Cuales son la razones para usar suelo cemento en las estructuras de pavimentos?
- En la actualidad es difícil realizar la búsqueda y explotación de bancos de material en comparación a años atrás dado lo pequeño de nuestro pais, las mezclas de Suelocemento permite aprovechar e incorporar suelos existentes. lo que favorece a la reducción de tiempo, costo y con disminución del impacto ambiental.
- Los actuales niveles de tráfico en cuento a volumen y peso en comparación con el pasado, obligan a utilizar estructuras de pavimento con capas de elevada capacidad de soporte y al mismo tiempo más resistentes a los agentes atmosféricos.
- Al utilizar suelo cemento existe la posibilidad de reducir espesores sin que con esto se reduzca la capacidad estructural.
- Material Durable: existe una extenso registro del comportamiento de los suelos estabilizados con cemento en los cuales se observa el cumplimiento de los periodos de diseño y sobrepasando en algunos casos estos.
- Uso de materiales existentes: se puede utilizar materiales existentes que no cumplirían por si solo los requisitos exigidos para base granular, también se reduce los costos de transporte y aumentar los rendimientos de los frentes de trabajo.
- Disminución del impacto ambiental: al no utilizar material de bancos de préstamo se disminuye el impacto sobre el medio ambiente.
- Mejor rigidez y mayor distribución de carga aplicada al pavimento: dado que el suelo cemento se comporta como una losa las cargas se distribuyen en una área mayor que una base granular por lo cual se puede disminuir los espesores sin poner en peligro la capacidad estructural de pavimento.
3. Las desventajas son las siguientes:- El suelocemento necesita ser diseñado: en el diseño se deberá tomar en cuenta las características físicas y químicas del material existente, se debe tomar en cuenta las cantidades de cemento requeridas para evitar las contracciones que producen grietas.
- El Tiempo: se necesita realizar todas las actividades de mezclado, humedecimiento, compactacion antes que el fragüe.
- El suelocemento necesita una superficie de rodadura: esto es para evitar el descagaste producido por el trafico o por la escorrentia superficial.
- En la actualidad es difícil realizar la búsqueda y explotación de bancos de material en comparación a años atrás dado lo pequeño de nuestro pais, las mezclas de Suelocemento permite aprovechar e incorporar suelos existentes. lo que favorece a la reducción de tiempo, costo y con disminución del impacto ambiental.
4. De acuerdo a la cantidad de cemento usado tenemos diferentes definiciones:
Definición ACI:
Soil cement-AC1 116R defines soil cement as “amixture of soil and measured amounts of portland cement and water compacted to a high density.” Soil cement can be further defined as a material produced by blending, compacting, and curing a mixture of soil/agregate, portland cement, possibly admixtures includeing pozzolans, and water to form a hardened material with specific engineering properties. The soil/aggregate particles are bonded by cement paste, but unlike concrete, the individual particle is not completely coated with cement paste.
Según Portland Cement Association
El Suelocemento es una mezcla altamente compactada de suelo/agregado, cemento Portland, y agua, siendo el principal uso de este material en estructuras de pavimentos, en este campo el Suelocemento corresponde a una “familia” de productos con características propias, que actualmente se dividen en:
- Suelos Modificados con Cemento.
- Bases Tratadas con Cemento.
- Pavimentos Flexibles Reciclados con Cemento.
Suelos Modificados con Cemento: Se utiliza como tratamiento de subrasantes o explanadas, y se define como una mezcla de suelo y una cantidad pequeña de cemento, generalmente menor al 2% en peso, que se utiliza con la finalidad de mejorar algunas propiedades ingenieriles de los suelos, como por ejemplo: reducir cambios volumétricos, incrementar ligeramente el CBR, y reducir el índice de plasticidad.
SUELO ESTABILIZADO CON CEMENTO: Se utilizan también, como tratamiento de subrasantes o explanadas, especialmente en estructuras de pavimentos para tráficos pesados y de volumen alto, se definen como una mezcla de suelo, cemento y agua, cuya cantidad mínima en peso es del 2%. Este tipo de mezclas, logra una resistencia y rigidez apreciable, especialmente si la fracción granular del suelo es considerable, obteniéndose un material insensible al agua, estable y capaz de resistir a largo plazo las deformaciones producidas por el tráfico.
SUELO ESTABILIZADO CON CEMENTO: Se utilizan también, como tratamiento de subrasantes o explanadas, especialmente en estructuras de pavimentos para tráficos pesados y de volumen alto, se definen como una mezcla de suelo, cemento y agua, cuya cantidad mínima en peso es del 2%. Este tipo de mezclas, logra una resistencia y rigidez apreciable, especialmente si la fracción granular del suelo es considerable, obteniéndose un material insensible al agua, estable y capaz de resistir a largo plazo las deformaciones producidas por el tráfico.
Granulometría sugerida para optimizar cemento y lograr durabilidad
Malla | % que pasa |
| | 100 |
| N°4 ( | 55 - 90 |
| N°10 ( | 37 - 67 |
| N°200 (75 µm) | 0 - 30 |
| IP | 10 máximo |
5. Requisitos exiguidos para uso de material existente en suelocemento. Norma ACI- 230.1R-90
- Porcentaje que pasa Nº 4: <55%
- Porcentaje que pasa Nº 200: 5-35%
- Tamaño maximo de agregado 50mm
- Indice de Platicidad: <8%
Diapositiva 63
Requisitos en El Salvador.
- Porcentaje que pasa Nº 4 50 - 100%
- Porcentaje que pasa Nº 200 5-35%
- Tamaño maximo de agregado 50mm
- Limite liquido <40%
- Indice de Plasticidad <8%
6. Tipos de Cemento a utilizar:
De acuerdo con las Norma ACI230.1R-90 se puede usar dos tipos de cemento el I y II ASTM C150. unque teoricamente se puede usar cemento de cualquier tipo que haga cumplir los requisitos minimos necesarios.
clasificacion de suelos de acuerdo AASHTO.
7. Cantidades de cemento propuesto de acuerdo a ACI230.1R-90.
8. Propiedas del suelo cemento.
- Densidad: el suelo de cemento es por lo general medido en términos de densidad en seco, húmedo, aunque la densidad puede ser utilizado para el control de la densidad de campo. La prueba de densidad de humedad (ASTM D 558) se utiliza para determinar el contenido de humedad adecuado y la densidad (conocido como el contenido de humedad óptimo y la máxima densidad seca) para que el suelo-cemento mezcla se compacta. tambien es de hacer notar que hay estudios donde se demuestra que amayor densidad mayor resitencia a la compresion. en El Salvador para todos los tipos de suelos se requiere una resistencia a la compreson de 284 psi(19.967 kg/cm2) a los 7 dias. La resistencia sugerida segun en ACI 230.1R-90 se detalla en el siguiente cuadro.
Resistencia a la flexion:
el modulo de ruptura del suelo cemento se puede obtener de dos formas.
- Directamente por medio del ensayo ASTM D 1635.
- o por medio de la siguiente formula, obteniendo una diferencia aproximada de un 13%.
Permeabilidad.
Con el uso de suelo cemento se ve diminuido la filtracion aunque en los meses frios esta se ve ingrementada por el desarrollo de grietas en el suelo cemento.
Contraccion
Suelos tratados con cemento se someten a contracción durante el secado. El encogimiento y agrietamiento posterior depende de tipo de cemento, el tipo de suelo, contenido de agua, grado de compactación, y condiciones de curado.
Métodos sugeridos para reducir o minimizar grietas son de mantenimiento de la superficie de suelo-cemento húmedo, más allá de los períodos normales de curado y la colocación de cemento en el suelo ligeramente por debajo del óptimo contenido de humedad
