Aplicación de cenizas procedentes de cementeras en estabilización de arcillas

Abstract

En este trabajo se presenta una investigación realizada para la caracterización de las propiedades geológicas y geotécnicas de los materiales arcillosos expansivos que afloran en la localidad de Murcia, los cuales pueden ocasionar problemas que pueden llegar de comprometer la estabilidad y funcionalidad de las estructuras (cimentación) debido a las variaciones de humedad del suelo. Se han utilizado diferentes ensayos de laboratorio para identificar el carácter expansivo del suelo. Para determinar el tipo de material fino se empleó la carta de plasticidad de Casagrande, así como el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), se determinó que el suelo se clasifica como inadecuado según Clasificación de los suelos según PG3, (Ministerio de fomento, 2019). Se ha utilizado material arcilloso proveniente de Murcia, caracterizado mediante ensayos de laboratorio convencionales para identificar su carácter expansivo. Para mejorar estas arcillas problemáticas, se emplearon diversas técnicas de mejora de terreno. Se realizaron ensayos geotécnicos, como ensayo de identificación (granulometría, límites de Atterberg, peso específico de las partículas sólidas), ensayos de compactación (Proctor) y ensayos edométricos para evaluar hinchamiento de la muestra y consolidación. Además, se complementaron junto a estos ensayos químicos y mineralógicos como la difracción de rayos X (DRX), fluorescencia de rayos X (FRX), pérdida por ignición (LOI) y pH, con el objetivo de identificar los compuestos químicos y la composición mineralógica, observando y caracterizando las fases más problemáticas en las arcillas expansivas, como la presencia de silicatos, especialmente los filosilicatos, materia orgánica y sales solubles. Se han realizado todos estos ensayos con la finalidad de caracterizar el suelo y posteriormente realizar su estabilización aplicando el aglomerante definido como polvo de horno de cemento (abreviación por sus siglas en inglés CKD). Este aglomerante se ha mezclado con el suelo natural en distintos porcentajes para determinar el grado de la mejora del suelo. Se ha comprobado mediante los ensayos, las mejoras significativas en casi todos los ensayos, reduciendo considerablemente los porcentajes de plasticidad, hinchamiento y consolidación. De una forma comparativa se ha demostrado claramente que las mezclas con aglomerantes reducen considerable carácter expansivo de las arcillas, bajando el alto grado de expansividad y del hinchamiento de las muestras. De esta manera, se puede afirmar que el terreno puede mejorarse significativamente mediante el uso de este aditivo.