1. Secado:
Si se usa la cal viva, la misma se hidrata inmediatamente
(i.e.,químicamente se combina con el agua) y libera
calor. Los suelos se secan, porqueel agua presente en el
suelo participa en esta reacción, y porque el calor
generadopuede evaporar la humedad adicional. La cal
hidratada producida por estasreacciones iniciales,
posteriormente reaccionará con las partículas de arcilla
(comose discute posteriormente). Estas reacciones
subsecuentes, lentamenteproducirán un secado
adicional porque las mismas reducen la humedad
Modificación:
Después de la mezcla inicial, los iones de calcio (Ca++)
de la calhidratada emigran a la superficie de las
partículas arcillosas y desplazan el agua yotros iones. El
suelo se hace friable y granular, haciéndolo más fácil
para trabajary compactar (Figura 4). En esta etapa,
el Índice de Plasticidad del suelodisminuye
drásticamente, así como lo hace su tendencia a
hincharse y contraerse.El proceso, llamado "floculación y
aglomeración", generalmente ocurre en eltranscurso de
horas.
Estabilización:
Cuando se añaden las cantidades adecuadas de cal y
agua, el pHdel suelo aumenta rápidamente arriba de
10.5, lo que permite romper laspartículas de arcilla. La
determinación de la cantidad de cal necesaria es parte
delproceso de diseño y se estima por pruebas como la
de Eades y Grim (ASTMD6276). Se liberan la sílice y
la alúmina y reaccionan con el calcio de la cal
paraformar hidratos de calcio-silicatos (CSH) e hidratos
de calcio-aluminatos (CAH).CSH y CAH que son
productos cementantes similares a aquellos formados en
elcemento de Portland. Ellos forman la matriz que
contribuye a la resistencia de lascapas de suelo
estabilizadas con ca
Estabilización de suelos
Consiste en agregar un producto químico o aplicar un
tratamiento físico para modificar las características de los
suelos.
Es la corrección de una deficiencia para darle una mayor
resistencia al terreno o bien, disminuir su plasticidad.
Las tres formas de lograrlo son:
FÍSICA
QUÍMICA
MECÁNICA
FÍSICAS.
Mezclas de suelos
Geotextiles: son telas permeables no biodegradables que
pueden emplearse como filtros y para controlar la erosión de
suelos y el transporte de lodos
Consolidación.
QUÍMICAS.
Cal: Económica para suelos arcillosos (disminuye plasticidad)
Cemento Pórtland: para arenas o gravas finas (aumenta la
resistencia)
Productos asfálticos: Para material triturado sin cohesión
(emulsión, muy usada)
Cloruro de sodio y cloruro de calcio: Para arcillas y limos
(impermeabilizan y disminuyen los polvos)
Escorias de fundición: Comúnmente en carpetas asfálticas,
dan mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida
útil.
Polímeros : Comúnmente en carpetas asfálticas, dan mayor
resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida útil.
Hule de neumáticos: Comúnmente en carpetas asfálticas, dan
mayor resistencia, impermeabilizan y prolongan la vida útil.
MECÁNICAS.
Compactación: Regularmente se hace en la sub-base, base y
en carpetas asfálticas.
ESTABILIZACIONES MÁS USADAS
Compactación, geotextil, drenaje y estabilización
granulométrica con cal, cemento y asfalto.
Geotextil: Se emplean como elementos de distribución de
cargas en los pavimentos. En los taludes y en los cortes,
ayudan a proteger de la erosión.
Hay tres tipos: Material entrelazado
perpendicularmente, materiales de tela unidas mediante un
tejido de punto y materiales no tejidos
Procedimiento constructivo utilizando geotextil: La capa
inferior a la colocación del geotextil deberá estar totalmente
terminada, en suelos muy blandos se puede cortar la
vegetación al ras y se deberán rellenar las depresiones, se
deberá estirar el geotextil para que no haya arrugas, dándole
el traslape adecuado.
ESTABILIZACIÓN CON CAL:
Es un método económico para disminuir la
plasticidad de los suelos y aumentar la resistencia. Los
porcentajes van del 2 al 6% con respecto al suelo seco del
material por estabilizar.
Los estudios que se deben realizar a suelos estabilizados con
cal son: límites de Atterberg, granulometría, equivalente de
arena, CBR, compresión. Además también se realizan estos
estudios para suelos estabilizados con cloruro de sodio y
calcio, y cemento Pórtland.
PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO EMPLEANDO CAL: La capa
inferior a la que se va a estabilizar deberá estar totalmente
terminada, el mezclado puede realizarse en planta (mejores
resultados) o en campo, la cual puede agregarse en forma de
lechada o a granel.
ESTABILIZACIÓN CON CEMENTO PÓRTLAND: Aumentar
resistencia, también se disminuye la plasticidad, es muy
importante para que se logren estos efectos, que el material
por mejorar tenga un porcentaje máximo de materia orgánica
del 34%.
Existen dos métodos para estabilizar con cemento Pórtland.
1-Tipo flexible, en el cual el porcentaje de cemento
varía del 1 al 4%, con esto solo se logra disminuir la plasticidad
y el incremento en la resistencia resulta muy bajo, las pruebas
son semejantes a las que se hacen a los materiales
estabilizados con cal.
2- Estabilización rígida: el porcentaje de cemento varía del 6 al
14%, este tipo de mejoramiento es muy común en las bases,
para asemejar el modulo de elasticidad al de la carpeta, con
ello se evita una probable fractura de la carpeta.
Para conocer el porcentaje óptimo se efectúan pruebas de
laboratorio con diferentes contenidos de cemento.
Las pruebas utilizadas son: Proctor para conocer su peso
específico y humedad óptima de compactación. Además de
esto se le aplica una prueba a la resistencia de compresión sin
confinar (simple)
MEJORAMIENTO CON PRODUCTOS ASFÁLTICOS.
Cemento asfáltico: residuo último de la destilación del
petróleo (la destilación para eliminar los solventes volátiles y
los aceites).
Emulsiones asfálticas: es una dispersión de asfalto en agua en
forma de pequeñas partículas de Ø 3 y 9 micras.
Para ser mezclado con material pétreo, el asfalto deberá
calentarse a temperaturas que varían de 140 a 160° C, el más
común que se emplea en la actualidad es el AC 60-70.
Más costoso que la emulsión