Procedimiento para la fabricación de una capa de soporte.

Procedimiento para preparar una capa de soporte, en particular para la construcción de carreteras,

o como unasuperficie para edificios, con las etapas en el orden siguiente:

a. proporcionar un material de partida que tiene un volumen de poros abiertos de entre el 25% y 40%, cuyomaterial de partida comprende:

i) arena y/o

ii) residuos de plantas mecánica-biológicas de tratamiento de desechos para desechos municipalesy desechos que pueden ser eliminados como desechos municipales, y/o

iii) terraplén de un sitio industrial abandonado;

b. mezclar el material de partida con arena de gravilla de un tamaño de grano de un promedio de - 6 mm;

c. mezclar con materiales de construcción de sustitución que presentan en la mezcla una fracción devolumen de entre el 15% y 25%, cuyos materiales de construcción de sustitución comprenden los siguientescompuestos:

i) ceniza volante seca de hulla y/o

ii) ceniza de lecho fluidizado y/o

iii) ceniza de carbón marrón de una central eléctrica o

iv) escorias de horno de cuchara descompuestas y/o

v) cenizas de papel,

en el que estos materiales de construcción de sustitución presentan un contenido de cal libre de -20%; y

d. añadir un lodo o limo que contiene agua, cuando el material de partida tiene un contenido de aguademasiado bajo, a fin de facilitar una unión hidráulica en la mezcla, en el que la capa de soporte despuésde la etapa de procedimiento d. presenta al 20 % en volumen hasta el 30 % en volumen de lodo o limo y al15 % en volumen hasta el 25 % en volumen de uno o más de dichos materiales de construcción desustitución.

e. compactar posteriormente la mezcla de material de partida, arena de gravilla, materiales de construcciónde sustitución y lodo o limo.

Procedimiento para la fabricación de una capa de soporte

1. Campo técnico La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de una capa de soporte, en particular para la construcción de carreteras, o como una superficie para edificios.

2. La técnica anterior

El crecimiento de los desiertos es un problema común en muchos países alrededor del mundo. Una recuperación de regiones de desierto hasta incluso una recultivación requiere de una infraestructura correspondiente, en particular la construcción de carreteras para urbanizar las superficies.

En estas áreas, pero también en áreas con escasas precipitaciones, que aún no son (completamente) desiertos, las llamadas zonas áridas, se encuentran principalmente arenas de grano uniforme, de grano fino en estratificaciones huecas, que no tienen capacidad de soporte suficiente para la construcción de carreteras u otros fundamentos. Debido a su grano uniforme tampoco se pueden compactar. La resistencia al cizallamiento es por lo tanto muy baja. La causa de la resistencia al cizallamiento baja es la forma de grano redondeada y la uniformidad de grano de la arena.

En un enfoque convencional para la construcción de carreteras y caminos en estas áreas por tanto, es necesario utilizar una gran cantidad de material de capa de soporte, tales como una mezcla de mineral triturado, materiales reciclados o rocas trituradas como una capa de soporte en un grosor suficiente. Otra alternativa es la estabilización por lechada de las capas de arena. Sin embargo, esto requiere una proporción muy alta de cemento y por lo tanto es poco económico. Además, debido a la baja resistencia al cizallamiento de la arena, este enfoque requiere capas de soporte unidas de manera hidráulica muy grandes, porque de lo contrario pueden romperse sobre el suelo hueco, blando.

Otro problema con la preparación de la capa de soporte estabilizada por lechada en la zona climática caliente es la hidratación hasta el curado final, que requiere varios días. Las capas estabilizadas por lechada tienen que fabricarse con un contenido de agua suficiente y mantenerse húmedas con una gran cantidad de agua hasta la unión hidráulica final, de manera que estas capas no se quemen en el sol caliente, y que no solamente se unan de manera hidráulica parcialmente, lo cual tiene considerables pérdidas de fuerza.

Semejante construcción de carreteras o la fabricación de capas de soporte para fundamentos no es sólo debido a la falta de materiales en estas áreas extremadamente costoso. Por tanto, es necesario desarrollar alternativas para la fabricación de capas de soporte para la construcción de carreteras y caminos o para fundamentos para la urbanización a gran escala de regiones de franjas desérticas, tales como las que se encuentran por todo el norte deÁfrica y Arabia. Aquí, un procedimiento de construcción sólo es económico si se pueden aprovechar los tipos de suelo presentes en las zonas áridas y, además, se pueden utilizar materiales adecuados de desecho para el acondicionamiento de las capas de soporte.

Un problema técnico relacionado surge con el aprovechamiento de materiales de residuos o restos de desechos domésticos tratados de manera mecánica-biológica, los llamados residuos MBA. Esto es principalmente restos fibrosos de madera y plásticos con desechos de tipo turba con una estructura de fibras gruesas con diferente tamaño de grano y longitud en el estado seco. Estos residuos se generan en grandes cantidades en las plantas de tratamiento mecánico-biológico y no se pueden llevar al vertedero. Si estos materiales se depositan en un vertedero y se estratifican, no se logra solidez alguna y se da una alta sensibilidad al tiempo, ya que los materiales ligeros se arrastran por la lluvia. Esto se aplica incluso si se añaden a los residuos MBA las escorias de incineración de desechos.

Por lo tanto, existen los siguientes requisitos estrictos respecto a la instalación de estos desechos residuales tratados de manera mecánica-biológica en un vertedero.

• Perfilado de las áreas de instalación con un gradiente de entre el 5 % y 10 % para el drenaje dirigido y controlado del agua de lluvia, en el que la superficie se alisa, y se cubre con materiales impermeables al agua con compactación.

• Para garantizar un cuerpo de vertedero de baja permeabilidad se debe instalar el desecho mediante el procedimiento de película fina de manera altamente comprimida. Mediante el ajuste de un contenido óptimo de agua de los residuos se debe garantizar una compresibilidad al máximo, de manera que hay que ajustar un contenido de agua apropiado.

Con estos requisitos se debe lograr tanto una mejora de la calidad del agua superficial que sale del cuerpo de desechos, así como una minimización de la cantidad de agua de infiltración en la base de vertedero. Sin embargo, como ha mostrado la experiencia de primeros operadores de instalación con experimentos llevados a cabo a gran escala, aunque ajustando el material a un contenido de agua optimizado para el beneficio de una compresión optimizada, aún no es posible resolver el objetivo antes mencionado, porque a pesar de una buena compactación se mantiene una alta porosidad del material y por lo tanto una alta permeabilidad, y el material compactado ablanda en la lluvia y es arrastrado de modo que el agua de desagüe es altamente contaminada con estos ingredientes. Para evitar esto, se requieren medidas de cubierta laborosas o los residuos MBA deben ser alimentadas a una combustión a un costo alto.

Por último, existen problemas de capacitad portante como en el caso de la arena del desierto de grano uniforme en terraplenos huecos de material abandonado a llevar a cabo, como se pueden encontrar en las antiguas zonas industriales, por ejemplo en la cuenca del Ruhr. Hasta ahora era necesario desmontar tales capas de suelo de los sitios industriales abandonados y reemplazarlos por materiales de construcción de sustitución granulares compactables tales como materiales reciclados, arena o grava de arena en favor de un fundamento superficial. Con capas de terraplén profundas incluso tuvieron que llevarse a cabo fundamentos de palos. Aquí también, por lo tanto, existe una necesidad de un uso razonable de tales capas de suelo, por ejemplo como las extendidas ampliamente en la cuenca del Ruhr.

En los terraplenos, puede tratarse de capas de suelo granular con fuerza granular demasiado bajo tales como, por ejemplo, las cenizas domesticas de caldera o cenizas de escorias. Estos suelos no son suficientemente sólidos a pesar de la compresión, ya que el grano se rompe bajo carga. Terraplenes de arena de fundición, arena de escoria, chorro de arena, etcétera, comparables a una arena de desierto de grano uniforme, no tienen una capacidad suficiente portadora en forma compacta a causa de su uniformidad de grano. Terraplenes de granos diferentes, donde se encuentran también granos finos, limo y que se han además mojados, no se pueden compactar a causa de su alto contenido de agua, porque se ablandan durante el tratamiento mecánico y incluso en el estado compactado, bajo el supuesto de un contenido óptimo de agua para la compactación, no presentan una capacidad suficiente portadora para fundamentos de edificios.

Por el documento BE-822838 A1 se conoce un procedimiento para la fabricación de una capa de soporte, en el que se mezcla lodo de depuradora con cal muerta y ceniza volante.

El documento FR-1433508 A describe un procedimiento para la fabricación de una capa de soporte, en el cual se mezcla arena con escorias, ceniza volante y cal. Sin embargo, este documento ni describe el mezclar de la arena con arena de gravilla de un tamaño de grano pequeño ni la adición del 20 al 30 % en volumen de lodo o limo que contiene agua.

La presente invención se basa por tanto en el problema de especificar un procedimiento, en el cual se pueden utilizar materiales de partida con porosos abiertos de poca resistencia al cizallamiento en capas de soporte para la construcción de carreteras u otros fines, incluso bajo condiciones climáticas extremas, por soporte de grano físico.

3. Resumen de la invención La presente invención resuelve este problema mediante un procedimiento para la fabricación de una capa de soporte, en particular para la construcción de carreteras, o como una superficie para edificios, con las etapas indicadas en la reivindicación 1.

Con el procedimiento según la invención se crean los siguientes requisitos básicos para resolver el problema anteriormente citado: a la arena porosa, los residuos de MBA o terraplenes mencionados se añaden materiales de construcción de sustitución que consiguen una buena capacidad de compresibilidad y altas resistencias... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para preparar una capa de soporte, en particular para la construcción de carreteras, o como una superficie para edificios, con las etapas en el orden siguiente:

a. proporcionar un material de partida que tiene un volumen de poros abiertos de entre el 25% y 40%, cuyo material de partida comprende:

i) arena y/o ii) residuos de plantas mecánica-biológicas de tratamiento de desechos para desechos municipales y desechos que pueden ser eliminados como desechos municipales, y/o iii) terraplén de un sitio industrial abandonado;

b. mezclar el material de partida con arena de gravilla de un tamaño de grano de un promedio de 6 mm;

c. mezclar con materiales de construcción de sustitución que presentan en la mezcla una fracción de volumen de entre el 15% y 25%, cuyos materiales de construcción de sustitución comprenden los siguientes compuestos:

i) ceniza volante seca de hulla y/o ii) ceniza de lecho fluidizado y/o iii) ceniza de carbón marrón de una central eléctrica o iv) escorias de horno de cuchara descompuestas y/o v) cenizas de papel, en el que estos materiales de construcción de sustitución presentan un contenido de cal libre de 20%; y

d. añadir un lodo o limo que contiene agua, cuando el material de partida tiene un contenido de agua demasiado bajo, a fin de facilitar una unión hidráulica en la mezcla, en el que la capa de soporte después de la etapa de procedimiento d. presenta al 20 % en volumen hasta el 30 % en volumen de lodo o limo y al 15 % en volumen hasta el 25 % en volumen de uno o más de dichos materiales de construcción de sustitución.

e. compactar posteriormente la mezcla de material de partida, arena de gravilla, materiales de construcción de sustitución y lodo o limo.

2. procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la arena de gravilla se añade al 20 hasta el 30 % en volumen.

3. procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el tamaño de grano de los materiales de construcción de sustitución es de º 2 mm, preferiblemente de º 1 mm.

4. procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa de soporte se incorpora en capas, en el que una capa tiene preferiblemente un espesor de 30 hasta 40 cm.

5. procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la capa de soporte se compacta después de la instalación con un rodillo de tambor liso vibratorio con un peso de entre 10t y 15t hasta el 100% de la densidad Proctor.

6. procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el lodo o limo que contiene agua comprende lodo de depuradora y/o agua lodo de agua.

7. procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el lodo que contiene agua presenta un contenido de agua del 40 hasta el 85 % en peso, preferiblemente del 70 hasta el 80 % en peso.

8. Capa de soporte, en particular para la construcción de carreteras o para edificios, producida por un procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.