mejoramiento de suelos con adiciones químicas
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Mejoramiento de
suelos con adiciones
químicas
MARIA GABRIELA DUARTE AHUMADA
COD: 2011198053
Las adiciones químicas son comúnmente muy utilizadas en el mejoramiento
de los suelos y son un factor fundamental en el buen desarrollo y desempeño
de los mismos.
La principal función de la s adiciones químicas es la estabilización de los
suelos y el mejoramiento de sus propiedades geotécnicas.
La estabilización La estabilización de suelos, tiene como finalidad procurar por medio de los
agentes estabilizantes, mejorar las propiedades geotécnicas de los suelos y
lograr que este sea apto para el proceso constructivo.
Propiedades geotécnicas que se mejoran
-estabilidad volumétrica
-resistencia
- permeabilidad
-compresibilidad
-durabilidad
Caracterización de los suelos aptos para
estabilización
Su función esencial es identificar el suelo como arena, limo arcilla, suelo
orgánico y además determinar el porcentaje de finos y su plasticidad.
Se deben tener en cuenta aspectos como
-deformabilidad
-expansividad
-sensitividad
Cuando se logra tener una completa información de el suelo podremos abordar
con total plenitud cualquier problema que este tenga y en este caso saber si es
apto para adoptar un método de estabilización.
Los ensayos utilizados para realizar la caracterización de los suelos, se pueden
dividir en :
Los ensayos básicos de identificación dependen únicamente de la naturaleza
del suelo y, por tanto, de sus propiedades intrínsecas, siendo estas la
granulometría y los limites de consistencia.
Los ensayos complementarios, por su parte, se refieren a características
relativas al estado natural del suelo tales como: densidad natural,
contenido de materia orgánica y de ciertas sales y humedad.
Métodos de estabilización de suelos.
Estos métodos o procesos van desde la incorporación a los suelos de
materiales o nuevos elementos que proporcionen estabilidad, hasta la
formación de verdaderos mecanismos de defensa contra la acción de las
fuerzas climáticas. Los métodos más comunes para lograrlo son las siguientes
como: Mecánicos, Físicos, Químicos, Hidráulicos y Térmicos
MecánicosSon aquellas con los que se logra mejorar considerablemente un suelo sin que se
produzcan reacciones químicas de importancia, es decir obtener una buena
compactación y densificación del material portante.
Método de la pila vibrante
Compactación dinámica.
FísicosQue persigue la obtención de una adecuada granulometría, mediante el
agregado de materiales granulares o cohesivos o ambos a la vez, al primitivo
suelo.
QUÍMICOS
Es la aplicación de un agente estabilizador químico que tiene como objetivo
estabilizar el suelo al mezclarse con este.
Estabilización química, que se refiere al cambio de las propiedades del suelo
por efectos físico-químicos de superficie mediante la adición de cal,
cemento, asfalto, cloruro de sodio permeabilizantes entre otros.
Un ejemplo claro es en el desarrollo de un proyecto de vía; estas adiciones
químicas se la aplica principalmente a bases, sub-bases y terraplén para
proveerle una estabilización garantizada a la vía. El agente estabilizador
utilizado será el debidamente escogido y nombrado en el proyecto.
Cal: disminuye la plasticidad de los suelos arcillosos y es muy económica.
Cemento Portland: aumenta la resistencia de los suelos y se usa
principalmente para arenas o gravas finas.
Cloruro de Sodio: impermeabilizan y disminuyen los polvos en el suelo,
principalmente para arcillas y limos.
Productos Asfálticos: es una emulsión muy usada para material triturado sin
cohesión.
• Escorias de Fundición: este se utiliza comúnmente en carpetas asfálticas
para darle mayor resistencia, impermeabilizarla y prolongar su vida útil
• Cloruro de Calcio: impermeabilizan y disminuyen los polvos en el suelo,
principalmente para arcillas y limos.
• Polímeros: este se utiliza comúnmente en carpetas asfálticas para darle
mayor resistencia, impermeabilizarla y prolongar su vida útil.
Hidráulicos.El concepto de drenaje en el subsuelo es simple; se trata de colocar un elemento
dentro del suelo cuya relación de vacíos sea mayor a la existente, siendo este el
camino que el fluido tomará de forma tal que al conectar el elemento
mencionado a una salida definida en proyecto, el fluido sea evacuado.
TERMICOS.Es un tipo estabilización muy poco empleada y existen dos técnicas de
estabilización térmicas:
por calentamiento, que se refiere al calor que se le aplica al suelo por llama
directa aplicada en su superficie o por circulación de gas calentado.
En particular es muy útil para reducir el trabajo de expansión de los
suelos arcillosos.
Por enfriamiento en particular se lo aplica a los suelos finos en el
cual produce una disminución de su resistencia al aumentar la repulsión entre
las partículas y causar el movimiento interarticular por efecto del
gradiente térmico
ESTABILIZACION (SUELO- CEMENTO)
El suelo-cemento se usa normalmente como capa de apoyo de otros
materiales tratados con cemento o de concreto hidráulico o bien como
capa resistente, Existen diferentes criterios para evaluar la calidad del
suelo-cemento, como por Ejemplo, la resistencia a la compresión, a la
flexión y a los ciclos de humedecimiento y secado.
ESTABILIZACIÓN DE SUELOS CON CAL.
La cal es el único producto capaz de proveer una variedad de beneficios, puede
ser utilizada en suelos inestables para:
Secar
Modificar
Estabilizar
SUELOS APTOS PARA LA ESTABILIZACIÓN
CON CAL:
Es indispensable antes de comenzar cualquier trabajo con un suelo,
tener el conocimiento más preciso posible sobre las características de los
materiales que lo componen, de los problemas que estos materiales van a
generar y de las soluciones que pueden adoptarse (por ejemplo el tratamiento
de estabilización con cal).
Como norma general, se puede señalar que, para que la estabilización con
cal sea eficaz, los suelos deben ser plásticos, y en este sentido se considera
que, a partir de un Índice de Plasticidad, IP, igual o mayor de 10, el suelo es
adecuado para reaccionar satisfactoriamente a su estabilización con cal, ya
que esto es la clave para Las reacciones químicas que proporcionan mejoras
en las propiedades del suelo de forma inmediata y a largo plazo.
Secado
La cal viva (óxido de calcio) químicamente combinada con el agua, puede ser
utilizada muy efectivamente para el secado de cualquier suelo con humedad.
- La combinación del óxido de calcio + agua, genera una reacción exotérmica,
provocando calor que evapora el agua del suelo.
Modificado
-Ocurre después de hacer el mezclado inicial del óxido de calcio y los materiales
arcillosos presentes en el suelo. Los iones de calcio (Ca++) de la cal se
intercambian con las partículas de arcilla, con el agua y otros iones. Gracias al
intercambio iónico, el suelo arcilloso se modifica, resultando:
Reducción del Índice de Plasticidad
El suelo se hace friable y granular
Mejora la estabilizad y compactación
Se reduce la expansivita del suelo
Estabilizante
La cal es utilizada para estabilizar y fortalecer las subbases y bases
debajo del pavimento.
Durabilidad a largo tiempo en muy adversas condiciones
Se crea una barrera resistente al agua.
Reducción del índice de plasticidad.
Reduce las características de expansión y agrietamientos.
Incrementa substancialmente la capacidad de carga.
OTROS ESTABILIZADORES BASADOS EN LA CAL.
Se trata de materiales especiales que comportan en su composición una
cantidad importante de cal, convenientemente fabricados para responder
a las necesidades específicas de las técnicas de construcción.
Generalmente, se tratan de mezclas formadas por:
• escoria granulada de alto horno + cal + áridos
• puzolanas molidas + cal + áridos.
En cualquier caso se recomienda identificar perfectamente estos tipos de
materiales siguiendo los procedimientos en vigor.
ESTABILIZACIÓN POR INYECCIONES
El sistema de estabilizar el suelo inyectando el agente estabilizador,
llamado inyecciones de lechada permite mejorar la calidad de los suelos
naturales. Estas inyecciones tienen normalmente dos objetivos:
• mejorar las propiedades estructurales del material
• reducir su permeabilidad
Esto se logra rellenando los poros de los suelos, con un estabilizador que
inicialmente está en estado líquido o en suspensión y que posteriormente se
solidifica. Muchos de los agentes estabilizadores que se han tratado
anteriormente y particularmente los cementos, se utilizan en las
inyecciones.
Las lechadas deben llenar ciertos requisitos:
Suficiente fluidez para que puedan ser bombeadas
El tamaño de las partículas y la viscosidad deben ser compatibles con el
tamaño de los huecos que se vayan a rellenar
El lapso de la reacción o del endurecimiento debe ser compatible con el
que se requiere para el bombeo
ESTABILIZACION CON ASFALTO (SUELO-
ASFALTO).
Al mezclar las partículas granulares con asfalto, se produce un material más
durable y resistente. También se le agregan algunas partículas finas para llenar
los vacíos.
Es importante el contenido de humedad del material al anexar el asfalto y
también esperar a que se evaporen los gases que este contiene antes de tenderlo
y compactarlo.
GRACIAS.