SESION 05
Seminario Rellenos ESTABILIZACION DE SUELOS -REFERENCIA PRINCIPAL: -Soil stabilization for pavements - US ARMY
JAIME JAIME SUAREZ SUAREZ DIAZ DIAZ UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD INDUSTRIAL INDUSTRIAL DE DE SANTANDER SANTANDER Bucaramanga Bucaramanga -- Colombia Colombia
ESTABILIZACION ESTABILIZACION DE DE SUELOS SUELOS
- SUELO-CEMENTO - SUELO-CAL - SUELO CENIZAS-CAL-CEMENTO - SUELO-ACEITES DE PETROLEO - SUELO- ASFALTO - SUELO- RESINAS NATURALES - SUELO-POLIMEROS JAIME SUAREZ DIAZ
OBJETIVOS OBJETIVOS DE DE LA LA ESTABILIZACION ESTABILIZACION ¾CONTROLAR EXPANSION ¾REDUCIR LA PLASTICIDAD (IP) ¾INCREMENTAR LA RSISTENCIA ¾DISMINUIR LA COMPRESIBILIDAD ¾DISMINUIR LA PERMEABILIDAD ¾DISMINUIR LA EROSIONABILIDAD
RESUMEN : Mejorar la calidad del suelo Obtener un material que sea eficiente para el uso propuesto JAIME SUAREZ DIAZ
ADITIVOS ADITIVOS UTILIZADOS UTILIZADOS PARA PARA LA LA ESTABILIZACION ESTABILIZACION DE DE SUELOS SUELOS
• • • •
CEMENTO CAL CENIZAS ASFALTO
JAIME SUAREZ DIAZ
SUELOS SUELOS ESTABILIZABLES ESTABILIZABLES
• CON CEMENTO
- SUELOS GRANULARES CON ALGO DE FINOS
• CON CAL
- SUELOS ARCILLOSOS
• CENIZAS + CAL
- SUELOS GRANULARES
• ASFALTO
- GRANULARES, ARENOSOS Y LIMOSOS
JAIME SUAREZ DIAZ
GRAFICO GRAFICO PARA PARA SELECCION SELECCION DEL DEL ADITIVO ADITIVO
JAIME SUAREZ DIAZ
1A
SUELOS: SW O SP ADITIVO RECOMENDADO 1. ASFALTO 2. CEMENTO PORTLAND 3. CENIZAS + CAL + CEMENTO
RESTRICCION: IP NO DEBE SER MAYOR DE 25
JAIME SUAREZ DIAZ
1B SUELOS: SW-SM SP-SM SW-SC SP-SC
ADITIVOS: 1. ASFALTO IP≤ 10 2. CEMENTO PORTLANT IP ≤ 30 3. CAL IP ≤ 12 4. CENIZA + CAL + CEMENTO IP ≤ 25 JAIME SUAREZ DIAZ
1C SUELOS: SM SC SM-SC
ADITIVOS: 1. ASFALTO IP ≤ 10 – NO MAS DEL 30% DE FINOS 2. CEMENTO PORTLANT IP ≤ 20 +
50 − % PASA 200 4
3. CENIZA + CAL + CEMENTO IP ≤ 25
JAIME SUAREZ DIAZ
2A SUELOS GW GP
ADITIVOS 1. ASFALTO 2. CEMENTO (MAS DE 45% DE PASANTES TAMIZ 4) 3. CENIZAS + CAL + CEMENTO
JAIME SUAREZ DIAZ
2B SUELOS
GW-GM GP-GM GW-GC GP-GC
ADITIVOS 1. ASFALTO IP ≤ 10 2. CEMENTO IP ≤≤ 30 30 3. CENIZAS + CAL + CEMENTO IP ≤ 25
JAIME SUAREZ DIAZ
2C SUELOS
GM GC GM-GC
ADITIVOS 1. ASFALTO IP ≤ 10
50 − % PASA 200 2. CEMENTO PORTLANT IP ≤ 20 + 4
3. CAL IP ≥ 12 3. CENIZAS + CAL + CEMENTO IP ≤ 25 JAIME SUAREZ DIAZ
3 SUELOS
CH CL MH OH OL ML-C
ADITIVOS 1. CEMENTO IP ≤ 40 LL < 40 2. CAL IP ≥ 12
JAIME SUAREZ DIAZ
RESISTENCIA RESISTENCIA A A LA LA COMPRESION COMPRESION INCONFINADA INCONFINADA MINIMA MINIMA PARA PARA SUELOS SUELOS ESTABILIZADOS ESTABILIZADOS
USO BASE SUBBASE O SUBRASANTE MEJORADA
PAVIMENTO FLEXIBLE
PAVIMENTO RIGIDO
750 PSI 50 Kg/cm2
500 PSI 35 kg/cm2
250 PSI 17.5 Kg/cm2
200 PSI 14 Kg/cm2
JAIME SUAREZ DIAZ
TIPO TIPO DE DE CEMENTO CEMENTO
; COMUNMENTE SE USA CEMENTO PORTLAND ; CEMENTOS CON CALCIO EXTRA O CEMENTOS RAPIDOS, SE UTILIZAN PARA PARA SUELOS SUELOS ORGANICOS ORGANICOS ; RARA VEZ SE UTILIZAN CEMENTOS RESISTENTES A LOS SULFATOS
JAIME SUAREZ DIAZ
UTILIZACION UTILIZACION DEL DEL SUELO SUELO CEMENTO CEMENTO
; REEMPLAZAR BASES Y SUBBASES ;MEJORAR SUBRASANTE ;OBRAS PARA EL CONTROL DE EROSION JAIME SUAREZ DIAZ
SUELOS SUELOS ESTABILIZABLES ESTABILIZABLES CON CON CEMENTO CEMENTO
Æ MEJOR EN SUELOS GRUESOS Æ NO UTILIZAR EN SUELOS MUY ORGANICOS Æ NO ES EFICIENTE EN ARCILLAS MUY PLASTICAS Æ IDEAL PARA SUELOS CON 5 A 3.5% DE FINOS JAIME SUAREZ DIAZ
ELEMENTOS ELEMENTOS INDESEABLES INDESEABLES EN EN LA LA ESTABILIZACION ESTABILIZACION CON CON CEMENTO CEMENTO PORTLAND PORTLAND
• MATERIA ORGANICA • SULFATOS
JAIME SUAREZ DIAZ
LAS PARTICULAS DE CEMENTO SON MAS PEQUE ÑAS QUE LAS DE UN SUELO GRUESO. PEQUEÑAS
EL CEMENTO SE ADHIERE Y ENVUELVE LAS PARTICULAS Y LA PASTA LOS CEMENTA EN SUS PUNTOS DE CONTACTO.
JAIME SUAREZ DIAZ
LAS PARTICULAS DE SUELOS FINOS SON MAS PEQUE ÑAS QUE LAS DEL CEMENTO Y NO ES PEQUEÑAS POSIBLE CUBRIRLAS.
EN LOS SUELOS ARCILLOSOS LA CEMENTACION SE PRODUCE EN GRUMOS DE PARTICULAS LOS CUALES FORMAN UN ESQUELETO.
JAIME SUAREZ DIAZ
SIN EMBARGO, LOS SUELOS ARCILLOSOS PUEDEN REACCIONAR CON LA ““CAL CAL LIBRE ” DEL LIBRE” CEMENTO FORMANDO SILICATO DE CALCIO
JAIME SUAREZ DIAZ
LOS SUELOS ARCILLOSOS CON
LL > 45% IP > 18%
NO SON ESTABILIZABLES CON CEMENTO (CROFT 1968)
SIN EMBARGO UN SUELO PLASTICO MEZCLADO CON CEMENTO ES MAS TRABAJABLE
JAIME SUAREZ DIAZ
PARA QUE UNA MEZCLA DE SUELO -CEMENTO SUELO-CEMENTO SEA EFECTIVA SE REQUIERE UN MUY BUEN PROCESO DE MEZCLADO:
SISTEMAS DE MEZCLADO: ; PRE-MEZCLADO ; MEZCLADO “IN SITU” JAIME SUAREZ DIAZ
LA COMPACTACION DEBE COMPLETARSE ANTES DE QUE FRAGUE EL CEMENTO APROX. 2 HORAS
JAIME SUAREZ DIAZ
PROPORCION -SUELO PROPORCION CEMENTO CEMENTO-SUELO
% - GENERALMENTE 3% A 16% PROPORCION S-C 30:1 A 6:1 AL AUMENTAR EL % DE ARCILLA EN EL SUELO AUMENTA EL % DE CEMENTO REQUERIDO
LOS % Y PROPORCIONES SON EN PESO JAIME SUAREZ DIAZ
LA RESISTENCIA DEL SUELO -CEMENTO SUELO-CEMENTO TIENDE A AUMENTAR LINEALMENTE AL AUMENTAR EL % DE CEMENTO
JAIME SUAREZ DIAZ
A MAYOR TEMPERATURA MEJOR EFECTO DEL CEMENTO
JAIME SUAREZ DIAZ
PARA EL DISEÑO DE SUELO-CEMENTO SE UTILIZA EL ENSAYO DE COMPRESION SIMPLE COMPACTANDO CON EL SISTEMA HARVARD MINIATURA
JAIME SUAREZ DIAZ
GRADACION GRADACION REQUERIDA REQUERIDA DEL DEL SUELO SUELO TAMIZ
BASE
SUBBASE
1 ½”
100
100
3/4”
70 – 100
No. 4
45 – 70
45 – 100
No. 40
10 – 40
10 – 50
No. 200
0 – 20
0 – 20
JAIME SUAREZ DIAZ
% % CEMENTO CEMENTO ESTIMADO ESTIMADO SUELO
% CEMENTO EN PESO
GW, SW
5
GP, GW, GC, GM-GM, SW-SC, SWSM
6
GC, GM, GP-GC, GP-GM, GM-GC, SC, SM, SP-SC, SP-SM, SM-SC, SP
7
CL, ML, MH
9
CH
11
JAIME SUAREZ DIAZ
PROCEDIMIENTO ÑO PROCEDIMIENTO DE DE DISE DISEÑO (ESTABILIZACION (ESTABILIZACION CON CON CEMENTO) CEMENTO) 1. CLASIFIQUE EL SUELO Y DETERMINE EL % DE CEMEENTO ESTIMADO. 2. CON EL % DE CEMENTO ESTIMADO DETERMINE LA HUMEDAD OPTIMA Y DENSIDAD MAXIMA. 3. PREPARE 3 MUESTRAS PARA COMPRESIÓN SIMPLE CON EL % DE CEMENTO ESTIMADO Y ± 2%. CURELOS 7 DIAS Y ENSAYELOS. 4. CHEQUEE SIN CUMPLE LOS MINIMOS EXIGIDOS DE RESISTENCIA. 5. ENSAYE CON MAS CEMENTO SI SE REQUIERE MAS RESISTENCIA. JAIME SUAREZ DIAZ
ENSAYO ENSAYO DE DE COMPRESION COMPRESION SIMPLE SIMPLE DE DE LAS LAS MUESTRAS MUESTRAS ESTABILIZADAS ESTABILIZADAS COMPACTADAS COMPACTADAS
JAIME SUAREZ DIAZ
RELLENO RELLENO FLUIDO FLUIDO ; SON MEZCLAS HUMEDAS DE SUELO - CEMENTO ; EQUIVALEN A MORTEROS POBRES
JAIME SUAREZ DIAZ
PARA OBTENER RESISTENCIAS COMPARABLES EL RELLENO FLUIDO REQUIERE DE MAYORES PORCENTAJES DE CEMENTO DEBIDO A QUE LA MEZCLA REQUIERE APROXIMADAMENTE UN 30% DE AGUA
JAIME SUAREZ DIAZ
ESTABILIZACION ESTABILIZACION CON CON CAL CAL
DIFERENCIAR ENTRE:
CAL AGRICOLA: Ca CO3
CAL VIVA: Ca O
CAL HIDRATADA: Ca (OH)22
JAIME SUAREZ DIAZ
USO USO PRINCIPAL PRINCIPAL DEL DEL SUELO SUELO CAL CAL
; ESTABILIZACION DE SUBRASANTES
JAIME SUAREZ DIAZ
LA CAL REACCIONA CON LA ARCILLA FORMANDO SILICATO DE CALCIO.
LA REACCION SOLO OCURRE EN PRESENCIA DEL AGUA.
JAIME SUAREZ DIAZ
EN OCASIONES ADICIONALMENTE A LA CAL SE REQUIERE ADICIONAR CENIZAS U OTROS PRODUCTOS POZOLANICOS
JAIME SUAREZ DIAZ
AL ADICIONAR LA CAL: ; ;
BAJA EL LL AUMENTA EL LP
LUEGO DISMINUYE EL IP
JAIME SUAREZ DIAZ
LA ESTABILIZACION CON CAL AL IGUAL QUE LA ESTABILIZACION CON CEMENTO NO ES EFECTIVA EN SUELOS ORGANICOS
JAIME SUAREZ DIAZ
LA COMPACTACION DEBE HACERSE EN LAS 24 HORAS DEL MEZCLADO. (EN EL SUELO CEMENTO ES DE 2 HORAS)
JAIME SUAREZ DIAZ
LA CANTIDAD DE CAL NECESARIA DEPENDE DEL CONTENIDO DE ARCILLA.
REGLA UTIL:
1% DE CAL POR 10% DE ARCILLA JAIME SUAREZ DIAZ
% % DE DE CAL CAL ESTIMADO ESTIMADO
JAIME SUAREZ DIAZ
DETERMINAR DETERMINAR EL EL % % DE DE CAL CAL PASO 1 PREPARAR MEZCLAS CON EL 2, 4, 6 Y 8% DE CAL Y DETERMINE EL PH EL % DE CEMENTO POR PH DE 12.4 ES EL % DE CAL ESTIMADO.
JAIME SUAREZ DIAZ
DETERMINAR DETERMINAR EL EL % % DE DE CAL CAL ELABORE MUESTRAS PARA COMPRESIÓN SIMPLE PARA EL CONTENIDO DE CAL ESTIMADO Y + 2% Y 4% Y – 2%.
ENSAYE LAS MUESTRAS Y DETERMINE EL % OPTIMO.
JAIME SUAREZ DIAZ
ESTABILIZACION ESTABILIZACION CON CON CENIZAS, CENIZAS, CAL CAL Y Y CEMENTO CEMENTO LAS CENIZAS SON EL RESIDUO MINERAL DE LA COMBUSTION DEL CARBON.
LAS CENIZAS CONTIENEN COMPUESTOS DE SILICA Y ALUMINIO, LOS CUALES MEZCLADOS CON CAL Y AGUA FORMAN UNA MASA CEMENTADA.
LA IDEA ES QUE ESA MEZCLA LLENE LOS VACIOS DEL SUELO GRANULAR.
JAIME SUAREZ DIAZ
DISE ÑO DE DISEÑO DE ESTABILIZACION ESTABILIZACION CON CON CENIZAS CENIZAS DETERMINE EL CONTENIDO OPTIMO DE FINOS QUE PRODUCE LA MAXIMA DENSIDAD REVUELTA CON EL SUELO.
EN ESTA ETAPA SE RECOMIENDA UTILIZAR INICIALMENTE UN CONTENIDO DE CENIZAS DEL 10%.
SE RECOMIENDA ENSAYAR MUESTRAS CON CONTENIDOS DE CENIZA ENTRE EL 10 Y EL 20%.
JAIME SUAREZ DIAZ
DISE ÑO DE DISEÑO DE ESTABILIZACION ESTABILIZACION CON CON CENIZAS CENIZAS DETERMINE LA RELACION CAL-CENIZAS QUE DE LA MAXIMA RESISTENCIA.
SE RECOMIENDA ENSAYAR RELACIONES 1:3, 1:4 Y 1:5. SE ELABORAN MUESTRAS PARA ENSAYAR A PRESION INCONFINADA CON LAS DIFERENTES RELACIONES.
LA QUE OBTENGA LA MAXIMA RESISTENCIA ES LA MEZCLA OPTIMA.
JAIME SUAREZ DIAZ
ESTABILIZACION ESTABILIZACION CON CON ASFALTO ASFALTO EL MECANISMO BASICO DE LA ESTABILIZACION CON ASFALTO ES LA IMPERMEABILIZACION DEL SUELO TENIENDO EN CUENTA QUE EL ASFALTO RELLENA LOS VACIOS.
ADICIONALMENTE SE LOGRA UN AUMENTO EN RESISTENCIA POR ADHESION ENTRE EL ASFALTO Y LAS PARTICULAS DE SUELO.
SE PUEDEN UTILIZAR VARIOS TIPOS DE ASFALTOS Y EMULSIONES.
ENTRE MAYOR SEA LA CANTIDAD DE FINOS SE REQUIERE UNA MAYOR CANTIDAD DE ASFALTO. JAIME SUAREZ DIAZ
ESTABILIZACION ESTABILIZACION CON CON PRODUCTOS PRODUCTOS QUIMICOS QUIMICOS
POLIMEROS Y OTROS PRODUCTOS QUIMICOS JAIME SUAREZ DIAZ
ESTABILIZACION ESTABILIZACION CON CON PRODUCTOS PRODUCTOS QUIMICOS QUIMICOS
CONTROLANDO EL POLVO FUGITIVO JAIME SUAREZ DIAZ
