ES2317141T3

ES2317141T3 - Composicion y metodo para mejorar las caracteristicas geotecnicas de tierra para terrenos.

Info

Publication number: ES2317141T3
Application number: ES05101120T
Authority: ES
Inventors: Giovanni Mantegazza; Alessandra Gatti
Original assignee: Ruredil SpA
Current assignee: Rurfim SRL
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2005-02-15
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2025-02-15
Also published as: ATE415461T1; EP1571196A2; PT1571196E; EP1571196A3; ITMI20040362A1; EP1571196B1; PL1571196T3; CY1108741T1; DE602005011192D1

Abstract

Composición útil para mejorar las propiedades geomecánicas de tierras para terreno, caracterizada porque consiste en una mezcla de óxidos discretos que comprende entre un 5% y un 35% de SiO2, entre un 5% y un 70% de Al2O3, entre un 1% y un 10% de Fe2O3, entre un 5% y un 75% de CaO, entre un 1% y un 15% de MgO, entre un 1% y un 10% de SO3, entre un 0,5% y un 10% de Na2O, entre un 1% y un 5% de K2O y que comprende también entre un 0,1% y un 2% de fibras de polipropileno, expresando los porcentajes en peso sobre el peso de la mezcla.

Description

Composición y método para mejorar las características geotécnicas de tierra para terrenos.

La presente invención se refiere a una composición miscible con la tierra para terreno para mejorar sus características geotécnicas y mantenerlas inalteradas durante un periodo prolongado de tiempo. La presente invención también se refiere al método de utilización de la composición.

En el sector de la ingeniería civil, es de gran importancia la interacción entre la estructura a construir y el terreno base sobre el que descansará la estructura. En muchas situaciones, el terreno base no posee las características geomecánicas necesarias para asegurar una capacidad de soporte de la carga por mucho tiempo.

Uno de los casos más frecuentes es la construcción de carreteras pavimentadas o sin pavimentar; si el terreno no está suficientemente estabilizado, la capa base de la carretera se agrieta y se deforma rápidamente, dando lugar a un asentamiento tal que provoca serios problemas de desplazamiento.

Existen numerosas patentes que se refieren a métodos y/o productos para fabricar una tierra para terreno más compacta. Algunos se basan en el uso de polímeros, otros utilizan mezclas que consisten en cemento Porland, óxido de calcio, silicatos, aluminatos, yeso y cal: todos o algunos de estos constituyentes pueden estar presentes. Por ejemplo, el documento FR-A-2753964 cita una mezcla de yeso y cal como agente estabilizante de la tierra para terreno.

A partir del documento EP-B-1089950 se conoce que una mezcla de cemento pozzolan, yeso y óxido de calcio (en proporciones variables) es capaz, cuando se integra de manera adecuada en la tierra para terreno, de mejorar sus características geotécnicas.

Todos estos métodos/productos conocidos son capaces de estabilizar la tierra para terreno, pero su eficacia disminuye en un tiempo relativamente corto, siendo necesario repetir la operación de consolidación: en este aspecto, después del tratamiento de consolidación, a medida que pasa el tiempo, aumentan la permeabilidad de la tierra para terreno y su tendencia a absorber agua, consecuentemente la tierra para terreno consolidada se deshace o pierde
masa.

Una prueba de congelación-descongelación sobre el material compactado (es decir, sobre la tierra para terreno compactada con el producto estabilizante) es capaz de proporcionar una indicación de la capacidad de la tierra para terreno tratada con el estabilizante de mantener inalteradas sus características geomecánicas con el tiempo. Esta prueba determina la pérdida de masa de una tierra para terreno compactada después de 12 ciclos de congelación/descongelación: cuanto mayor es el valor, más rápidamente la tierra para terreno estabilizada perderá sus propiedades (es decir, se deshará y perderá masa) y será necesaria una nueva operación.

El principal objeto de la presente invención es dar a conocer una composición y un método que permiten operaciones de consolidación eficaces a llevar a cabo en tierras para terreno (en particular en terrenos arcillosos o arenosos), que mantienen las características geomecánicas resultantes mejoradas durante un periodo prolongado de tiempo.

Este objeto se consigue mediante una composición que consiste en una mezcla de óxidos discretos que comprende entre un 5% y un 35% de SiO_{2}, entre un 5% y un 70% de Al_{2}O_{3}, entre un 1% y un 10% de Fe_{2}O_{3}, entre un 5% y un 75% de CaO, entre un 1% y un 15% de MgO, entre un 1% y un 10% de SO_{3}, entre un 0,5% y un 10% de Na_{2}O, entre un 1% y un 5% de K_{2}O y que comprende también entre un 0,1% y un 2% de fibras de polipropileno, expresando los porcentajes en peso sobre el peso de la mezcla.

De manera ventajosa, las fibras de polipropileno tienen una longitud entre 3 mm y 19 mm y pueden estar fibriladas (es decir, estar en forma de grupos de fibras interconectadas) o pueden estar en forma de monofilamentos.

La presente invención se refiere al método para mejorar las características geomecánicas de tierras para terreno, según el que, una composición según la presente invención, se mezcla de manera uniforme con la tierra para terreno en proporciones entre un 2% y un 10% en peso sobre el peso de la tierra para terreno a estabilizar, preferiblemente en proporciones entre el 3% y el 6% en peso.

El grosor de la tierra para terreno depende de las necesidades de diseño de la tierra base en relación con la función que debe realizar (base para la estructura de un edificio, base para un pavimento, etc.). En consecuencia, el grosor de la tierra para terreno implicado en el tratamiento de consolidación no se puede establecer de antemano: la experiencia práctica indica que el mínimo grosor de tierra para terreno a tratar es diez centímetros.

Para conseguir el objeto de la presente invención no es necesario que estén presentes todos los constituyentes inorgánicos indicados, aunque, sin embargo, es preferente que lo estén.

La naturaleza y características de la presente invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción de algunas realizaciones de la misma proporcionadas a modo de ejemplos no limitantes.

Ejemplo 1

Se entenderá que se mejorarán las características geomecánicas de la tierra para terreno que tiene las características especificadas en las siguientes Tabla 1 y Tabla 2.

TABLA 1

1

2

TABLA 2

3

Una porción de 3 kg de dicha tierra se estabiliza mezclándola de manera íntima con una composición que consiste en una mezcla de óxidos y fibras de polipropileno indicada en la Tabla 3: una parte igual (en peso) de la mima tierra se trata con una mezcla estabilizante de tipo conocido que consiste en cal, cemento pozzolan y yeso (indicado como "mezcla A").

Ambas mezclas estabilizantes se añaden en una cantidad del 4% sobre el peso de la tierra para terreno.

TABLA 3

4

A continuación, se determina el índice CBR (California Bearing Ratio), un método desarrollado en 1929 por el Highways Department y se lleva a cabo la prueba de congelación-descongelación en el material compactado: los valores obtenidos se especifican en la siguiente Tabla 4.

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TABLA 4

5

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Ejemplo 2

Se mezcla una composición que consiste en una mezcla de SiO_{2} (17%), Al_{2}O_{3} (53%), Fe_{2}O_{3} (3,0%), CaO (15%), MgO (0,25%), SO_{3} (6,75%), Na_{2}O (2,5%), K_{2}O (1,0%) y fibras de polipropileno fibriladas que tienen una longitud promedio de 12 mm (expresando los porcentajes en peso) - en una cantidad equivalente al 5% en peso sobre el peso de la tierra para terreno - con una tierra para terreno que tiene las características indicadas en la siguiente Tabla 5.

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TABLA 5

6

A continuación, se determina el índice CBR (California Bearing Ratio) (método CNR UNI 10009/64) tanto antes como después de su tratamiento con la composición especificada anteriormente.

De este modo, se observó un índice CBR (California Bearing Ratio) del 135% para la tierra como tal (es decir, no tratada) y del 340% para la tierra estabilizada con la composición.

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Ejemplo 3

Una mezcla formada de SiO_{2} (30,5%), Al_{2}O_{3} (8,5%), Fe_{2}O_{3} (4,5%), CaO (50,4%), MgO (3,55%), SO_{3} (1,5%), Na_{2}O (0,1%), K_{2}O (0,55%) y fibras de polipropileno de monofilamentos de 3 mm (0,4%), expresando los porcentajes en peso, se mezcla en una cantidad del 3% en peso sobre el peso de la tierra para terreno, teniendo la tierra para terreno las características indicadas en la siguiente Tabla 5.

TABLA 6

7

De este modo, se observó un índice CBR (California Bearing Ratio) del 43% para la tierra como tal (es decir, no tratada) y del 294% para la tierra estabilizada con la composición.

Claims

1. Composición útil para mejorar las propiedades geomecánicas de tierras para terreno, caracterizada porque consiste en una mezcla de óxidos discretos que comprende entre un 5% y un 35% de SiO_{2}, entre un 5% y un 70% de Al_{2}O_{3}, entre un 1% y un 10% de Fe_{2}O_{3}, entre un 5% y un 75% de CaO, entre un 1% y un 15% de MgO, entre un 1% y un 10% de SO_{3}, entre un 0,5% y un 10% de Na_{2}O, entre un 1% y un 5% de K_{2}O y que comprende también entre un 0,1% y un 2% de fibras de polipropileno, expresando los porcentajes en peso sobre el peso de la mezcla.

2. Procedimiento para mejorar las propiedades de tierras para terreno, caracterizado porque se mezcla de manera uniforme una composición, según la reivindicación 1, con la tierra para terreno en proporciones entre un 2% y un 10% de la composición sobre el peso de la tierra para terreno a estabilizar.

3. Procedimiento, tal como se reivindica en la reivindicación 2, caracterizado porque dicha composición se mezcla con la tierra para terreno en una proporción entre un 3% y un 6% sobre el peso de la tierra para terreno a estabilizar.

4. Procedimiento, tal como se reivindica en la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el grosor del nivel base de la tierra para terreno tratada con una composición, según la reivindicación 1, es, como mínimo, de 10 cm.