Una junta de expansión o junta de movimiento es un conjunto diseñado para mantener las piezas juntas mientras absorbe de manera segura la expansión y contracción inducida por la temperatura de los materiales de construcción y la vibración, o para permitir el movimiento debido al asentamiento del suelo o la actividad sísmica. Se encuentran comúnmente entre secciones de edificios , puentes , aceras , vías férreas , sistemas de tuberías, barcos y otras estructuras.
Los frentes de los edificios, losas de hormigón y las tuberías se expanden y contraen debido al calentamiento y enfriamiento de la variación estacional o debido a otras fuentes de calor. Antes de que se construyeran espacios de juntas de expansión en estas estructuras, se agrietarían bajo la tensión inducida.
Juntas de dilatación de puentes
Las juntas de expansión de los puentes están diseñadas para permitir el tránsito continuo entre estructuras al mismo tiempo que se adaptan al movimiento, la contracción y las variaciones de temperatura en estructuras de acero, compuestos y de hormigón armado y pretensado. Evitan que el puente se doble fuera de lugar en condiciones extremas y también permiten un movimiento vertical suficiente para permitir el reemplazo de los cojinetes [1] sin la necesidad de desmontar la junta de expansión del puente. Hay varios tipos, que pueden acomodar un movimiento de 30 a 1000 milímetros (1,2 a 39,4 pulgadas). Incluyen articulaciones para movimiento pequeño (EMSEAL BEJS, XJS, JEP, WR, WOSd y Granor AC-AR), movimiento medio (ETIC EJ, Wd) y movimiento grande (WP, ETIC EJF / Granor SFEJ).
Las juntas de expansión modulares se utilizan cuando los movimientos de un puente exceden la capacidad de una junta de un solo espacio o una junta tipo dedo. Un sistema estanco, inventado por la empresa suiza Mageba, está diseñado de forma modular y puede adaptarse para satisfacer los requisitos específicos de casi cualquier estructura. [2] [3] [4] Las juntas de expansión modulares de múltiples espacios pueden acomodar movimientos en todas las direcciones y rotaciones en todos los ejes. Se pueden utilizar para movimientos longitudinales de tan solo 160 mm o para movimientos muy grandes de más de 3000 mm. El movimiento total del tablero del puente se divide entre una serie de espacios individuales que se crean mediante vigas de superficie horizontales. Los huecos individuales están sellados por perfiles elastoméricos estancos y los movimientos de la viga de superficie están regulados por un sistema de control elástico. El drenaje de la junta se realiza a través del sistema de drenaje del tablero del puente. Algunas juntas cuentan con las llamadas "placas sinusales" en su superficie, que reducen el ruido del tráfico que pasa por encima hasta en un 80%. [5]
Véanse también las juntas de control de mampostería , que a veces se utilizan en losas de puentes.
Albañilería
Los ladrillos de arcilla se expanden a medida que absorben el calor y la humedad. Esto coloca una tensión de compresión en los ladrillos y el mortero, lo que fomenta el abultamiento o la descamación. [6] Una junta que reemplaza el mortero con sellador elastomérico absorberá las fuerzas de compresión sin daños. [7] Las plataformas de concreto (más típicamente en las aceras ) pueden sufrir problemas horizontales similares, que generalmente se alivian agregando un espaciador de madera entre las losas. La junta de dilatación de madera se comprime a medida que se expande el hormigón. Por lo general, se usa cedro seco y resistente a la putrefacción, con una hilera de clavos que se incrustan en el concreto y mantienen el espaciador en su lugar. [8]
Comparación con las articulaciones de control
Las juntas de control, o juntas de contracción, a veces se confunden con las juntas de expansión, pero tienen un propósito y función diferentes. El hormigón y el asfalto tienen una resistencia a la tracción relativamente débil y, por lo general, forman grietas aleatorias a medida que envejecen, se contraen y se exponen a tensiones ambientales (incluidas tensiones de expansión y contracción térmica). Las juntas de control intentan atenuar el agrietamiento designando líneas para aliviar la tensión. Se cortan en el pavimento a intervalos regulares. Las grietas tienden a formarse a lo largo de los cortes, en lugar de formarse al azar en otros lugares. Este es principalmente un problema estético; la aparición de grietas uniformes y regulares, que pueden estar ocultas en la hendidura de la junta, a menudo se prefiere a las grietas al azar. [9]
Por lo tanto, las juntas de expansión reducen las grietas , incluso en la estructura general, mientras que las juntas de control gestionan las grietas, principalmente a lo largo de la superficie visual.
Las juntas de control de las carreteras se pueden sellar con alquitrán caliente, sellador frío (como silicona) o sellador de compresión (como espumas de unión cruzada a base de caucho o polímeros). [10] Se puede usar mortero con adherencia separable para rellenar algunas juntas de control.
Las juntas de control deben tener la profundidad adecuada y no exceder el espacio máximo para que sean efectivas. Las especificaciones típicas para una losa de cuatro pulgadas de espesor son: [11]
- 25% de profundidad de material
- espaciado de 24x a 36x de la profundidad de la losa (algunas especificaciones exigen un máximo de 30x)
- cuidado especial para las esquinas interiores
Juntas de dilatación ferroviarias
Si una vía férrea pasa sobre un puente que tiene juntas de dilatación que se mueven más de unos pocos milímetros, la vía debe poder compensar esta dilatación o contracción más prolongada. Por otro lado, la pista debe proporcionar siempre una superficie continua para las ruedas que la recorren. Estos requisitos contradictorios se cumplen mediante juntas de expansión especiales, donde dos rieles se deslizan uno junto al otro en un ángulo muy agudo durante la expansión o contracción. Por lo general, se ven cerca de uno o ambos extremos de grandes puentes de acero. Una junta de expansión de este tipo se parece un poco a la lengüeta de un interruptor de ferrocarril , pero con un propósito y una operación diferentes.
Sistemas de aire por conductos
Se requieren juntas de expansión en los grandes sistemas de aire con conductos para permitir que las piezas fijas de tubería estén en gran parte libres de tensión a medida que se produce la expansión térmica. Las curvas en los codos también pueden adaptarse a esto. Las juntas de expansión también aíslan piezas de equipo, como ventiladores, de los conductos rígidos, lo que reduce la vibración en los conductos y permite que el ventilador "crezca" a medida que alcanza la temperatura del sistema de aire operativo sin ejercer presión sobre el ventilador o las partes fijas. de conductos.
Una junta de expansión está diseñada para permitir la deflexión en las deflexiones axiales (compresión), laterales (cortante) o angulares (flexión). Las juntas de expansión pueden ser metálicas o no metálicas (a menudo llamadas de tipo fuelle). No metálico puede ser una sola capa de material cauchutado o un compuesto hecho de múltiples capas de material flexible resistente al calor y la erosión. Las capas típicas son: cubierta exterior para actuar como un sello de gas, un material resistente a la corrosión como el teflón, una capa de fibra de vidrio para actuar como aislante y para agregar durabilidad, varias capas de aislamiento para asegurar que la transferencia de calor de los gases de combustión sea reducido a la temperatura requerida y una capa interior.
Un fuelle está formado por una serie de una o más circunvoluciones de metal para permitir la deflexión axial, lateral o angular.
Juntas de dilatación de tuberías
Las juntas de expansión de tubería son necesarias en sistemas que transportan sustancias a alta temperatura, como vapor o gases de escape, o para absorber movimientos y vibraciones. Una junta típica es un fuelle de metal (más comúnmente acero inoxidable ), plástico (como PTFE ), tela (como fibra de vidrio) o un elastómero como caucho . Un fuelle está formado por una serie de circunvoluciones, con la forma de la circunvolución diseñada para soportar las presiones internas de la tubería, pero lo suficientemente flexible para aceptar deflexiones axiales, laterales y angulares. Las juntas de expansión también están diseñadas para otros criterios, como absorción de ruido, antivibración, movimiento sísmico y asentamiento de edificios. Las juntas de expansión de metal deben diseñarse de acuerdo con las reglas establecidas por EJMA, para las juntas de expansión de tela existen pautas y una descripción de vanguardia de la Asociación de Calidad para Juntas de Expansión de Tela. Las juntas de dilatación de las tuberías también se conocen como "compensadores", ya que compensan el movimiento térmico.
Juntas de expansión de presión equilibrada
Las juntas de expansión a menudo se incluyen en los sistemas de tuberías industriales para adaptarse al movimiento debido a cambios térmicos y mecánicos en el sistema. Cuando el proceso requiere grandes cambios de temperatura, los componentes metálicos cambian de tamaño. Las juntas de expansión con fuelles metálicos están diseñadas para adaptarse a ciertos movimientos y minimizar la transferencia de fuerzas a los componentes sensibles del sistema.
La presión creada por las bombas o la gravedad se utiliza para mover los fluidos a través del sistema de tuberías. Los fluidos a presión ocupan el volumen de su recipiente. El concepto único de las juntas de expansión con equilibrio de presión es que están diseñadas para mantener un volumen constante al tener fuelles de equilibrio que compensan los cambios de volumen en los fuelles (fuelles de línea) que se mueven por la tubería. Uno de los primeros nombres de estos dispositivos fue "compensador de presión-volumétrico". [12]
Fabricación de juntas de dilatación de caucho
Envoltura de láminas de caucho reforzado con tela
Las juntas de expansión de caucho se fabrican principalmente envolviendo manualmente láminas de caucho y láminas de caucho reforzadas con tela alrededor de un mandril de producto en forma de fuelle. Además del caucho y la tela, se agregan alambres de caucho y / o acero reforzados o anillos de metal para un refuerzo adicional. [13] Después de que todo el producto se ha acumulado en el mandril, se cubre con un devanado de (nailon) capa pelable para presurizar todas las capas juntas. Debido al proceso de producción intensivo en mano de obra, una gran parte de la producción se ha trasladado a los países de Europa oriental y Asia.
Juntas de expansión de caucho moldeado
Algunos tipos de juntas de expansión de caucho se fabrican con un proceso de moldeo. Las juntas típicas que se moldean son juntas de expansión de tamaño mediano con anillos de talón, que se producen en grandes cantidades. Estas juntas de expansión de caucho se fabrican en un mandril cilíndrico, que se envuelve con una capa de tela cortada al bies. Al final, se colocan los anillos de cuentas y las secciones de los extremos se pliegan hacia adentro sobre los anillos de cuentas. Esta pieza finalmente se coloca en un molde y se le da forma y se vulcaniza. Se trata de una solución altamente automatizada para grandes cantidades del mismo tipo de junta.
Bobinado automático de juntas de dilatación de caucho
Se ha desarrollado una nueva tecnología para enrollar capas de caucho y de refuerzo en el mandril (cilíndrico o en forma de fuelle) automáticamente utilizando robots industriales en lugar de envoltura manual. Esto es rápido y preciso y proporciona una alta calidad repetible. Otro aspecto del uso de robots industriales para la producción de juntas de dilatación de caucho es la posibilidad de aplicar una capa de refuerzo individual en lugar de utilizar tela pre-tejida. El refuerzo de la tela se teje previamente y se corta en el ángulo de sesgo preferido. Con el refuerzo individual es posible agregar más o menos material de fibra en diferentes secciones del producto cambiando los ángulos de las fibras a lo largo del producto. [14]
Accesorios para juntas de dilatación
Revestimientos
Los revestimientos internos se pueden utilizar para proteger los fuelles metálicos de la erosión o reducir la turbulencia a través de los fuelles. Deben utilizarse cuando se incluyen conectores de purga en el diseño. Para proporcionar suficiente espacio libre en el diseño del revestimiento, el diseñador debe especificar los movimientos laterales y angulares apropiados. Al diseñar una junta de expansión con extremos combinados, también se debe especificar la dirección del flujo. [15]
Cubiertas
Deben usarse cubiertas o cubiertas externas para proteger los fuelles internos de daños. También sirven como aislamiento de los fuelles. Las cubiertas pueden diseñarse como accesorios extraíbles o permanentes. [dieciséis]
Barreras de partículas / conectores de purga
En sistemas que tienen un medio con un contenido significativo de partículas (es decir, flash o catalizador), se puede utilizar una barrera de fibra cerámica para evitar la corrosión y la flexibilidad restringida de los fuelles resultante de la acumulación de partículas. También se pueden utilizar conectores de purga para realizar esta misma función. Los revestimientos internos también deben incluirse en el diseño si la junta de expansión incluye conectores de purga o barreras de partículas. [17]
Barras de límite
Se pueden usar varillas de límite en un diseño de junta de expansión para limitar la compresión o expansión axial. Permiten que la junta de expansión se mueva en un rango de acuerdo con el lugar donde se colocan los topes de tuerca a lo largo de las varillas. Las varillas de límite se utilizan para evitar la sobreextensión de los fuelles mientras se restringe el empuje de presión total del sistema.
Modos de fallo
La falla de la junta de expansión puede ocurrir por varias razones, pero la experiencia muestra que las fallas se clasifican en varias categorías distintas. Esta lista incluye, pero no se limita a: daños de envío y manipulación, instalación incorrecta / protección insuficiente, durante / después de la instalación, anclaje, guía y soporte incorrectos del sistema, falla del anclaje en servicio, corrosión, sobrepresión del sistema, exceso deflexión, torsión, erosión de los fuelles y partículas en las circunvoluciones de los fuelles que restringen el movimiento adecuado. [18]
Hay varias acciones que se pueden tomar para prevenir y minimizar la falla de la junta de expansión. Durante la instalación, evite cualquier daño a los fuelles siguiendo cuidadosamente las instrucciones proporcionadas por el fabricante. [19] Después de la instalación, inspeccione cuidadosamente todo el sistema de tuberías para ver si ocurrió algún daño durante la instalación, si la junta de expansión está en la ubicación adecuada y si la dirección y la posición del flujo de la junta de expansión son correctas. [20] Además, inspeccione periódicamente la junta de expansión durante la vida útil del sistema para verificar si hay corrosión externa, aflojamiento de los sujetadores roscados y deterioro de los anclajes, guías y otros accesorios. [21]
Otros tipos de juntas de expansión
Otros tipos de juntas de expansión pueden incluir: junta de expansión de tela, junta de expansión de metal (las juntas de expansión de presión equilibrada son un tipo de juntas de expansión de metal), junta de expansión toroidal , junta de expansión cardán, junta de expansión universal, junta de expansión en línea, expansión con revestimiento refractario junta , junta de expansión con bisagras, junta de expansión reforzada y más.
Las juntas de expansión de cobre son excelentes materiales diseñados para el movimiento de componentes de construcción debido a la temperatura, las cargas y el asentamiento. El cobre es fácil de formar y dura mucho tiempo. Los detalles sobre las condiciones del techo, los bordes del techo, los pisos están disponibles. [22]
Ver también
- Interruptor de respiración
- Juntas de dilatación de cobre para edificios
- Asociación de Fabricantes de Juntas de Expansión
- Junta de dilatación de metal
- Caucho reforzado
- Placa deslizante
- Junta de dilatación toroidal
Referencias
- ↑ Freyssinet: Bearing Replacement Archivado el 26 de abril de 2012en la Wayback Machine , Freyssinet Ltd. (consultado el 22 de diciembre de 2011)
- ^ Freyssinet: CIPEC Bridge Expansion Joints Archivado 2012-04-06 en Wayback Machine , Freyssinet Ltd. (consultado el 21 de diciembre de 2011)
- ^ EMSEAL: Sistema de juntas de expansión BEJS, Sistemas de juntas EMSEAL. (consultado el 8 de agosto de 2013)
- ^ Britflex BEJ Expansion Joint, Universal Sealants UK Ltd. (consultado el 27 de abril de 2015)
- ^ Junta de dilatación modular
- ^ "NOTAS TÉCNICAS sobre la construcción de ladrillos TN 18A acomodando la expansión de la mampostería" (PDF) . Asociación de la Industria del Ladrillo . Consultado el 25 de mayo de 2018 .
- ^ "Diferencia entre juntas de expansión y de control" . www.masonryconstruction.com . Archivado desde el original el 25 de agosto de 2016 . Consultado el 23 de enero de 2018 .
- ^ "Arregle esos divisores de patio de hormigón de madera podridos | HeraldNet.com" . HeraldNet.com . 2009-09-09 . Consultado el 23 de enero de 2018 .
- ^ "Colocación de juntas en trabajos de explanación de hormigón: por qué, cómo y cuándo" . www.cement.org . Consultado el 23 de enero de 2018 .
- ^ Propiedades / características y aplicaciones de las placas de relleno para juntas de expansión
- ^ "Colocación de juntas de control en hormigón - La red de hormigón" . www.concretenetwork.com . Consultado el 23 de enero de 2018 .
- ^ Boletín técnico: Juntas de expansión equilibradas por presión , US Bellows, Inc. (consultado el 31 de agosto de 2010)
- ^ "Componentes de juntas de expansión elastoméricas" . Sellos de fluido Gallagher . Consultado el 21 de julio de 2017 .
- ^ TANIQ: bobinado automático de juntas de goma Archivado el16 de julio de 2011en la Wayback Machine , TANIQ (consultado el 6 de diciembre de 2010)
- ^ Catálogo de fuelle de EE. UU .: revestimiento interno , fuelle de EE. UU., Inc. (consultado el 31 de agosto de 2010)
- ^ Catálogo de fuelle de EE. UU .: cubierta protectora , fuelle de EE. UU., Inc. (consultado el 31 de agosto de 2010)
- ^ Catálogo de fuelle de EE. UU .: Conector de purga , fuelle de EE. UU., Inc. (consultado el 31 de agosto de 2010)
- ^ Causas típicas del fuelle de EE. UU. De falla de la junta de expansión , (obtenido en febrero de 2012)
- ^ Installation US Bellows, (obtenido en febrero de 2012)
- ^ Inspección posterior a la instalación antes de la prueba de presión del sistema US Bellows, (consultado en febrero de 2012)
- ^ Fuelles estadounidenses de inspección periódica en servicio , (obtenido en febrero de 2012)]
- ^ Juntas de expansión de construcción, Manual de diseño de cobre en arquitectura, Asociación de desarrollo de cobre Inc., http://www.copper.org/applications/architecture/arch_dhb/building_expansion/intro.html
https://www.uslekspan.com/solutions/offshore-marine-and-ports/expansion-joints/modular/britflex-bej/
- https://www.dannenbaumllc.com/pipe-expansion-joints/
enlaces externos
- Asociación de calidad para juntas de expansión de tela