PROCEDIMIENTO DE PREPARACION DE UN TERRAPLEN AUTOCOMPACTANTE.

Procedimiento de realización de terraplenes autocompactantes, no rezumantes, que implica las operaciones sucesivas siguientes realizadas in situ:



a) extraer y recuperar los materiales de desmontes procedentes de una zanja,

b) verificar el contenido en arcilla de estos materiales de desmontes mediante la medición del valor de azul de metileno, debiendo ser este valor inferior a 8,

c) determinar el contenido en agua de estos materiales de desmontes,

d) tratar previamente los materiales de desmontes mediante machacado o recorte, con el fin de obtener unos granulados de diámetro inferior a 50 mm,

e) añadir a los materiales de desmontes obtenidos en la etapa d):

- 4 a 10% en peso de cemento con relación al peso total de los materiales secos.

- 0,05 a 0,15% en peso de un agente de fraguado en masa de la mezcla con relación al peso total de los materiales secos, y

- la cantidad de agua necesaria para obtener, después del malaxado, un material de desmontes que presenta un contenido en agua comprendido entre 40% y 55% en peso con relación al peso total de los materiales secos,

f) malaxar,

g) bombear la mezcla obtenida en dicha zanja para formar un terraplén que sufre un autocompactado después de un periodo corto

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E02292390.

Solicitante: EUROVIA MANAGEMENT.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 18, PLACE DE L'EUROPE,92500 RUEIL MALMAISON.

Inventor/es: ZYGOMALAS, GERARD, DEBEVER,DOMINIQUE, BAKOWSKI,STEPHANE.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 27 de Septiembre de 2002.

Fecha Concesión Europea: 10 de Marzo de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C04B14/36B
  • C04B28/02 QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 28/00 Composiciones para morteros, hormigón o piedra artificial que contienen ligantes inorgánicos o que contienen el producto de reacción de un ligante inorgánico y un ligante orgánico, p. ej. que contienen cemento de policarboxilatos. › que contienen cementos hidráulicos distintos que los de sulfato de calcio.
  • E02D17/12 CONSTRUCCIONES FIJAS.E02 HIDRAULICA; CIMENTACIONES; MOVIMIENTO DE TIERRAS.E02D CIMENTACIONES; EXCAVACIONES; DIQUES (especialmente adaptados a los trabajos hidráulicos E02B ); OBRAS SUBTERRÁNEAS O BAJO EL AGUA. › E02D 17/00 Excavaciones; Arreglo de los bordes de las excavaciones; Construcción de diques o de terraplenes (ingenios de movimiento de tierra E02F; perforación del suelo E21). › Rellenado de las zanjas o fosas de cimentación.
  • E02D3/12 E02D […] › E02D 3/00 Mejora o conservación del suelo o de la roca, p. ej. conservación de suelos permanentemente helados (estabilización de taludes o rampas E02D 17/20; apisonado o interrupción del paso de agua subterránea E02D 19/12; mejora del suelo con fines agrícolas A01; estabilización del suelo para la construcción de carreteras o con fines análogos E01C 21/00, E01C 23/10; colocación de pernos de anclaje en la roca E21D). › Consolidación por colocación en el suelo de productos solidificantes u obturando los poros (fabricación de pilotes E02D 5/46; substancias para condicionar o estabilizar los suelos C09K 17/00).
  • E02F5/22B2

Clasificación PCT:

  • C04B14/36 C04B […] › C04B 14/00 Empleo de materias inorgánicas como cargas, p. ej. pigmentos, para morteros, hormigón o piedra artificial; Tratamiento de materias inorgánicas especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón o piedra artificial (elementos de armadura para la construcción E04C 5/00). › Materias inorgánicas no previstas por los grupos C04B 14/04 - C04B 14/34.
  • E02D17/12 E02D 17/00 […] › Rellenado de las zanjas o fosas de cimentación.
  • E02F5/22 E02 […] › E02F DRAGADO; MOVIMIENTO DE TIERRAS (extracción de turba E21C 49/00). › E02F 5/00 Dragas o ingenios de movimientos de tierras para usos particulares. › para hacer terraplenes; para el relleno (combinados con excavadores de zanjas E02F 5/12).

Clasificación antigua:

  • C04B14/36 C04B 14/00 […] › Materias inorgánicas no previstas por los grupos C04B 14/04 - C04B 14/34.
  • E02D17/12 E02D 17/00 […] › Rellenado de las zanjas o fosas de cimentación.
  • E02F5/22 E02F 5/00 […] › para hacer terraplenes; para el relleno (combinados con excavadores de zanjas E02F 5/12).

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PROCEDIMIENTO DE PREPARACION DE UN TERRAPLEN AUTOCOMPACTANTE.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento de preparación de un terraplén autocompactante.

La presente invención se refiere a las técnicas de terraplenado, en particular con la ayuda de terraplenes autocompactantes.

En una obra de saneamiento habitual, el 30% del coste de una obra consiste en:

- cargar los desmontes,
- llevarlos al vertedero,
- traer otros materiales,
- asegurar la utilización de los terraplenes

En la actualidad, existen dos tipos de técnicas de terraplenado de zanjas:

- el método "clásico" que consiste en compactar mediante unos medios relativamente pesados unos materiales de aportación (generalmente elaborados en cantera), incluso unos materiales del lugar tratado con cal,
- el método "innovador" que utiliza unos materiales autocompactantes a base de cenizas volantes (solicitud de patente FR 2758378) o a base de materiales de canteras y que suprimen los medios de compactado. Sin embargo, dicho método implica llevar in situ los materiales autocompactantes, aumentando así los costes y el plazo de dichas obras.

La patente US nº 5.716.448 describe unos terraplenes autocompactados que tienen una resistencia a la compresión a 28 días comprendida entre 69 y 86 kg/cm2 (es decir 6,9 a 8,6 MPa). Sin embargo, estos terraplenes autocompactados no se obtienen mediante el procedimiento según la presente invención y su resistencia a la compresión es demasiado importante.

Los inventores de la presente solicitud han descubierto de manera sorprendente que era posible fabricar in situ con los desmontes de obra un terraplén autocompactante con la ayuda de un procedimiento simple, rápido y económico.

En efecto, la reutilización inmediata de los desmontes como terraplén permite obtener, desde la extracción al terraplenado, una duración del orden de 6 min., sin plazo de espera de camiones o de entrega del terraplén.

Dicho procedimiento permite una reducción de hasta el 70% de los transportes y de los costes de descargas y la realización de un terraplén económico y ecológico.

Además, siendo el producto obtenido mediante dicho procedimiento autocompactante, presenta todas las ventajas de un terraplén autocompactante:

- ningún defecto de compactación,
- coste de realización bajo,
- seguridad (sin personal en la excavación con máquinas vibradoras para compactar),

siendo al mismo tiempo más económico y ecológico puesto que son los desmontes de obra los que sirven de base para este producto.

La presente invención se refiere por lo tanto a un procedimiento de realización de terraplenes autocompactantes, no rezumantes, que implica las operaciones sucesivas siguientes llevadas a cabo in situ:

a) extraer y recuperar los materiales de desmontes procedentes de una zanja,
b) verificar el contenido en arcilla de estos materiales de desmontes mediante la medición del valor de azul de metileno, debiendo ser este valor inferior a 8,
c) determinar el contenido en agua de estos materiales de desmontes,
d) tratar previamente los materiales de desmontes mediante machacado o recorte, con el fin de obtener unos granulados de diámetro inferior a 50 mm,
e) añadir a los materiales de desmontes obtenidos en la etapa d):
- 4 a 10% en peso de cemento con relación al peso total de los materiales secos,
- 0,05 a 0,15% en peso de un agente de fraguado en masa de la mezcla con relación al peso total de los materiales secos, y
- la cantidad de agua necesaria para obtener, después del malaxado, un material de terraplén que presenta un contenido en agua comprendido entre 40% y 55% en peso con relación al peso total de los materiales secos,
f) malaxar,
g) bombear la mezcla obtenida en dicha zanja para formar un terraplén que sufre un autocompactado después de un periodo corto.

La obtención de un índice portante elevado en cortos plazos permite la realización de la capa de forma, incluso de una fundación en las horas siguientes al terraplenado y un restablecimiento de la circulación en las zanjas en algunas horas. Ventajosamente, este autocompactado se realiza sin contracción, fisuración o licuación inmediata o a medida que tiene lugar el autocompactado.

Mediante la expresión "terraplén no rezumante" se entiende, en el sentido de la presente invención, cualquier material cuya capacidad portante se obtiene mediante el fraguado y el endurecimiento del aglutinante.

Mediante la expresión "valor de azul de metileno" se entiende, en el sentido de la presente invención, la medición de la capacidad de adsorción del azul de metileno de los materiales de desmontes. Esta medición se realiza según la norma NF P 94-068 mediante el ensayo de la mancha. Con el fin de poder realizar el procedimiento según la presente invención y obtener un terraplén autocompactante, es necesario que este valor sea inferior a 8. De manera ventajosa, este valor debe ser inferior a 6. De manera aún más ventajosa, es inferior a 2,5. En efecto, los materiales de desmontes que se pueden utilizar en el procedimiento según la presente invención son los calificados por la guía técnica de realización de los terraplenes y de las capas de forma (GTR, editado por el LCPC y el SETRA, edición de septiembre de 1992), de limo o de limo arenoso.

Ventajosamente, la etapa d) se realiza de manera que se obtiene un material de desmontes de granulometría 0/20 mm a 0/50 mm, ventajosamente 0/20 mm o 0/40 mm. Esta granulometría se mide según la norma NF P 18-560.

Por la expresión "cemento" se entiende, en el sentido de la presente invención, cualquier cemento que asegura la función de aglutinante de la mezcla. Ventajosamente, el cemento usado es un cemento que tiene un porcentaje de clinker comprendido entre aproximadamente 95% y 100, de manera ventajosa se trata del cemento Portland. De manera todavía más ventajosa, se trata del cemento CPA-CEM 1 52,5 R (medido según la norma sobre los cementos NF P 15-101-1). Este cemento está disponible comercialmente en la compañía HOLCIM.

Mediante la expresión "agente de fraguado en masa de la mezcla" se entiende, en el sentido de la presente invención, cualquier agente que permite el fraguado en masa de la mezcla y la obtención de un índice portante inmediato elevado en un plazo corto, en reposo, confiriendo al producto un carácter tixotrópico. Ventajosamente, este agente está constituido por unas fibras de polímero sintético cuyo tamaño es seleccionado por el experto en la materia de manera que desempeñe la función deseada. De manera ventajosa, se trata de fibras acrílicas, de manera aún más ventajosa, estas fibras son unas fibras de polipropileno de tipo monofilamento. En particular, presentan las siguientes características: 20 mm de longitud, 0,35 g por 450 m de hilo. Están disponibles comercialmente en HFT.

Ventajosamente, la cantidad de agua añadida en la etapa e) es la necesaria para obtener después del malaxado un material de terraplén que presenta un contenido en agua comprendido entre 44,5% y 47,5% en peso con relación al peso total de los materiales secos.

En un modo de realización particular de la invención, se añade en la etapa c) 0,05 a 1% en peso de un adyuvante con relación al peso total del cemento. Ventajosamente, este adyuvante se selecciona de entre el grupo constituido por los reductores de agua y los arrastradores de aire. Los reductores de agua y los arrastradores de aire están disponibles comercialmente en las compañías Chryso y Sika con las marcas Sikafluid®, Intraplast® RCC, Viscocrete®, Sikament® 305, etc.

En otro modo de realización de la invención, 1 a 4% en peso de pigmento con relación al peso total del cemento se añade en la etapa c). Este pigmento permite teñir la totalidad o parte del terraplén de manera que suprime los rodillos avisadores de la presencia de red.

El pH de los materiales de desmontes se modifica mediante la adición del cemento (pH básico). Éste disminuye...

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de realización de terraplenes autocompactantes, no rezumantes, que implica las operaciones sucesivas siguientes realizadas in situ:

a) extraer y recuperar los materiales de desmontes procedentes de una zanja,
b) verificar el contenido en arcilla de estos materiales de desmontes mediante la medición del valor de azul de metileno, debiendo ser este valor inferior a 8,
c) determinar el contenido en agua de estos materiales de desmontes,
d) tratar previamente los materiales de desmontes mediante machacado o recorte, con el fin de obtener unos granulados de diámetro inferior a 50 mm,
e) añadir a los materiales de desmontes obtenidos en la etapa d):
- 4 a 10% en peso de cemento con relación al peso total de los materiales secos.
- 0,05 a 0,15% en peso de un agente de fraguado en masa de la mezcla con relación al peso total de los materiales secos, y
- la cantidad de agua necesaria para obtener, después del malaxado, un material de desmontes que presenta un contenido en agua comprendido entre 40% y 55% en peso con relación al peso total de los materiales secos,
f) malaxar,
g) bombear la mezcla obtenida en dicha zanja para formar un terraplén que sufre un autocompactado después de un periodo corto.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el cemento es un cemento CPA-CEM l 52,5 R.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se añade en la etapa e) 0,05 a 1% en peso de un adyuvante con respecto al peso total del cemento.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el adyuvante se selecciona de entre el grupo constituido por los reductores de agua y los arrastradores de aire.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se añade en la etapa e) 1 a 4% en peso de pigmento con relación al peso total del cemento.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la cantidad de agua añadida en la etapa e) es la necesaria para obtener, después del malaxado, un material de terraplén que presenta un contenido en agua comprendido entre 44,5% y 47,5% en peso con relación al peso total de los materiales secos.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el agente de fraguado en masa de la mezcla está constituido por unas fibras acrílicas.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para prevenir los posibles riesgos de efecto de Arquímedes ejercido por el producto obtenido en la etapa g) sobre los tubos presentes en la zanja, comprende una etapa suplementaria f1) de colocación y regulación altimétrica de topes apropiados para controlar el desplazamiento de dichos tubos, siendo dicha etapa realizada antes de la etapa g).

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque los topes cubren los tubos impidiendo sus desplazamientos laterales y limitando sus desplazamientos verticales ascendentes.

10. Terraplén autocompactado, caracterizado porque es susceptible de ser obtenido mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Terraplén autocompactado según la reivindicación 10, caracterizado porque su índice portante medido a 24 horas es superior a 10.

12. Terraplén autocompactado según cualquiera de las reivindicaciones 10 u 11, caracterizado porque su resistencia a la compresión a 28 días está comprendida entre 0,1 MPa y 1,3 MPa, y su resistencia a la compresión a 90 días está comprendida entre 0,1 y 2 MPa.

13. Terraplén autocompactado según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque su hundimiento en el cono es superior a 12 cm.

14. Utilización del terraplén autocompactado según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, como terraplén de las zanjas de saneamiento, terraplén contiguo a los edificios, terraplén de canteras subterráneas o en el tratamiento de suelos de pequeñas superficies.


 

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