WO2020128118A1 - Structure foundation based on tyre chips - Google Patents

Abstract

The invention relates to a structure foundation based on tyre chips, which can be used in civil engineering, construction or other installations, which uses recycled tyres that have been previously stripped of their metal framework and shredded into chips, which are added to a hydraulic binder.

Description

DESCRIPCION DESCRIPTION

Cimentación de estructuras basada en viruta de neumáticos. Structure foundation based on tire chips.

OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION

El objeto principal de la presente invención, es proporcionar un elemento estructural de una edificación, obra civil, instalación o similar, al objeto de transmitir sus cargas o elementos apoyados en ella al suelo, haciendo uso de neumáticos reciclados a los que previamente se le ha retirado la lona metálica y se ha cortado en pequeño tamaño en forma de virutas. The main object of the present invention is to provide a structural element of a building, civil works, installation or similar, in order to transmit its loads or elements resting on it to the ground, using recycled tires that have previously been removed the metal sheet and has been cut into a small size in the form of shavings.

Esta invención es aplicable en el campo de las cimentaciones habitualmente utilizadas en la construcción tanto de obra civil como de edificación o instalaciones. This invention is applicable in the field of foundations commonly used in the construction of both civil works and buildings or facilities.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

A modo de introducción, es por todos conocido como se entiende por cimentación al conjunto de elementos estructurales de una edificación cuya misión es transmitir sus cargas o elementos apoyados en ella ai suelo, distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan cargas zonales o en espacios reducidos. By way of introduction, it is known to everyone as a foundation is understood to be the set of structural elements of a building whose mission is to transmit its loads or elements supported by it to the ground, distributing them in such a way that they do not exceed their admissible pressure or produce zonal loads or in tight spaces.

Siempre que sea posible, se preferirá que los cimientos estén solicitados por cargas centradas, ya que las excéntricas pueden provocar empujes diferenciales. Whenever possible, it will be preferred that the foundations are applied by centered loads, since eccentric ones can cause differential thrusts.

Se buscará siempre que el terreno de apoyo sea resistente y, si eso no fuese posible, habrá que buscar soluciones alternativas. It will be sought whenever the support ground is resistant and, if this is not possible, alternative solutions will have to be found.

En muchos casos, los cimientos no solo transmiten compresiones, sino que, mediante esfuerzos de rozamiento y adherencia, llegan a soportar cargas horizontales y de tracción, anclando el edificio al terreno, si fuese necesario. Además de sus funciones principales, ios cimientos han de cumplir otros propósitos: In many cases, the foundations not only transmit compressions, but, through friction and adhesion efforts, come to bear horizontal and tensile loads, anchoring the building to the ground, if necessary. In addition to their main functions, the foundation must serve other purposes:

e Ser suficientemente resistentes para no romper por cortante e Be strong enough not to break by shear

e Soportar los esfuerzos de flexión que produce el terreno, para lo cual en general se dispondrán armaduras en su cara inferior, que absorberán las tracciones. e Support the bending stresses produced by the ground, for which in general reinforcements will be arranged on its underside, which will absorb the tractions.

® Acomodarse a posibles movimientos del terreno. ® Accommodate to possible ground movements.

® Soportar las agresiones del terreno y del agua y su presión, si la hay Los materiales con que se pueden construir los cimientos dependen, en gran parte, del grado higrométrico del terreno y la mayor o menor facilidad que el mismo tenga para absorber el agua meteórica. Los tipos de cimentación hasta ahora conocidos, aparte del pilotaje, podrían ser de ® Withstand the aggressions of the land and water and their pressure, if any The materials with which the foundations can be built depend, to a large extent, on the hygrometric degree of the terrain and the greater or lesser ease that it has to absorb meteoric water. The types of foundations known so far, apart from piloting, could be of

Manipostería Masonry

Manipostería hormigonada Concreted masonry

Hormigón ciclópeo Cyclopean concrete

Hormigón en masa Mass concrete

Hormigón armado Reinforced concrete

Ladrillo Brick

Piezas prefabricadas Precast parts

Por otro lado, es por todos conocido, la existencia de patologías por acciones sísmicas producidas por los terremotos o sismos, que consisten en la liberación repentina de la energía acumulada en la corteza terrestre en fornia de ondas que se propagan en todas direcciones. Ante estas situaciones, los daños producidos por los terremotos y su magnitud dependen de varios factores: On the other hand, the existence of pathologies due to seismic actions produced by earthquakes or earthquakes, which consist of the sudden release of the energy accumulated in the earth's crust in the form of waves that propagate in all directions, is known to all. In these situations, the damage caused by earthquakes and their magnitude depend on several factors:

La fuerza del movimiento The force of movement

La duración de la sacudida The duration of the shake

El tipo de suelo, ya que modifica las características de las sacudidas The type of soil, since it modifies the characteristics of the shocks

Tipología de las construcciones Construction typology

V Cimentación inadecuada, insuficiente o mal arriostrada V Inadequate, insufficient or poorly braced foundation

Terrenos con pendiente pronunciada falta de separación entre edificios colindantes Land with a steep slope, lack of separation between adjoining buildings

Uno de los factores determinantes de la vulnerabilidad reside en la insuficiente ductilidad de las estructuras edificatorias, es decir su comportamiento frágil frente a los sismos. One of the determining factors of vulnerability lies in the insufficient ductility of building structures, that is, their fragile behavior against earthquakes.

Problemática asociada al destino final de los neumáticos Problems associated with the final destination of the tires

Es por todos conocido, como la masiva fabricación de neumáticos y las dificultades para hacerlos desaparecer una vez usados, constituye uno de los más graves problemas medioambientales de los últimos años en todo el mundo. Un neumático necesita grandes cantidades de energía para ser fabricado (medio barril de petróleo crudo para fabricar un neumático de camión) y también provoca, si no es convenientemente reciclado, contaminación ambiental al formar parte, generalmente, de vertederos incontrolados. It is known to everyone, as the massive manufacture of tires and the difficulties to make them disappear once used, constitutes one of the most serious environmental problems in recent years worldwide. A tire needs large amounts of energy to be manufactured (half a barrel of crude oil to make a truck tire) and also if not properly recycled, it causes environmental pollution by generally being part of uncontrolled landfills.

Existen métodos para conseguir un reciclado coherente de estos productos, pero faltan políticas que favorezcan la recogida y la implantación de industrias dedicadas a la tarea de recuperar o eliminar, de forma limpia, los componentes peligrosos de las gomas de los vehículos y maquinarias. Un gran % se deposita en vertederos controlados sin tratar, otro % se deposita después de ser triturado, y, el resto no está controlado. Para eliminar estos residuos se usa con frecuencia la quema directa que provoca graves problemas medioambientales ya que produce emisiones de gases que contienen partículas nocivas para el entorno, aunque no es menos problemático el almacenamiento, ya que provocan problemas de estabilidad por la degradación química parcial que éstos sufren y producen problemas de seguridad en el vertedero. There are methods to achieve a consistent recycling of these products, but there is a lack of policies that favor the collection and establishment of industries dedicated to the task of cleanly recovering or eliminating the dangerous components of the tires of vehicles and machinery. A large% is deposited in untreated controlled landfills, another% is deposited after crushing, and the rest is uncontrolled. To eliminate these residues, direct burning is frequently used, which causes serious environmental problems since it produces emissions of gases that contain particles that are harmful to the environment, although storage is no less problematic, since they cause stability problems due to the partial chemical degradation that These suffer and produce security problems in the landfill.

Atendiendo al proceso de trituración mecánica de los neumáticos, el mismo es un proceso puramente mecánico y por tanto los productos resultantes son de alta calidad limpios de todo tipo de impurezas, lo que facilita la utilización de estos materiales en nuevos procesos y aplicaciones. La trituración con sistemas mecánicos es, casi siempre, el paso previo en los diferentes métodos de recuperación y rentabilización de ios residuos de neumáticos. Este concepto incluye la fragmentación del neumático en gránulos (GTR, Caucho de Ruedas Granulado) y separación de componentes (acero y fibras) y desvuicanización o no. Ejemplos de uso son: materiales de relleno en productos de caucho, modificadores de asfalto, superficies de atletismo y deportes, y productos moldeados y calandrados. Taking care of the mechanical crushing process of the tires, it is a purely mechanical process and therefore the resulting products are of high quality, clean of all types of impurities, which facilitates the use of these materials in new processes and applications. Crushing with mechanical systems is, almost always, the previous step in the different methods of recovery and profitability of tire waste. This concept includes the fragmentation of the tire into granules (GTR, Wheeled Rubber Granules) and separation of components (steel and fibers) and devucanization or not. Examples of use are: fillers in rubber products, asphalt modifiers, athletic and sports surfaces, and molded and calendered products.

Atendiendo ai estado de la técnica en la materia, se aportan las siguientes protecciones identificadas por su título y número de publicación; Considering the state of the art in the matter, the following protections are provided, identified by their title and publication number;

1. CN204475361U Prestressed shock-absorbing type tire structure foundation. 1. CN204475361U Prestressed shock-absorbing type tire structure foundation.

2. US20030230373A1 Engineered tire partície agg regates and constructs. 2. US20030230373A1 Engineered tire participates agg regates and constructs.

3. US696004682 Permeable and elastic pavement biocks 3. US696004682 Permeable and elastic pavement biocks

4. WQ2012069684 A1 Estructura bicapa útii para construcción y procedimiento para ia obtención de la misma 5. US6457912B1 Foundation construciion using recyded tire wai!s4. WQ2012069684 A1 Two-layer structure useful for construction and procedure to obtain it 5. US6457912B1 Foundation construction using recycled tire wai! S

6 WO2Q03016632A1 Concrete pavement ¡ayer with waste tire chip i ayer : 6 WO2Q03016632A1 Concrete pavement yesterday with waste tire chip and yesterday:

Se identifican, también algunos artículos o publicaciones que también conforman el estado de la técnica en la materia, en el que se abordan, así mimo, los siguientes aspectos;Some articles or publications that also make up the state of the art in the matter are also identified, in which the following aspects are also addressed;

S Uso de neumáticos para la fabricación de bloques de hormigón. S Use of tires for the manufacture of concrete blocks.

Sistema antisísmico que incorpora neumáticos reciclados completos. Anti-seismic system that incorporates complete recycled tires.

S Cimentaciones autodrenantes en construcciones de tierra y fardos de paja. Los neumáticos, en este caso, estarían rellenos de gravilla, piedras y mortero de cal. S Self-draining foundations in earth constructions and straw bales. The tires, in this case, would be filled with gravel, stones and lime mortar.

·/ Uso de neumáticos triturados con fines estructurales, aunque solamente como aditivo en una pequeña proporción. · / Use of crushed tires for structural purposes, although only as an additive in a small proportion.

Sin embargo, la“Cimentación de estructuras basada en viruta de neumáticos" proporciona respecto ai estado de la técnica, un elemento estructural para su uso en una edificación, obra civil, instalación o similar, ai objeto de transmitir sus cargas o elementos apoyados en ella al suelo, basándose en el uso de neumáticos reciclados a los que previamente se le ha retirado la lona metálica y se ha cortado en pequeño tamaño en forma de virutas que aporta respecto al estado de la técnica las siguientes ventajas; However, the "Piling structure based on tire chips" provides, with respect to the state of the art, a structural element for use in a building, civil works, installation or similar, in order to transmit its loads or elements supported by it to the ground, based on the use of recycled tires from which the metal tarpaulin has previously been removed and has been cut into a small size in the form of chips that provides the following advantages with respect to the state of the art;

* Permite la reutilización del neumático, reduciendo la problemática ambiental asociada a su destino final. * Allows the reuse of the tire, reducing the environmental problems associated with its final destination.

* Reducido impacto ambiental de la cimentación objeto de la invención, convenientemente ejecutada. * Reduced environmental impact of the foundation object of the invention, suitably executed.

* Bajo coste de los materiales y fácil de ejecutar. * Low cost of materials and easy to execute.

* Adaptable a cualquier tipo de aplicación. * Adaptable to any type of application.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN EXPLANATION OF THE INVENTION

A modo de explicación de la invención, la“Cimentación de estructuras basada en viruta de neumáticos” para la ejecución de cualquier tipo de cimentación se basa en la combinación de los siguientes elementos utilizados en sustitución de los materiales utilizados en la construcción de cimentaciones convencionales; By way of explanation of the invention, the “Foundation of structures based on tire chips” for the execution of any type of foundation is based on the combination of the following elements used in substitution of the materials used in the construction of conventional foundations;

A. Neumáticos reciclados a ios que previamente se le ha retirado la lona metálica y se ha cortado en pequeño tamaño en forma de virutas A. Recycled tires for those who have previously had their metal tarpaulin removed and cut into small shavings

B. Liquido aglutinante de compactación. Haciendo uso de los elementos descritos, la ejecución de una cimentación no difiere en cuanto a la ejecución de la estructura metálica, hormigón o de madera que se aloja por encima de la misma, únicamente para ejecutar la cimentación una vez se ha ejecutado la excavación en el terreno y se ha fijado en la misma la correspondiente estructura metálica de hormigón o de madera, provista de los correspondientes pernos de anclaje, o lo que corresponda en cada caso, garantizando que la misma no se desplaza durante la ejecución de la cimentación, se ha de desplegar la siguiente secuencia; B. Compaction binding liquid. Using the described elements, the execution of a foundation does not differ in terms of the execution of the metal, concrete or wooden structure that is housed above it, only to execute the foundation once the excavation has been carried out in the ground and the corresponding metal concrete or wooden structure has been fixed in it, provided with the corresponding anchor bolts, or whatever corresponds in each case, guaranteeing that it does not move during the execution of the foundation, it has to display the following sequence;

A. Obtención de la mezcla resultante de añadir a las virutas de neumáticos, el correspondiente liquido aglutinante. A. Obtaining the mixture resulting from adding to the tire chips the corresponding binder liquid.

B. Relleno de la excavación con la mezcla anterior hasta el nivel de su superficie B. Filling the excavation with the previous mixture to the level of its surface

A partir del procedimiento descrito, transcurrido el tiempo de secado correspondiente, el conjunto conforma un bloque de cimentación compacto. From the described procedure, once the corresponding drying time has elapsed, the assembly forms a compact foundation block.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical embodiment thereof, a set of drawings is included as an integral part of said description where illustrative and not limiting, the following has been represented:

Figura 1.- Vista en perspectiva principal de solución constructiva convencional de unión entre pilar metálico y placa de anclaje. Figure 1.- Main perspective view of a conventional constructive solution for the connection between the metal pillar and the anchor plate.

Figura 2.- Vista en alzado principal de“Cimentación de estructuras basada en viruta de neumáticos” para la referida placa de anclaje. Figure 2.- Main elevation view of “Foundation of structures based on tire chips” for the aforementioned anchor plate.

En las citadas figuras se pueden destacar ios siguientes elementos constituyentes; In the mentioned figures the following constituent elements can be highlighted;

1. Envolvente geotextil. 1. Geotextile envelope.

2. Pernos de anclaje. 2. Anchor bolts.

3. Viruta de neumático reciclado combinado con líquido aglutinante. 3. Recycled tire chip combined with binder liquid.

4. Placa base. 4. Motherboard.

5. Pilar metálico. EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTE 5. Metallic pillar. PREFERRED EXAMPLE OF REALIZATION

A modo de realización preferente, la “Cimentación de estructuras basada en viruta de neumáticos” se puede utilizar para ejecutar la cimentación de una solución constructiva convencional cualquiera, tal y como se aprecia en la figura 1 donde a modo de ejemplo se muestra la unión entre pilar metálico y placa de anclaje que se ha de cimentar sobre el terreno. Para ello, siguiendo el proceso habitual para este tipo de cimentaciones realizadas en hormigón, se llevaría a cabo el siguiente proceso hasta ejecutar el pilar metálico sobre una cimentación en zapata aislada a base de viruta de neumático reciclado, tai y como se muestra en la figura 2; As a preferred embodiment, the "Tire chip-based structure foundation" can be used to execute the foundation of any conventional construction solution, as shown in Figure 1 where, by way of example, the connection between metal pillar and anchor plate to be laid on the ground. To do this, following the usual process for this type of foundation made of concrete, the following process would be carried out until the metal pillar is executed on an insulated footing foundation based on recycled tire chips, tai and as shown in the figure two;

A. Ejecución de excavación en el terreno A. Execution of excavation in the field

B. Colocación de envolvente en geotextil (1) para garantizar la ausencia de filtraciones. B. Placement of the envelope in geotextile (1) to guarantee the absence of leaks.

C. Instalación de pernos de anclaje (2). C. Installation of anchor bolts (2).

D. Relleno de excavación en el terreno con la mezcla obtenida previamente de viruta de neumático reciclado y líquido aglutinante (3) D. Fill excavation in the field with the previously obtained mixture of recycled tire chips and binder liquid (3)

E. Secado del conjunto que conforma el dado e instalación de placa base (4) haciendo uso de ios pernos de anclaje (2). E. Drying of the assembly that makes up the die and installation of the base plate (4) using the anchor bolts (2).

F. Instalación y soldadura del pilar metálico (5). F. Installation and welding of the metal pillar (5).

Es importante resaltar, como el correcto dimensionado de cada zapata aislada requiere de las habituales comprobación de la capacidad portante de hundimiento, la comprobación del estado de equilibrio, como la comprobación resistente de la misma y su asentamiento diferencial en relación a las zapatas contiguas, haciendo uso de ios parámetro asociados al material empleado a base de viruta de neumático reciclado y líquido aglutinante. Así mismo, la profundidad del piano de apoyo se fija teniendo en cuenta el informe geotécnico, sin alterar el comportamiento del terreno bajo el cimiento, a causa de las variaciones del nivel freático o por posibles riesgos debidos a las heladas. It is important to highlight, as the correct dimensioning of each isolated shoe requires the usual checking of the bearing capacity of subsidence, the check of the state of balance, such as the resistant check of the same and its differential settlement in relation to the adjoining shoes, making use of the parameters associated with the material used based on recycled tire chips and binder liquid. Likewise, the depth of the support piano is fixed taking into account the geotechnical report, without altering the behavior of the ground under the foundation, due to variations in the water table or due to possible risks due to frost.

Por último, es evidente, como la propuesta constructiva de cimentación objeto de la presente invención, sería aplicable en tantas soluciones constructivas como las ejecutadas en hormigón armado o sin armar, pudiendo hacer uso de una base de hormigón de limpieza sobre un terreno compactado, incorporando armado interior, calzos de apoyo, o añadiendo una capa superficial de mortero de nivelación hasta la cota del terreno, etc. Lastly, it is evident that, as the construction proposal for the foundation object of the present invention, it would be applicable in as many construction solutions as those carried out in reinforced or unarmed concrete, being able to make use of a cleaning concrete base on compacted ground, incorporating internal reinforcement, chocks of support, or adding a superficial layer of leveling mortar to the ground level, etc.

No se considera necesario, hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan en sus diferentes aplicaciones en otro tipo de estructuras de hormigón, de madera o similar. Así mismo, las formas, envolvente de compartimeníación con el terreno utilizada, líquido aglutinante empleado, dimensiones y diseños, serán susceptibles de variación siempre y cuando, ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento. Por último, ios términos en los que se ha descrito la memoria han de entenderse en sentido amplio y no limitativo. It is not considered necessary to make this description more extensive so that any person skilled in the art understands the scope of the invention and the advantages derived from it in its different applications in other types of concrete, wooden or similar structures. Likewise, the forms, envelope of compartmentalization with the ground used, binder liquid used, dimensions and designs, will be subject to variation as long as it does not imply an alteration in the essential nature of the invention. Finally, the terms in which the specification has been described are to be understood in a broad and non-limiting sense.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cimentación de estructuras basada en viruta de neumáticos caracterizada por llevarse a cabo en base a la utilización de neumáticos reciclados desprovistos de su lona metálica y triturados en combinación con un líquido aglutinante de compacíación. 1. Foundation of structures based on tire chips characterized by being carried out based on the use of recycled tires devoid of their metallic tarpaulin and crushed in combination with a compacting binder liquid.