ES2293390T3 - Hormigon de baja compactacion. - Google Patents
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Abstract
Material de hormigón para una capa portante de una superestructura para el ferrocarril o tranvía realizada en una forma de construcción sin gravilla, caracterizado porque el material de hormigón presenta una proporción de 240 - 280 kg/m3 de harina de piedra caliza, 1500 - 1700 kg/m3 de áridos, siendo que estos áridos se componen de 35-45% de áridos con granulometría en el rango de 0 a 2 mm, 25-35% de áridos con granulometría en el rango de 2 a 8 mm y 25-35% de áridos con granulometría en el rango de 8 a 16 mm, así como una proporción de plastificante que se reduce con mayor peralte geométrico de la capa portante de la superestructura.
Description
Hormigón de baja compactación.
La invención se refiere a un material de
hormigón para una capa portante de una superestructura para
ferrocarril o tranvía realizada en una forma de construcción sin
gravilla, así como a su uso para confeccionar una capa portante de
ese tipo.
En lo que respecta a las superestructuras para
sistemas de tránsito por rieles sujetos a un recorrido, en las
últimas décadas resultaron ventajosos los sistemas sin gravillas
para determinadas aplicaciones y condiciones de uso. Durante las
diversas actividades de desarrollo se planteó una amplia gama de
diferentes conceptos de soluciones técnicas y se evaluaron respecto
de su implementabilidad en la operación práctica. Además de
sistemas, en los que los puntos de apoyo para el alojamiento de los
rieles ya están integrados en placas listas para usar de hormigón
prefabricadas en planta (por ejemplo, vía sólida de traslado del
tipo de construcción "Bögl"), ante todo se destacaron
sistemas, en los que se fija una parilla de rieles que se compone de
las vías, el material de fijación de la superestructura y los
durmientes, mediante un material fluido para el vertido -por lo
general, hormigón preparado en el sitio o asfalto- (por ejemplo, vía
de traslado sólida del tipo de construcción "Rheda").
En el estado de la técnica, para el especialista
es habitual en este contexto, utilizar en la producción de
materiales de hormigón para capas portantes de vías de tránsito sin
gravilla (superestructuras de tranvías o de ferrocarril) áridos de
distinta granulometría. Así, por ejemplo, se revela en el documento
FR 2 615 875 una capa portante para el alojamiento de rieles de una
vía de traslado por rieles sin gravilla, que se compone en un 70 a
95% en peso de una mezcla de arena-arcilla con una
granulometría de hasta 35 mm, así como en un 2 a 20% en peso de un
ligante hidráulico con una granularidad de hasta 5 mm. En el
documento GB 2 293 376 A se revela una mezcla de hormigón para
aplicación en capas portantes de vías de tránsito con una proporción
de áridos de gránulos gruesos de cómo mínimo 70% en peso y menos de
un 10% en peso de áridos de gránulos finos con una granulometría de
2 a 5 mm. También en la publicación "Neuere Entwicklungen im
Schienenbahnenbau" (Eisenmann, Josef; ETR; Septiembre 1986,
página 604) se presenta un material de hormigón para una
superestructura de ferrocarril sin gravilla, que contiene áridos de
diferente granulometría.
Como dificultad especial, resultó en estos
sistemas de hormigón preparado en el lugar, además de la fijación
de la parilla de rieles sobre la subestructura portante, la
introducción del material fluido de vertido. En especial en las
áreas de las curvas de los rieles, el riel externo en la curva se
ubica más elevado en sentido vertical que el riel del lado interno
de la curva. Esa diferencia de altura de ambos rieles en la materia
se denomina peralte. Para la concreción de una capa portante de
hormigón en el área de tales peraltes de rieles, hasta ahora fue
necesario usar una composición de consistencia muy rígida del
hormigón, para que el hormigón vertido no emerja de las secciones
del revestimiento en las partes internas de las curvas. Resultó
especialmente desventajoso aquí, que la colocación de un hormigón
tan rígido o bien espeso requiere de una intensa tarea manual, dado
que deben realizarse importantes trabajos de nivelación y
compactación.
Desde la década de los años ochenta, se conoce
un hormigón autocompactante en Japón, que mientras tanto ya se
utilizó en algunos casos en obras de ingeniería en Europa. En el
documento DE 100 28 123 A1 se le explica al especialista la
confección de un hormigón autocompactante de ese tipo mediante el
uso de plastificantes. Aunque una sencilla adaptación de un
hormigón autocompactante de ese tipo a la presente dificultad para
la preparación de una capa de vía de traslado hormigonada de modo
continuo, sólo puede concretarse en áreas sin pendiente
longitudinal ni transversal. Sin embargo, un recorrido tal no existe
prácticamente en ninguna parte en el trazado de ferrocarriles. Una
ventaja decisiva de la vía de traslado sólida respecto de trayectos
de rieles con el clásico lecho de gravilla, radica justamente que
en el trazado se pueden prever valores de pendientes mucho más
extremas debido a que la vía de traslado sólida presenta un mejor
comportamiento frente a la inducción de cargas o bien de descargas,
y por lo tanto se reducen notoriamente las tareas de ingeniería y de
movimiento de tierra (túneles más cortos, puentes de menor
longitud, cortes más planos, etc.). El uso de los hormigones
autocompactantes conocidos, por lo tanto sería una contradicción en
sí misma, en vista del trazado deseado del recorrido.
La invención se basa en el objeto de poner a
disposición un material de hormigón para una capa portante de una
superestructura para ferrocarril o tranvía realizada en una forma de
construcción sin gravilla, con el cual se redujo de manera efectiva
el trabajo manual para las tareas de nivelación y compactación, en
especial en el caso de peraltes de los rieles en forma de arco.
Este objeto se cumple según la invención en
relación con el concepto general de la reivindicación 1, porque el
material de hormigón presenta una proporción de 240 - 280 kg/m^{3}
de harina de piedra caliza, 1500 - 1700 kg/m^{3} de áridos,
siendo que estos áridos se componen en un 35-45% de
áridos con granulometría en el rango de 0 a 2 mm, en un
25-35% de áridos con granulometría en el rango de 2
a 8 mm y en un 25-35% de áridos con granulometría
en el rango de 8 a 16 mm, así como de una proporción de
plastificante que se reduce al aumentar el peralte geométrico de la
capa portante. De modo paralelo a esta proporción de mezclado,
naturalmente rigen las exigencias en sí conocidas y habituales en
el rubro (en especial hormigón ZTV - StB 01) respecto de un
contenido mínimo de cemento de
350 kg/m^{3} de una calidad CEM 132,5 R, así como de un valor de agua/cemento (= relación de masa de agua respecto del cemento) de cómo máximo 0,45. La solución de acuerdo con la invención utiliza un valor agua/cemento de 0,4. Además, el material de hormigón según la invención presenta un agente retardador del fraguado, cuya proporción de masa es un 0,8% de la masa total 0,8% de la proporción de masa del cemento.
350 kg/m^{3} de una calidad CEM 132,5 R, así como de un valor de agua/cemento (= relación de masa de agua respecto del cemento) de cómo máximo 0,45. La solución de acuerdo con la invención utiliza un valor agua/cemento de 0,4. Además, el material de hormigón según la invención presenta un agente retardador del fraguado, cuya proporción de masa es un 0,8% de la masa total 0,8% de la proporción de masa del cemento.
El objeto fundamental de la presente invención
radica en que con un material con tal tipo de mezcla, a pesar de la
necesaria variación del plastificante para lograr diferentes
consistencias, permanecen prácticamente invariables las propiedades
del hormigón sólido (por ejemplo, resistencia a la presión, módulo
de elasticidad, resistencia a la flexotracción, resistencia a la
tracción por separación y resistencia a las heladas), pero los
parámetros de procesamiento (por ejemplo, capacidad de flujo,
dificultad de compactación y velocidad de realización) pueden
adaptarse de manera óptima a la respectiva geometría de los
rieles.
Los rangos de variación indicados, se deben a
las necesarias adaptaciones a las propiedades que varían
regionalmente de los agregados usuales en el lugar, o bien de los
cementos que se comercializan en el lugar. Por ejemplo, en el caso
de una harina de piedra caliza de tamaño de grano más grande se
requiere una masa mayor que en el caso de harina de piedra caliza
de granulometría más fina, dado que la capacidad específica de
absorción de agua, se reduce en la harina de piedra caliza al
aumentar el tamaño de grano. Los mejores resultados se lograron con
una composición de áridos que se compone en un 40% de áridos con
granulometría en el rango de 0 a 2 mm, en un 30% de áridos con
granulometría en el rango de 2 a 8 mm y en un 30% de áridos con
granulometría en el rango de 8 a 16 mm.
Al continuar el desarrollo del concepto básico
de la invención, resultó especialmente efectivo cuando el material
de hormigón para lograr una clase de consistencia F6 presenta una
proporción de plastificante de 1,7-1,8 kg/m^{3}.
Se trata aquí de las clases de consistencia categorizadas según la
norma DIN-EN 12350-5 desde F1
("rígido") a F6 ("muy fluido"). Para el ajuste de clases
de consistencia diferentes, resultaron apropiadas las siguientes
variaciones, según las cuales, para lograr una clase de consistencia
F5 se previó una proporción de plastificante de 1,65 - 1,75
kg/m^{3}, para lograr una clase de consistencia F4 se previó una
proporción de plastificante de 1,6 - 1,7 kg/m^{3}, para lograr
una clase de consistencia F3 se previó una proporción de
plastificante de 1,4 - 1,5 kg/m^{3}, para lograr una clase de
consistencia F2 se previó una proporción de plastificante de 1,1 -
1,25 kg/m^{3}, así como para lograr una clase de consistencia F1
se previó una proporción de plastificante de 0,5 - 0,75 kg/m^{3}.
También en este caso, los rangos de variación indicados, se deben a
las necesarias adaptaciones a las propiedades que varían
regionalmente de los agregados usuales en el lugar, o bien de los
cementos que se comercializan en el lugar.
Resultó de extensos estudios realizados que para
pendientes dadas de entre 7% y 10% en la vía sólida de traslado a
confeccionar, son más convenientes los materiales de hormigón según
la invención con las clases de consistencia F5 y F4. Para
pendientes más pronunciadas de hasta 12% son adecuados los
materiales de hormigón según la invención de las clases de
consistencia F3 a F1.
Es especialmente ventajoso, cuando el
plastificante utilizado para ello, se realizó sobre la base de un
éter de policarboxilato. De esa manera, se ayuda a que se produzca
una menor resistencia por fricción en la suspensión de hormigón, de
modo que las burbujas de aire que se forman durante el proceso de
hormigonado pueden ascender a la superficie y desaparecer.
Claims (4)
1. Material de hormigón para una capa portante
de una superestructura para el ferrocarril o tranvía realizada en
una forma de construcción sin gravilla, caracterizado
porque
el material de hormigón presenta una proporción
de
240 - 280 kg/m^{3} de harina de piedra
caliza,
1500 - 1700 kg/m^{3} de áridos, siendo que
estos áridos se componen de
35-45% de áridos con
granulometría en el rango de 0 a 2 mm,
25-35% de áridos con
granulometría en el rango de 2 a 8 mm y
25-35% de áridos con
granulometría en el rango de 8 a 16 mm, así como una proporción de
plastificante que se reduce con mayor peralte geométrico de la capa
portante de la superestructura.
2. Material de hormigón para una capa portante
de una superestructura para el ferrocarril o tranvía realizada en
una forma de construcción sin gravilla de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el material de
hormigón
para lograr una clase de consistencia F6
presenta una proporción de plastificante de 1,7 - 1,8 kg/m^{3}
o
para lograr una clase de consistencia F5
presenta una proporción de plastificante de 1,65 - 1,75 kg/m^{3}
o
para lograr una clase de consistencia F4
presenta una proporción de plastificante de 1,6 - 1,7 kg/m^{3}
o
para lograr una clase de consistencia F3
presenta una proporción de plastificante de 1,4 - 1,5 kg/m^{3}
o
para lograr una clase de consistencia F2
presenta una proporción de plastificante de 1,1 - 1,25 kg/m^{3}
o
para lograr una clase de consistencia F1
presenta una proporción de plastificante de 0,5 - 0,75
kg/m^{3}.
3. Material de hormigón para una capa portante
de una superestructura para el ferrocarril o tranvía realizada en
una forma de construcción sin gravilla de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el material de
hormigón presenta un plastificante sobre la base de un éter de
policarboxilato.
4. Uso del material de hormigón de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 3 para la confección de una capa
portante de una superestructura para el ferrocarril o tranvía
realizada en una forma de construcción sin gravilla.
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