ESTABILIZACIÓN QUÍMICA DE LOS SUELOS

Con frecuencia, el ingeniero no siempre se encuentra con un suelos adecuados para la construcción y que tiene que utilizar para una obra determinada y cuyas características le obligan a modificar las propiedades del material existente para hacerlo capaz de cumplir en mejor forma los requisitos deseaos y que la calidad obtenida sea adecuada. Esta modificación es la que da origen a la estabilización de suelos, que en este documento solo se referirá a la estabilización química de los materiales que servirán como subrasante o material de soporte en una estructura de pavimento. Este tipo de estabilización se lograra por la adición de agentes estabilizantes específicos como el cemento, cal aceite sulfonado, DYNASOLO DS-328, PERMA-ZYME 22X y/o con cenizas volcánicas. A continuación se describirá de forma resumida la utilización de estos aditivos para ciertos tipos de suelo y los efectos que se consiguen después de su mezcla con estos materiales.

ESTABILIZACION CON CEMENTO

Los suelos que pueden ser tratados con cemento con fines viales para obtener una estabilización económica se obtiene cuando:

El suelo no contiene partículas mayores de 7,5cm o de un tercio del espesor de la capa tratada, menos del 50% de él pasa el tamiz 0.074mm.

Limite líquido inferior a 40% Índice plástico menor a 15%

Efectos de la estabilización con Cemento

Como efecto inmediato el suelo sufre un secado que varía el 0,3 y el 0,5% del contenido de agua por punto porcentual de conglomerante.

Aumenta la resistencia mecánica debido al fraguado y endurecimiento del conglomerante.

El cemento reduce la plasticidad y aumenta la resistencia a esfuerzos cortantes.

ESTABILIZACION CON CAL

Generalmente casi todos los tipos de suelo son susceptibles a estabilizar con cal. Tanto los de granulometría fina como aquellos gruesos con algún contenido de fino. Los suelos que pueden ser tratados con cemento con fines viales para obtener una estabilización económica se obtiene cuando:

Porcentaje que pasa el tamiz 200 mayor a 25% Suelos susceptibles a cambios volumétricos y reducción de la capacidad

portante por la presencia de agua. Índice plástico mayores a 15% Suelos con bajos contenidos de materia orgánica

Efectos de la estabilización con cal

Modifica la plasticidad de los suelos en forma bastante apreciable. Suelos con IP <15%, la cal incrementa el limite liquido de forma que el IP experimenta un ligero incremento. Mientras que para suelos con IP>15%, la cal reduce el limite liquido y aumenta el limite plástico traduciéndose en una disminución del IP.

Modifica la estructura elemental del suelo Aumenta la resistencia mecanica del suelo Reduce los cambios volumetricos Afecta a la humedad del suelo, por la evaporacion del agua debida a la

temperatura de la reaccion cal-agua.

ESTABILIZACION CON ACEITE SULFONADO

Los suelos susceptibles a estabilizarse con este material comprenden aquellos con partículas finas de arcillas y limos, que por su composición mineralógica presentan gran avidez por el agua, haciendo que esta se adhiera a las partículas solidas del suelo. El uso del aceite sulfonado, por su composición química, y por su enorme potencial de intercambio iónico, presenta los siguientes efectos al entrar en contacto con el agua del suelo:

Ioniza el agua haciendo que el agua adherida a las partículas rompa su enlace electroquímico y se desprenda convirtiéndose en agua libre, que drena por gravedad, evaporación y compactación.

Por lo anterior, el suelo se densifica, ya que las partículas se atraen entre si y se sedimentan.

Aumento de la resistencia mecánica del suelo. La relación electroquímica, de intercambio iónico, es permanente.

ESTABILIZACION CON DYNASOL DS-328

El DS- 328 es un aditivo químico sobre la base de un compuesto metalo – orgánico desarrollado para la estabilización del suelo. Su acción causa un vínculo de cohesión estable y permanente entre las partículas del suelo, protegiéndolos de la acción perjudicial de agua.

El uso del producto proporciona algunas ventajas como:

Disminución de la absorción de agua, capilaridad y la potencia de succión del suelo

Elevación de CBR Reduce la capacidad de expansión del suelo

ESTABILIZACION CON PERMA-ZYME 22X

Trabaja en la mayoría de las condiciones del suelo; sin embargo, se recomienda que por lo menos un 18% del material (hasta 35%) debe ser de gránulos finos que pasen la malla de # 200. Un índice plástico de 6 a 15 es ideal. Para conocer la propiedad del material se efectúan pruebas estándar de clasificación de suelos.

Al mezclar con la porción de arcilla de terreno (iones negativos), PERMA-ZYME (iones positivos) cambia la estructura molecular del suelo y fusiona las partículas del terreno, acelerando su cohesión a través de la acción catalítica de las enzimas. Este cambio acelera la unión cohesiva de las partículas del suelo, reduciendo así la cantidad de agua que normalmente requiere este proceso de unión. Las partículas del suelo se acercan más durante el proceso de compactación, lo cual produce una base densa permanente; baja la permeabilidad y aumenta la capacidad de soporte de carga. Por tanto, en resumen, PERMA-ZYME produce los siguientes efectos:

Incrementa la densidad del suelo Mejora la capacidad de soporte de carga (CBR) Reduce los esfuerzos de compactación Reduce la permeabilidad

ESTABILIZACION CON CENIZAS VOLANTES

Las cenizas son el residuo mineral de la combustión del carbón. Las cenizas volantes se utilizan para el mejoramiento de características físicas y durabilidad. Los efectos de la estabilización con cenizas volantes son:

Menor compresibilidad de los suelos, con lo que se reducen los asentamientos diferenciales.

Aumento de la resistencia mecánica (CBR) Autoendurecimiento de las cenizas con el suelo mezclados

Las cenizas contienen compuestos de silica y aluminio, los cuales mezclados con cal y agua forman una masa cementada. Esa mezcla llena los vacios del suelo granular, densificándolo.