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International Zinc Association
Proceso de Galvanización por Inmersión en Caliente y sus Aplicaciones
International Zinc Association
COMITÉ DE GALVANIZADORES DE FEDIMETAL
Somos un grupo empresarial orientado a la promoción, asistencia técnica, provisión deproductos y servicios de galvanizado por inmersión en caliente, conforme a lasespecificaciones y exigencias del mercado, mediante procesos que garantizan laprotección del acero contra la corrosión prolongando la vida útil de los productos.
El Comité de Galvanizadores de FEDIMETAL está conformado por 9 Empresas que ofrecenservicios y productos galvanizados al mercado nacional e internacional; forma parte de laFederación Ecuatoriana de Industrias del Metal - FEDIMETAL, entidad privada que agrupaa Empresas del sector Siderúrgico y Metalmecánico con el objeto de promover sucrecimiento y desarrollo
International Zinc Association
EMPRESAS QUE CONFORMAN EL
COMITÉ DE GALVANIZADORES DE FEDIMETAL
EMPRESA ROL UBICACIÓN
Galvanorte
Proveedores de productos y
servicios Galvanizados
Quito
Ideal Alambrec Quito
IPAC Guayaquil
Kubiec-Conduit Quito-Guayaquil
Novacero Quito-Guayaquil
Sedemi Quito
Tugalt Cuenca
Latiza - IZAAsesoría Técnica y aprendizaje Latinoamérica
Votorantim
International Zinc Association
Galvanización – La plenitud del acero
Túnel Pifo-Pichincha
International Zinc Association
Shanghai
Joburg
Delhi
Lima
Moscow
Brussels
Raleigh
Toronto
IZA - International Zinc Association
• Establecida en 1991
• 80% de Producción a nivel Mundial.
• 60% de la Producción Mundial.
• Presencia Regional.
• 35 Miembros
• 190 Afiliados
• 60 Asociados
International Zinc Association
Representar a la Industria del Zinc a nivel Mundial, generando un crecimiento sustentable de los mercados, a través de iniciativas en
Investigación y Desarrollo, transferencia de tecnología y difusión del valor del Zinc.
MisiónInternational
ZincAssociation
International Zinc Association
Desarrollo de Tecnología y
Mercados
Ambiente & SaludComunicación
Programas de IZA
7
International
ZincAssociation
International Zinc Association
International Zinc Association
2018 International Zinc Conference and Zinc Oxide Industry Conference
February 11 – 14, 2018
Park Hyatt Aviara Resort
Carlsbad, California
USA
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¿Por qué galvanizar el acero?
• A la hora de crear nuevos productos, buscamos en la naturaleza aquellos materiales con propiedades (eléctricas, mecánicas, químicas, etc.) que deben cumplir con los fines para los que fueron creados.
• En ocasiones, para obtener estas propiedades el mineral debe transformarse y formar estructuras o enlaces metálicos aplicando energía.
• La corrosión es el proceso de reacción de los metales con el medio ambiente para volver a su estado combinado, que es el termodinámicamente mas estable.
METAL
MINERAL
CO
RR
OSI
ÓN
MET
ALU
RG
IA
- ENERGIA+ ENERGIA
CORROSIÓN DE LOS METALES
Fue
nte
: A
TEG
International Zinc Association
Fundamentos de la corrosión
Algunos estudios respecto a los costos de la corrosión son:
• 1971. T.P. Hoar (Devit. Trade and Ind. [Revision of the Instituion of Technology, 32.1, 19-22, 1972)]: Costo anual en el Reino Unido: £ 1.365 Millones (3,5% PIB)
• 1977. National Bureau of Standards/ Battelle Institute (NBS Special Publication 511-I y 511-II Mayo 1978). Costo anual en EE.UU: US$ 70.000 Millones (4,2% PIB)
• Hoy en día, de acuerdo al World Corrosion Organization, se estima que el costo de la corrosión para la economía mundial es de US$ 2,2 Trillones (3% PIB).
• La utilización de técnicas adecuadas de protección frente a la corrosión supone un ahorro de hasta el 25% de este monto.
COSTOS ECONÓMICOS DE LA CORROSIÓN
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Fundamentos de la corrosión
• Aquellos que se disocian en un electrólito más fácilmente:
¿QUE METALES SE OXIDAN PREFERENTEMENTE?
• El zinc es menos noble que el acero, por eso se oxida preferentemente, sacrificándose.
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Métodos de protección del acero
• Aleaciones con otros materiales:
- Acero inoxidable. Crea una capa de óxido de cromo.- Acero Corten. Capa protectora de Fe, Cu y P.
• Recubrimientos Protectores:
- Orgánicos. Pinturas y barnices.- Cerámicos.- Metálicos.
• Métodos electroquímicos:
- Protección catódica mediante ánodos de sacrificio, corriente impresa.
Fue
nte
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TEG
International Zinc Association
Métodos de protección del acero
Fue
nte
: A
TEG
COMPARACIÓN GRÁFICA ENTRE DIFERENTES SISTEMAS PROTECTORES DEL ACERO
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Protección del acero con zinc
• Agresividad del ambiente en que se encuentra;
• Condiciones de acceso en caso de necesidad de mantenimiento;
• Durabilidad esperada;
• Tamaño de la estructura;
Criterios para definición del sistema adecuado:
Zn30
Zinc
Existen diversos revestimientos de Zinc disponibles.
Revestimientos de Zinc:
TÉCNICAS DE DEPOSICIÓN
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Velocidad de Corrosión del zinc
• Tasa media de corrosión en µm/año
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Exposición ambiental
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¿Qué es la Galvanización por
Inmersión en Caliente?
Proceso de revestimiento por zinc de piezas de acero o hierro fundido de cualquiertamaño, peso, forma y complejidad, garantizando su protección contra la corrosión.
Existen 2 procesos de galvanizaciónpor inmersión en caliente:
• Batch: las piezas de acero yafabricadas son sumergidas en elbaño de zinc;
• Continuo: Son galvanizadasplanchas de acero que sondestinadas a la industriaAutomovilística, Linea Blanca yConstrucción Civil en general.
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Galvanización por Inmersión en Caliente
NTE INEN-ISO 14713-2: RECUBRIMIENTOS DE ZINC ─ DIRECTRICES Y
RECOMENDACIONES PARA LA PROTECCIÓN FRENTE A LA CORROSIÓN DE LAS
ESTRUCTURAS DE HIERRO Y ACERO ─ PARTE 2: GALVANIZADO POR INMERSIÓN
EN CALIENTE (ISO 14713-2:2009, IDT)
NTE INEN-ISO 14713-3 : RECUBRIMIENTOS DE ZINC – DIRECTRICES Y
RECOMENDACIONES PARA LA PROTECCIÓN FRENTE A LA CORROSIÓN DE LAS
ESTRUCTURAS DE HIERRO Y ACERO – PARTE 3 GALVANIZACIÓN EN SECO (ISO
14713-3:2009, IDT)
NTE INEN 2483: RECUBRIMIENTOS DE ZINC (GALVANIZADOS POR INMERSIÓN
EN CALIENTE) EN PRODUCTOS DE HIERRO Y ACERO. REQUISITOS. REEMPLAZADA
POR NTE INEN-ISO 14713-2 y NTE INEN-ISO 14713-3
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Galvanización por Inmersión en Caliente
Etapas del Proceso de Batch:
Nota: Si se va pintar, no se recomienda pasivar.
En este proceso, son galvanizadas piezas ya
fabricadas de acero, limitadas en tamaño
por la dimensión de la tina de zinc;
Ocurre la formación de una ligación
metalúrgica que garantiza una fuerte
adherencia del revestimiento de zinc, la
cual es superior comparada a otras formas
de revestimiento.
1) Desengrase (Ácido o Alcalino)
2) Lavado (Agua)
3) Decapado (HCl)
4) Lavado (Agua)
5) Fundente (↓ Tensión Superficial)
6) Secado
7) Baño de Zinc Fundido (450ºC)
8) Enfriamiento y/o Pasivado
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Galvanización por Inmersión en
CalienteEtapas del Proceso Continuo:
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El proceso es básicamente el mismo, pero opera de
forma continua. Una bobina de acero es
desenrollada y pasa por todo el proceso de limpieza
y galvanización. Al final del proceso es bobinada
nuevamente.
Fue
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Propiedades del Galvanizado
Doble protección contra corrosión:
Barrera Catódica
Formación de sales de Zn que sellan las discontinuidades.
ÁnodoCátodo
Revestimiento AnódicoSubstrato de acero
Gama (Fe3Zn10)73-80% Zn
Delta (FeZn7)89-93% Zn
Zeta (FeZn13)93,7-94,3% Zn
Eta (Zn)100% Zn
La capa de zinc protege el acero del contacto con el medio.
El zinc sufre corrosión preferencial al acero y se sacrifica para protegerlo.
Proceso de cicatrización: En caso que el revestimiento sea dañado, el producto de corrosión del zinc, por ser adherente y insoluble, se deposita sobre la superficie expuesta del acero aislándola nuevamente.
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Propiedades del galvanizado
Excelente Adherencia:
Fue
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TEG
Ensayo de Tracción superficial (EN 24624)Fuerza de Adhesión: 12-37 N/mm2
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Propiedades del galvanizado
Elevada resistencia a los impactos:
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Propiedades del galvanizado
Elevada resistencia a la abrasión:
Ensayo mediante cilindro giratorio recubierto de papel esmeril (DIN 438-2)
Fue
nte
: A
TEG
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Sistema DúplexOtra posibilidad: Aún más durableSistema Dúplex es la pintura sobre una estructura galvanizada.
Caso la pintura sufra una fisura, el zinc protegerá no solamente el acero contra la corrosión, sino también evitará que la tinta sufra con las expansiones de los óxidos de corrosión formados y se desprenda de la estructura.
Efecto de SinergiaEl sistema dúplex promueve una vida útil superior, simplificando sería la suma de vida útil del galvanizado + vida útil de la pintura. La vida útil es de 1,5 a 2 veces mayor que esa suma.
Ej: Pintura = 10 añosGalvanizado = 40 añosSistema Dúplex = 75 años (1,5 veces)
Ideal para ambientes con pH inferior a 5.
Cuando el acero galvanizado sufre alguna fisura, el zinc sufre oxidación preferencialmente y el producto de esta oxidación precipita sobre la falla protegiendo la región - protección catódica.
..
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Sistema Dúplex
Normalización del sistema Dúplex
UNE-EM ISO 12945-5: Pinturas y Barnices. Protección de estructuras de
acero frente a la corrosión mediante sistemas de Pintura protectores.
ABNT NBR 9209 – Preparação de superfícies para pintura Processo de
fosfatização – Procedimento (para aços carbono e aços galvanizados);
ABNT NBR 10253 – Preparo de superfície de aço carbono zincado para
aplicação de sistemas de pintura – Procedimento.
ABNT NBR 11297 – Execução de sistema de pintura para estruturas e
equipamentos de aço carbono zincado – Procedimento
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Aplicaciones y Tendencias de la
Galvanización por Inmersión en Caliente
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Principales Aplicaciones
La galvanización confiere protección contra la corrosión, siendo utilizada por motivos de seguridad y también por motivos estéticos. Las aplicaciones más conocidas de la galvanización son:
Señalización vial
Torres de transmisión
Estructuras metálicas en puentes
Fachadas de edificios y coberturas metálicas
Perfiles de acero para la industria automovilística
Perfiles de acero para línea blanca
Varillas Galvanizadas
Defensas metálicas
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Principales Aplicaciones
Mobiliario Urbano Puentes Peatonales
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Principales Aplicaciones
Metro Light Steel Frame
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Principales Aplicaciones
Gimnasios al aire libre (Sistema Dúplex)
Sin galvanizar: Necesidad de mantenimientos constantes, en especial en parques de la costa.
Galvanizado/Dúplex: Parques galvanizados y pintados tienen mayor durabilidad y no necesitan de mantenimientos constantes.
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Principales Aplicaciones
Señalización vial y urbana (Sistema Dúplex)
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Principales Aplicaciones
Torres de transmisión y Estadios (Sistema Dúplex)
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Nuevas AplicacionesDiseño
Detalles de una fachadaElmpark Green Urban Quarter
Fachada de acero galvanizado y vidrioRMIT University, Melbourne
Cobertura Interna de una piscinaHengrove Park Leisure Centre, Bristol
Cobertura y Light Steel FrameThe Houl
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Nuevas Aplicaciones
Bodegas – Fisherman’s Wharf. Pontevedra, España
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Nuevas Aplicaciones
Hagibor Casa de Asistencia Social. Praga, República Checa
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Nuevas Aplicaciones
Escuela Werner von Siemens. Bochum, Alemana
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Nuevas Aplicaciones
Proyecto Eden. Reino Unido
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Nuevas Aplicaciones
Destilería Roseisle (RIM Fabrication). Escocia
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Nuevas Aplicaciones
Gulfstream Park, Establos. Hallandale, Florida USA.
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¿Por qué proteger la varilla de refuerzo?
Umkomaas Bridge Umkomaas Bridge
3 May 20043 May 2004
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¿Por qué proteger la varilla de refuerzo?
Armaduras corroídas en estructuras urbanas
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¿Por qué proteger la varilla de refuerzo?
Armaduras corroídas en estructuras urbanas
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¿Por qué proteger la varilla de refuerzo?
El acero es protegido contra la corrosión antes de ser sumergido en el concreto.
Proporciona mayor tolerancia a la naturaleza variable del concreto.
Retarda el inicio de la corrosión del acero reduciendo los riesgos de fisuras,
manchas de corrosión y desagregación del concreto.
Reduce la frecuencia y la magnitud de las reparaciones del concreto.
Aumenta la vida útil de la estructura.
Proporciona seguridad y sustentabilidad a la obra.
Su aplicación está estandarizada de acuerdo con normas internacionales (ASTM
A767, ISO 14657) que aseguran la calidad y las características de aplicación.
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¿Por qué proteger la varilla de
refuerzo?
Sem
proteção
Galvanizado
Las varillas de refuerzo de acero galvanizadoproporcionan mayor vida útil a la estructura debido aun proceso corrosivo diferente del acero sinprotección.
A – Período en lo cual el concreto es expuesto a losagentes agresivos (CO2, cloruros y otros).
B – Período de oxidación destructiva del acero sinrecubrimiento (lineal) hasta el límite aceptable dedeterioro del concreto.
C – Período de iniciación de la oxidación del zinc. Extensiónde la durabilidad debido a mayor tolerancia de los ionescloruros y del pH.
D – Período de protección mientras se disuelve una pequeñaparte de la capa de zinc puro en la superficie del acero.
E – Período de protección adicional mientras se disuelven lascapas de aleación Zn+Fe del recubrimiento.
F – Ataque del acero expuesto idéntico al B.
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¿Por qué proteger la varilla de refuerzo?
Mecanismo de deterioro del concreto armado
ACERO
PRODUCTOS DE LA CORROSIÓN
CONCRETO MENOS ALCALINO
CONCRETO MÁS ALCALINO
LOS PRODUCTOS DE LA CORROSIÓN POR SER MÁS VOLUMINOSOS QUE EL ACERO BASE SE EXPANDEN GENERANDO GRIETAS Y DESPRENDIMIENTO DEL CONCRETO EN EL CONTORNO DE LA VARILLA
ATMÓSFERA
CONCRETO LA TASA DE PENETRACCIÓN DE LAS SUBSTANCIAS DEPENDE DE LA PERMEABILIDAD DEL CONCRETO
Cl2 Cl2SO2
CO2
H2
O
H2
OH2
OCO2
CO2
H2
O
H2
S
Carbonatación del concreto: CO2
Elementos corrosivos: agua, aire, cloruros
Difusos atraes del concreto atingen la armadura de acero
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¿Por qué proteger la varilla de refuerzo?
Etapas de corrosión en un viaducto urbano
1 2 3
4
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Varilla de refuerzo galvanizada
• Análisis realizadas en el laboratorio “Falcão Bauer” (Brasil)
en Agosto/13, acompañado por la consultoría “Techconsult”.
Uniformidad
Espesor Zn
Adherencia
Salt Spray
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Varilla de refuerzo galvanizada
ADHERENCIA ACERO-ZINC
ParámetroDeterminado
UnidadEspecificado (mínimo)
Diámetro 10mm galvanizado
Diámetro 25mm galvanizado
Limite de Elasticidad MPa 500 627 566
Limite de resistencia Mpa 540 763 683
Relación LR/LE - 1,08 1,21 1,21
Alargamiento pos ruptura % 8 13,6 16,4
• La varilla galvanizada ha presentado todos los resultados dentro de la norma cuanto à adherencia da capa de zinc con el acero después del doblamiento de las varillas, es decir, las varillas pueden ser manoseadas o dobladas en el local de la obra, sin perdida de la adherencia Zinc - Acero.
• En todos los análisis de doblamiento y tracción no fue observada ninguna grieta en la capa de zinc adherida al acero. Estos análisis estresan bastante el acero y una vez más se evidencia que existe una buena adherencia entre el zinc y el acero.
Resultados obtenidos
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Varilla de refuerzo galvanizadaResultados obtenidos
ESPESOR DEL REVESTIMIENTO
UNIFORMIDAD DEL REVESTIMIENTO
ParámetroDeterminado
UnidadDiámetro 10mm Espesor medio del galvanizado
Diámetro 10mm galvanizadoDesvío padrón medio
Diámetro 25mm Espesor medio del galvanizado
Diámetro 25mm galvanizadoDesvío padrón medio
Espesor del revestimiento de zinc
µm 319,0 45,64 254,8 36,57
Antes del análisis
Después de 06 ciclos de inmersión en
solución de cobre, no presentó depósito de
cobre adherente y brillante
REVESTIMENTO ES UNIFORME
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Varilla de refuerzo galvanizadaResultados obtenidos
SALT SPRAY 28 días
Varilla ComúnIntensa corrosión roja
Varilla GalvanizadaAusencia de corrosión roja
y la existencia de corrosión blanca
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Varilla de refuerzo galvanizadaResultados obtenidos
SALT SPRAY 28 días
• Se observa nítidamente mayor perdida de masa en las varillas comunes.
• En la varilla de diámetro de 10 mm, la perdida de masa del galvanizado fue de 1g, mientras la perdida de la varilla común fue de más de 4,5g.
• Para la varilla de diámetro de 25mm, la perdida de masa de la varilla galvanizada fue de 2,5g, mientras la perdida de masa para la varilla común fue de más de 13g.
• La tasa de corrosión del zinc fue de 4 a 5 veces menor que la tasa de corrosión del acero.
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Ejemplos de aplicaciones de la
varilla de refuerzo galvanizada
Boca Chica, Florida Keys
– Inspección - 1975
• Zinc – 130 micrones
• Cloruros - 1.17 kg/m3
– Inspección - 1991
• Zinc – 102 micrones
• Cloruros – 1.21 kg/m3
– Inspección - 1999
• Zinc – 170 micrones
• Cloruros – 1.93 kg/m3
Niveles de cloruros en todas las inspecciones por encima del limite (3.2x)
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Ejemplos de aplicaciones de la
varilla de refuerzo galvanizada
Tioga, Pennsylvania
– Inspección - 1981
• Zinc – 150 micrones
• Cloruros - 0.35 kg/m3
– Inspección - 1991
• Zinc –224 micrones
• Cloruros – 0.64 kg/m3
– Inspección - 2001
• Zinc – 198 micrones
• Cloruros – 1.34 kg/m3
Niveles de cloruros en las inspecciones de 1991 y 2001 por encima del limite (2.2x)
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Ejemplos de aplicaciones de la
varilla de refuerzo galvanizada
Curtis Road
– Construcción: 1976
– Inspección: 2002
– Zinc – 152 µm
– Cloruros – 4,1 kg/m³
Spring Street, Vermont
– Construcción: 1971
– Inspección: 2002
– Zinc – 191 µm
– Cloruros – 4,1 kg/m³
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Ejemplos de aplicaciones de la
varilla de refuerzo galvanizada
Caso – Mantenimiento del Puente Route 66 , Kittanning PA
- Contenido de cloruro en la superficie de la varilla: 3.0 kg/m3 – 5x el límite de la varilla sinrecubrimiento.
- Espesor medio de la capa de zinc: 247-270 micrones
- No hubo necesidad de renovación del pavimento, y la nueva barrera fue llenada con concretoalrededor de la estructura con varilla galvanizada ya existente.
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Ejemplos de aplicaciones de la
varilla de refuerzo galvanizada
Experiencia en Bermudas: 60 años de éxitos!
- Puente Longbird – Inspección después de 42 años.
- Niveles de cloruros 1 e 4 kg/m3- Espesor de la capa de zinc muy por encima de los valores de la nueva especificación para recubrimientos galvanizados.
Puente New Watford, Bermudas Muelle en las Bermudas,
Yacht Club
Muelle General, Bermudas Central de Energía de Tynes Bay
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Algunas aplicaciones en Ecuador
•Agroindustria
Silos de almacenamiento de granos Estructura para Invernaderos
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•Transmisión eléctrica y telecomunicaciones
Torre de transmisión - Napo
Torres telecomunicaciones – San Jacinto
Manabí
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•Construcción e Ingeniería Civil
Aulas móviles - Manabí - Portoviejo
Estación Metrovía- Guayas, Guayaquil
Outlet- Guayas, Durán
International Zinc Association
•Materias Primas y productos terminados
Placas varios usos
Alambre
Tubería
Bandejas portacables
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Perfiles
Elementos de fijación Cubiertas
Mallas
International Zinc Association
INFRAESTRUCTURA PÚBLICA
International Zinc Association
Placa Túnel- Tungurahua, Ambato
International Zinc Association
Túnel, Hidrotoapi
International Zinc Association
International Zinc Association
International Zinc Association
International Zinc Association
PUENTES
PUENTE SOBRE
RIO BLANCO
ECUADOR
International Zinc Association
Puente Metálico, Chimborazo, Riobamba
International Zinc Association
Puente Isla Santay,
Guayas
International Zinc Association
GRACIAS!
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