Estabilización de suelos finos con ceniza de fondo y cemento para uso con subrasante en la región Cajamarca

Abstract

La actual tendencia en la estabilización de suelos se enfoca en la aplicación de alternativas sostenibles que hacen uso de materiales locales. En este estudio, se propone el tratamiento de un suelo fino de alta plasticidad de Cajamarca, Perú, utilizando ceniza de fondo (CF) procedente de carbón mineral y cemento. Este suelo fue clasificado como A-7-5 según el sistema AASHTO, con un CBR del 2 %, que no cumple con las especificaciones de resistencia requeridas por el Ministerio de Transportes y Comunicaciones del Perú. La adición de CF resultó en una mejora significativa de las propiedades geotécnicas del suelo, reduciendo tanto su plasticidad como su contenido de finos, pero el CBR solo aumentó marginalmente de 2 % a 2,4 % con 30 % de adición de CF. Para promover el efecto estabilizador de la CF se incorporó a la mezcla el cemento Portland tipo I en proporciones de 1,0 %, 1,5 %, 2 % y 4,0 %; en este caso, los resultados mostraron una mejora significativa, ya que los valores de CBR superaron los mínimos requeridos. Entre los resultados se obtuvo que con solo 1% de cemento y 30 % de CF, se logró un CBR de 14,1 %; asimismo, al utilizar mayor porcentaje de aditivos el CBR continuó aumentando. Se determinó que la adición de una pequeña cantidad de cemento tiene un impacto significativo en la reacción puzolánica, lo que resulta en un aumento del CBR en función del contenido de CF utilizado.

The current trend in soil stabilization focuses on the application of sustainable alternatives that make use of local materials. In this study, the treatment of a fine soil of high plasticity from Cajamarca, Peru, is proposed using bottom ash (BA) from mineral coal and cement. This soil was classified as A-7-5 according to the AASHTO system, with a CBR of 2 %, which does not meet the resistance specifications required by the Ministry of Transportation and Communications of Peru. The addition of BA resulted in a significant improvement of the geotechnical properties of the soil, reducing both its plasticity and its fines content, but the CBR only increased marginally from 2 % to 2,4 % with 30 % BA addition. To promote the stabilizing effect of BA, Portland cement type I was incorporated into the mixture in proportions of 1,0 %, 1,5 %, 2 % and 4,0 %; In this case, the results showed a significant improvement, since the CBR values exceeded the minimum required. Among the results, it was obtained that with only 1 % cement and 30 % BA, a CBR of 14,1 % was achieved; Moreover, when using a higher percentage of additives, the CBR continued to increase. It was determined that the addition of a small amount of cement has a significant impact on the pozzolanic reaction, resulting in an increase in CBR depending on the BA content used.