7 bases granulares estabilizadas con cemento - hugo eguez

Sostenibilidad y Durabilidad

BASES GRANULARES ESTABILIZADAS

CON CEMENTO

POR: HUGO EGÜEZ A. Guayaquíl, Junio 2012.


NATURALEZA DEL MATERIAL

MEZCLA FISICA DE:

AGREGADOS

CEMENTO

AGUA



MATERIAL QUE

ADECUADAMENTE

COMPACTADO Y

CURADO



DESARROLLA PROPIEDADES MECANICAS

ADECUADAS PARA SU USO EN PAVIMENTOS


ESTRUCTURA TÍPICA DE UN

PAVIMENTO DE HORMIGÓN

Corona

Subrasante

Espaldón

Cuneta

Estructura

Terreno original Pendiente Terraplen

Bordillo-cuneta


BASE SIN ESTABILIZAR BASE ESTABILIZADA CON CEMENTO

TRANSFERENCIAS DE CARGA

A SUB-RASANTES


MATERIALES


Típo de material

Resistencia a la compresión

especímenes saturados, * (kg/cm2)

7 días 28 días

Suelos de arena y grava:

AASHTO grupos A-1,A-2,A-3

Grupos unificados GW, GC,

GP,

GM, SW, SC, SP, SM

21 – 42 28 - 70

Suelos limosos

AASHTO grupos A-4 y A-5

Grupos unificados ML y CL

18 – 35 21 - 63

Suelos arcillosos

AASHTO grupos A-6 y A-7

Grupos unificados MH y CH

14 – 28 18 - 42

* * Especímenes curados a 7 y 28 días, luego saturados en agua antes del

ensayo de resistencia.

CLASIFICACIÓN DEL MATERIAL


GRADACIÓN PARA AGREGADOS (PCA)



Proyecto : SAN FRANCISCO

Material Nº 1: ASTM # 4

Material Nº 2: ASTM # 56

Material Nº 3: ARENA TRITURADA

Material Nº 4: ARENA NATURAL

Material Nº 5: GRAVILLA INTERMEDIA (12.5 X 5.0 mm)

NORMA ASTM C-33

Tamices Mat Nº 1 20,0% Mat Nº 2 22,5% Mat Nº 3 25,0% Mat Nº 5 12,5% Mat Nº 4 20,0% Total

3 100,0 20,0 100,0 22,5 100,0 25,0 100,0 12,5 100,0 20,0 100,0

2 1/2 100,0 20,0 100,0 22,5 100,0 25,0 100,0 12,5 100,0 20,0 100,0

2 100,0 20,0 100,0 22,5 100,0 25,0 100,0 12,5 100,0 20,0 100,0

1 1/2 100,0 20,0 100,0 22,5 100,0 25,0 100,0 12,5 100,0 20,0 100,0

1 27,0 5,4 100,0 22,5 100,0 25,0 100,0 12,5 100,0 20,0 85,4

3/4 1,0 0,2 73,0 16,4 100,0 25,0 100,0 12,5 100,0 20,0 74,1

1/2 0,0 0,0 32,0 7,2 100,0 25,0 100,0 12,5 100,0 20,0 64,7

3/8 0,0 0,0 10,0 2,3 98,0 24,5 31,3 3,9 99,0 19,8 50,5

#4 0,0 0,0 1,0 0,2 96,0 24,0 3,0 0,4 99,0 19,8 44,4

#8 0,0 0,0 0,0 0,0 66,0 16,5 1,0 0,1 94,0 18,8 35,4

#16 0,0 0,0 0,0 0,0 43,0 10,8 0,0 0,0 80,0 16,0 26,8

#30 0,0 0,0 0,0 0,0 29,0 7,3 0,0 0,0 61,0 12,2 19,5

#50 0,0 0,0 0,0 0,0 18,0 4,5 0,0 0,0 33,0 6,6 11,1

#100 0,0 0,0 0,0 0,0 10,0 2,5 0,0 0,0 10,0 2,0 4,5

#200 0,7 0,1 0,4 0,1 8,4 2,1 0,0 0,0 4,3 0,9 3,2

Mod finura 8,0 1,6 7,2 1,6 3,4 0,9 6,6 0,8 2,2 0,4 5,3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3 pu

lg

2 1

/2 P

ulg

2 pu

lg

1 1

/2 p

ulg

1 pu

lg

3/4

pul

g

1/2

pul

g

3/8

pul

g

#4

#8

#16 #3

0

#50

#10

0

#20

0

Limites de gradación Mezcla


CEMENTOS EMPLEADOS

Especificación INEN 2380

(ASTM C1157) TIPO HE

(ASTM C1157) TIPO GU

(ASTM C1157) TIPO MH


PROPIEDADES:

DENSIDAD Y CONTENIDO DE AIRE

ASTM C1435

Molding

Roller-Compacted

Concrete in

Cylinder Molds

ASTM 231

Air Content of

Freshly Mixed

Concrete by

the Pressure method


PROPIEDADES:

DENSIDAD Y CONTENIDO DE AIRE

Relaciones de

Densidad vs. Humedad Libre

Material: Granodiorita

Cemento HE : 98 kg/m3

Humedad libre óptima: 5.1 %

Cont.de aire : 1.0 %

Densidad Húmeda: 2540 kg/m3

Volumen de Agregados : 83 %

Relaciones de

Densidad vs. Humedad Libre


Cemento MH : 99 kg/m3

Humedad libre óptima: 5.1 %

Cont.de aire : 0.9 %

Densidad Húmeda: 2550 kg/m3

Volumen de Agregados : 83 %


PROPIEDADES:

CONSISTENCIA ASTM C1170, Procedimiento A

T1: Apróx. 20 s

T2: Apróx. 40 s

T3: Apróx. 60 s


ENSAYO ALTERNATIVO

Bases de agregados estabilizadas con cemento (BAEC)

Ensayos de Compactación

ASTM D558


ENSAYO ALTERNATIVO

Bases de agregados estabilizadas con cemento (BAEC)

Ensayos de Compactación y Resistencia


PROPIEDADES:

TIEMPO DE TRABAJO

Cilindros curados

en Lab.

Ensayados a 7 días

Tiempo

de trabajo:

Apróx. : 3 horas


PROPIEDADES:

CAMBIOS DE VOLUMEN (°C)


PROPIEDADES:

CAMBIOS DE VOLUMEN (°C)

Coeficiente de

dilatación térmica a los

7 días(1/oC)

Coeficiente de

dilatación térmica a los

90 días (1/oC)

Probeta 1 6x10-6 6x10-6

Probeta 2 8x10-6 8x10-6

Promedio 7x10-6 7x10-6

Coeficiente de

Dilatación Térmica


64 % del Ho. Convencional

ASTM C157


PROPIEDADES:

CAMBIOS DE VOLUMEN, RETRACCIÓN

MATERIAL RETRACCIÓN A 1 AÑO

GRANODIORITA 160x10-6

GRAVA TRITURADA 150x10-6

Contracción:

15 % de Hormigón

Convencional

ASTM C157


Influencia de la relación agua/cemento y del contenido de agregados

en la retracción del hormigón

Adam Neville “Tecnología del Hormigón”

PROPIEDADES:

CAMBIOS DE VOLUMEN, RETRACCIÓN


COMPORTAMIENTO DE FISURAS

EN MATERIALES ESTABILIZADOS CON CEMENTO

ACI 230.1R-09

PROPIEDADES:

FISURAS EN MATERIALES ESTABILIZADOS


• Compactación a humedad ligeramente inferior a la óptima.

( Riesgosa)

• Limitar contenido de finos en los materiales.

• Demora en la colocación de carpeta/Calzada (14 – 28 días).

• Utilización de bases de mayor espesor con contenido menor

de cemento.

• Elaboración de juntas.

• Reemplazo de cemento por material Puzolánico.

• Uso de cementos expansivos.

PROPIEDADES: MEDIDAS PARA CONTROLAR FISURAS ACI 230.1R


• Especificaciones adecuadas:

• Suelos Finos (Res. = 2 – 2,4 MPa ; Retracción = 525 x 10-6 )

• Suelos Gruesos (Res. = 3,1MPa ; Retracción = 300 x 10-6 )

• Inducir Micro-fisuras:

• Colocación rápida de carpeta asfáltica seguida por apertura al

tráfico.

• Inducir micro-fisuras en pavimento, con equipo de

compactación 24 – 48 horas posterior a compactación final.

• Uso de capas de bloqueo, para evitar propagación de fisuras:

• Doble riego

• Capa de material sin estabilizar entre 50 – 100 mm.

• Membrana sintética que aísle a sub-base.

PROPIEDADES: MEDIDAS PARA CONTROLAR FISURAS ACI 230.1R


PROPIEDADES:

PERMEABILIDAD

Permeabilidad al Aire

Equipo Permeatorr


PROPIEDADES:

PERMEABILIDAD

EQUIPO TORRENT


PROPIEDADES:

PERMEABILIDAD Permeabilidad al Aire

Equipo Permeatorr

Muestra KT (m2)

1 0.033 x 10-16

2 0.022 x 10-16

3 0.028 x 10-16

Promedio 0.028 x 10-16

Calidad del hormigón Índice kT (10-16 m2)

Muy mala 5 > 10

Mala 4 1,0 - 10

Normal 3 0,1 -1

Buena 2 0,01 - 0,1

Muy buena 1 <0,01


PROPIEDADES:

RESISTENCIA

TRACCIÓN INDIRECTA

ASTM C496


PROPIEDADES:

RESISTENCIA

COMPRESIÓN ASTM C39

MÓDULO DE ELASTICIDAD ASTM C 469


PROPIEDADES:

RESISTENCIA

TRACCIÓN POR FLEXIÓN

ASTM C78


PROPIEDADES:

RESISTENCIA

TRACCIÓN INDIRECTA

VS. COMPRESIÓN

RELACION ENTRE TRACCIÓN INDIRECTA : ft

Y COMPRESIÓN SIMPLE : f’c

PARA 2 TIPOS DE AGREGADOS.


PROPIEDADES:

RESISTENCIA

MÓD. ELASTICIDAD

VS. COMPRESIÓN

RELACION ENTRE EL MÓD. ELASTICIDAD : E

Y COMPRESIÓN SIMPLE : f’c



PROPIEDADES:

RESISTENCIA

MÓD. ELASTICIDAD

VS. TRACCIÓN INDIRECTA

RELACION ENTRE EL MÓD. ELASTICIDAD : E

Y TRACCIÓN INDIRECTA: ft



PROPIEDADES MECÁNICAS: Relación entre: Módulo de Elasticidad, Tracción Indirecta ,

Compresión Simple, Flexión

Ec: Módulo de elasticidad ASTM C469

f’t: Tracción Indirecta ASTM C496

MR: Tracción por Flexión ASTM C78 (ACI 230.1R)

MR/TCD: Tracción por Flexión, con respecto a tracción Indirecta

Ec (GPa)

f't (MPa)

MR (MPa) MR/TCD

f'c (MPa)

7,2 0,62 0,95 1,54 4

10,9 0,89 1,36 1,53 6

13,7 1,16 1,75 1,51 8

15,8 1,43 2,13 1,49 10

17,6 1,70 2,50 1,47 12

19,2 1,97 2,86 1,45 14

Ec (GPa)

f't (MPa)

MR (MPa) MR/TCD

f'c (MPa)

2,0 0,36 0,95 2,67 4

5,0 0,72 1,36 1,88 6

10,4 1,09 1,75 1,61 8

14,2 1,45 2,13 1,47 10

17,2 1,82 2,50 1,38 12

19,6 2,18 2,86 1,31 14

Grava triturada Granodiorita


RES. COMPRESIÓN SIMPLE DE BASE

ESTABILIZADA NO-PLÁSTICA ASTM C1435,C39

CEMENTOS TIPO: HE-GU-MH

CONTENIDO DE CEMENTO: 3.8 % (95 kg/m3)


RES. TRACCIÓN INDIRECTA DE BASE

ESTABILIZADA NO-PLÁSTICA ASTM C1435,C496




MODULO DE ELASTICIDAD ESTATICO

BASE ESTABILIZADA NO-PLÁSTICA ASTM C469




BENEFICIOS

•Proveer soporte fuerte y uniforme para el pavimento

•Proveer soporte fuerte y uniforme para Pavimentadoras y

encofrados

•Proveer una plataforma de trabajo estable, para facilitar las

operaciones de construcción y permitir grandes producciones

diarias con retrasos mínimos por mal tiempo.

•Prevenir consolidación de subbase bajo tráfico.

•Material volumétricamente estable, bajo módulo de elasticidad

baja retracción por secado y coeficiente de dilatación térmica

(Cemento MH. Base vial).


BENEFICIOS

•Mejorar transferencia de carga en Juntas del pavimento.

•Ayuda a controlar subrasantes expansivas.

•Prevenir bombeo de subrasante.

•Prevenir infiltración de subrasante en subbase.

•Minimiza la introducción de partículas granulares en juntas del

pavimento.


PRUEBA DE CAMPO :

MUESTREO PARA HUMEDAD NATURAL


BASE TIPO 1A ÍNDICE DE PLASTICIDAD: 13 %


GRADACIÓN


DIMENSIONES:

108 x 7.5 x 0.15 = 121.5 m3

PROCTOR: 2000 kg/m3

Mat. Total Compactado: 243 Ton.

Sacos de Cemento Utilizados:338 (16.9 Ton); 6.9 %


DISTRIBUCIÓN DEL CEMENTO


DISTRIBUCION/COMPACTACION


PROCTOR: + 96%


RESISTENCIAS COMPRESIÓN

ALCANZADAS (7 DIAS)

4.0 MPa.


MEDICIÓN CBR


CBR DE CAMPO


EXTRACCIÓN DE NÚCLEOS


PREPARACIÓN DE NÚCLEOS


RESISTENCIA DE NÚCLEOS

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