodo comprendido desde el inicio del mezclado de la pasta hasta que la viscosidad aumenta de un salto y, a raíz de dicho aumento, ya no se puede seguir moviendo la espátula manualmente.

- presenta previamente a su endurecimiento una viscosidad media de 1.000 Paas o inferior a 23°C – y uno de los componentes del sistema de resina sintética de múltiples componentes muestra una viscosidad de 30 Pa

as como mínimo. En este caso, la viscosidad media ha sido medida y calculada según la norma DIN EN ISO 2555 con un viscosímetro Brookfield DV-III+ y huso nº 7 a 10 revoluciones por minuto (rpm.) a 23ºC e indicada en Paas.

- presenta un índice de tixotropía en un margen comprendido entre 4 y 10 que se ha obtenido a partir de la determinación de las viscosidades de los componentes, tal y como se describe en el párrafo anterior, a una velocidad de 1 y 10 rpm. del viscosímetro y el cálculo del coeficiente de las viscosidades obtenidas de este modo a 1 y 10 rpm. al que le sigue la determinación de la media de todos los componentes ponderada según el porcentaje de volumen relativo en la mezcla resultante, previamente a un espumado eventual y una vez mezclados los componentes.

- presenta un índice de reticulación de 2, 3 a 10 calculado según la siguiente ecuación:

Iv = (n1 (A1) * fi) (Ecuación A) (n1 (A1) )

En la que:

-Ai es el tipo correspondiente a cada grupo de componente que participa en la polimerización

-ni es la cantidad de material (número) de cada uno de los grupos correspondientes de molécula i en todo el sistema y

-fi la correspondiente funcionalidad de la molécula reactiva (en las mezclas, la funcionalidad media) teniendo en cuenta el número de opciones de reacción con un reactivo potencial y suponiendo que en los sistemas de dos o más componentes se dan relaciones estequiométricas entre ellos, de tal modo, que la cantidad de grupos reactivos superfluos de un componente no se debería desviar más del 10% de la cantidad estequiométrica correcta asumiendo, por ello, una reacción completa.

2) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a la reivindicación 1 se caracterizan por el hecho de que presentan un índice de reticulación de 2, 4 a 5.

3) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a la reivindicación 1 o a la reivindicación 2 se caracterizan por el hecho de que presentan un tiempo de gel de 5 a 60 segundos y una viscosidad media de 30 a 1.000 Paas.

4) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-3 se caracterizan por el hecho de que presentan un par de giro de 9 Nm. o inferior a los 5 minutos de mezclado de la pasta para enroscar un tornillo de rosca cortante de 5 mm. x 70 mm. a una profundidad de 40 mm. a 45 mm.

5) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-4, en su variante de dos componentes, se caracterizan por el hecho de que se trata de un sistema a base de poliuretano, policarbamida o de policarbamida/poliuretano con: i) Uno o varios diisocianatos y/o poliisocianatos como componente a) y uno o varios diglicoles y/o poliglicoles para preparar poliuretanos como componente b) ii) Uno o varios diisocianatos y/o poliisocianatos como componente a) y una o varias diaminas y/o poliaminas para preparar policarbamidas como componente b) o iii) Uno o varios diisocianatos y/o poliisocianatos como componente a) y uno o varios compuestos difuncionales o polifuncionales de aminas, hidróxidos y/o aminas e hidróxidos para preparar polímeros mixtos de poliuretano/ policarbamida como componente b) .

6) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-5 se caracterizan por el hecho de que se crea un volumen desplazable a raíz del espumado provocado por la reacción del agua con grupos isocianatos formando dióxido de carbono y/o generando aditivos comprimibles o destruyendo

cuerpos huecos que liberan volumen y dicho volumen desplazable alcanza entre un 0, 5% y un 40%.

7) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-6 se caracterizan por el hecho de que el índice de tixotropía se sitúa en un margen comprendido entre un 4, 5 y un 8 y/o la viscosidad está regulada en uno, varios o en todos los componentes del sistema de resinas sintéticas de múltiples componentes mediante un ácido silícico pirogénico sin tratar o tratado en superficie en una concentración comprendida entre un 0, 5% y un 10%.

8) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-7 se caracterizan por el hecho de que el número de grupos reactivos comprende un número superior a los 2 meq./g.

9) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-8 se caracterizan por el hecho de que se trata de sistemas de poliuretano en los que la relación molar de los grupos isocianatos con los grupos OH se sitúa en 1, 1 o en un valor inferior.

10) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-9, están dispuestos como sistemas de dos componentes en forma de cartucho de dos cámaras o jeringa de dos cámaras con mezcladora estática.

11) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-10 se caracterizan por el hecho de que, una vez endurecida la pasta por completo, la fuerza de extracción se sitúa entre los 6 y 20 kN. Esta fuerza de extracción se calcula insertando un tornillo de rosca cortante de 5 x 70 mm. con su extremo delantero puntiagudo y, acto seguido, se determina.

En la pasta endurecida de resinas sintéticas, se inserta a una profundidad de 45 mm. un tornillo de rosca cortante apropiado para madera y con su extremo delantero puntiagudo (5 x 70 mm., SPAX®, de la empresa Altenloh, del Grupo Brinck & Co., Ennepetal, Alemania) (en este caso, si se desea, se puede medir el par de giro requerido para efectuar tal inserción) . Acto seguido, se calcula la carga de rotura mediante un ensayo de extracción con un apoyo estrecho. Este ensayo se efectúa mediante un trípode con cilindro hidráulico e indicador manométrico a una velocidad predeterminada, de tal modo, que se produce la rotura transcurridos aproximadamente de 5 a 30 segundos.

12) Los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-11 se caracterizan por el hecho de que la pasta endurecida presenta una resistencia a la fatiga, calculada según el ensayo de fatiga correspondiente. En este caso, se introducen los componentes del sistema de resinas sintéticas de múltiples componentes en un taladro muy limpio con 10 mm. de diámetro y 50 mm. de profundidad situado en el hormigón mediante el correspondiente cartucho de múltiples cámaras con mezcladora estática. Una vez transcurrido un tiempo de endurecimiento de 5 minutos, se inserta en la pasta de resinas sintéticas un tornillo de rosca cortante de 5 x 70 mm. a una profundidad de 45 mm. Acto seguido, se aplica una carga continua del 20% de la carga máxima a través de un sistema de palancas y se mide el desplazamiento de la cabeza del tornillo en función del tiempo. En este sentido, se considerará un sistema como resistente a la fatiga si el desplazamiento se produce asintóticamente con respecto a un límite de tolerancia y en comparación con un desplazamiento inicial bajo tolerable, es decir, no se da un desplazamiento ilimitado en el tiempo.

13) Por lo demás, los sistemas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-12 se caracterizan por el hecho de que el tiempo de gel abarca 180 segundos o menos.

14) Los sistemas de múltiples componentes conforme a las reivindicaciones 1-13 se caracterizan por el hecho de que se detecta un "sagging" (goteo) de menos de 2 mm. de la mezcla correspondiente si se vierte 1 g. de pasta del cartucho de múltiples de cámaras a través de una mezcladora estática para que caiga sobre una marca redonda con un diámetro de 0, 85 mm. en un papel en vertical. Para poder evaluar el sagging a temperatura ambiente, se mide la distancia entre el borde inferior de la marca y el extremo inferior de la gota en milímetros.

15) Aplicación de un sistema endurecible de resinas sintéticas de fluidas a pastosas de múltiples componentes para fijar elementos de sujeción en un sustrato que consiste en introducir dicho sistema como mínimo en un orificio a una temperatura ambiente sin calentamiento activo adicional durante el mezclado de sus componentes o con posterioridad. Luego, se espera hasta que la mezcla se ha endurecido en dicho orificio y se inserta como mínimo un elemento de sujeción en la pasta resultante de resinas sintéticas endurecidas que presenta, una vez mezclada, un volumen desplazable de 0, 1% a 40%, un tiempo de gel que abarca de 5 a 65 segundos y una viscosidad media de 1.000 Paa s o inferior a 23°C calculada a partir del promedio de las viscosi dades de los componentes ponderados, cálculo en el que uno de los componentes del sistema de resinas sintéticas de múltiples componentes tiene una viscosidad de 30 Pa

as como minimo. Ademas, esta pasta endurecida muestra una tixotropia con un índice que abarca unos valores comprendidos entre 4 y 10 así como un índice de reticulación de 2, 3 a 10. Todos estos parámetros mencionados se determinan como aparece descrito en la reivindicación 1.

16) Aplicación conforme a la reivindicación 15 en la que el sistema de resinas sintéticas de múltiples componentes presenta en estado final endurecido una densidad de reticulado calculada a partir de su correspondiente índice de reticulación de 2, 4 a 5.

17) Aplicación conforme a la Reivindicación 15 ó 16 que se caracteriza por el hecho de que se emplea uno de los sistemas de resinas sintéticas de múltiples componentes que aparece descrito en las reivindicaciones 2-14.

18) Procedimiento para fijar elementos de sujeción que incluye una aplicación según una de las reivindicaciones 15-17.