Estabilización con cal y cemento en los suelos expansivos provenientes de la ciudad de Talara, Piura

Abstract

Los suelos de la ciudad de Talara presentan propiedades expansivas además las condiciones climáticas y geológicas favorecen la activación del potencial expansivo, el clima seco que predomina es interrumpido por las épocas de lluvias generados por el fenómeno del Niño ocasionando que el suelo de la zona presente cambios de volumen que afecta a las cimentaciones de obras de ingeniería. Para la identificación del suelo expansivo de la ciudad de Talara se realizó distintas metodologías tales como: identificación mineralógica que consto de ensayo de difracción de rayos x, métodos indirectos en los cuales se realizó ensayos para determinar las propiedades del suelo tales como límites de Atterberg y contenido de arcillas, y los métodos directos en el cual se realizó ensayo de expansión libre y controlada los cuales determinaron que la zona estudiada presenta un potencial expansivo muy alto. En este sentido se buscó investigar como estabilizar al suelo expansivo mediante la adición de un agente estabilizador, para ello se utilizó la cal viva y el cemento portland tipo HS, analizando en primer lugar el efecto de estos materiales en la plasticidad del suelo, agregando gradualmente porcentajes de cal y de cemento para definir las dosificaciones a realizar en los demás ensayos. Definido las dosificaciones que fueron en el caso de la cal de 4%, 5% y 7% respecto al peso seco del suelo, se realizaron los ensayos de granulometría, límites de consistencia, compactación, expansión libre y compresión simple, se analizó la variación en las propiedades del suelo con la cal en la cual hubo una reducción de hasta un 68.3% del %expansión libre del suelo y se determinó el %Optimo de cal para el suelo analizado mediante la curva de %expansión vs %cal. Posteriormente se optó por utilizar el %Optimo de cal obtenido agregando 1% y 2% de cemento respecto al peso seco del suelo (ya que por sí solo no es buen agente estabilizador para los suelos arcillosos) realizando los mismos ensayos de la mezcla suelo-cal se obtuvo una reducción de hasta 89.5% del %expansión libre, además que se determinó el % Optimo de cemento. Finalmente, se concluye que la mezcla de suelo-cal y suelo-cemento (agregando previamente un %cal) es buen agente estabilizador para el suelo de la ciudad de Talara, además que él %Optimo de cal determinado fue de 5.5% y %Óptimo de cemento fue de 2.0%

The soils of the city of Talara have expansive properties, in addition, the climatic and geological conditions favor the activation of the expansive potential, the dry climate that predominates is interrupted by the rainy seasons generated by the El Niño phenomenon, causing the soil in the area to present changes of volume that affects the foundations of engineering works. For the identification of the expansive soil of the city of Talara, different methodologies were carried out such as: mineralogical identification that consisted of x-ray diffraction testing, indirect methods in which tests were carried out to determine the properties of the soil such as Atterberg limits and clay content, and the direct methods in which a free and controlled expansion test was carried out, which determined that the studied area has a very high expansion potential. In this sense, we sought to investigate how to stabilize expansive soil by adding a stabilizing agent. For this purpose, quicklime and HS type Portland cement were used, first analyzing the effect of these materials on the plasticity of the soil, gradually adding percentages of lime and cement to define the dosages to be carried out in the other tests. Once the dosages were defined, which in the case of lime were 4%, 5% and 7% with respect to the dry weight of the soil, the granulometry, consistency limits, compaction, free expansion and simple compression tests were carried out, the variation was analyzed in the properties of the soil with lime in which there was a reduction of up to 68.3% of the free expansion of the soil % and the Optimum % of lime for the soil analyzed was determined using the expansion % vs lime % curve. Subsequently, it was decided to use the Optimum % of lime obtained by adding 1% and 2% of cement with respect to the dry weight of the soil (since by itself it is not a good stabilizing agent for clay soils) carrying out the same tests of the soil- lime mixture, a reduction of up to 89.5% of the free expansion % was obtained, in addition to determining the Optimum % of cement. Finally, it is concluded that the mixture of soil-lime and soil-cement (previously adding a lime%) is a good stabilizing agent for the soil of the city of Talara, in addition that the Optimal % of lime determined was 5.5% and Optimal % of cement was 2.0.