Resilient Module Soil-Cement Prediction based on Setting Temperature

Predicción del Módulo Resiliente del Suelo Cemento en función de la Temperatura de Fraguado

Esta investigación correlaciona la temperatura de fraguado del Suelo Cemento (SC) con su módulo resiliente, a partír del índice de madurez de tres mezclas fabricadas con diferentes tipos de cementos: uso general, Altas Resistencias Tempranas y Moderado calor de Hidratación. Cada diseño de mezcla cuenta con una resistencia a la compresión de 4,5 MPa a los 7 días de edad y una durabilidad medida con la prueba de humedecimiento y secado del 10 %. El método consistió en curar las muestras de los tres diseños de mezcla en tres temperaturas diferentes -11, 30 y 40 ◦C- para luego monitorear el desarrollo de la temperatura al interior de las muestras durante las primeras treinta horas. A los 28 días de edad, se midió el módulo resiliente de las muestras con equipo triaxial cíclico.Tras analizar los resultados, se dedujo una ecuación lineal que facilitaría un control de calidad durante el proceso constructivo. Esto evita la micro fisuración de las capas compactadas, ya que no es necesario fracturarlas durante la extracción de núcleos y las pruebas de densidad en campo.

INTRODUCCIÓN

La guía ASTM D6236-11 (ASTM International, 2011) establece que el control de la resistencia final del Suelo Cemento (SC) debe realizarse mediante la extracción de núcleos en campo tras su etapa de maduración, y que sus resultados deben compararse con un diseño de mezcla validado en laboratorio (Emmert et al. 2017). Sin embargo, la resistencia del Suelo Cemento (SC) está influenciada por múltiples factores, como el tipo de cemento y su cantidad en la mezcla, el contenido de agua, el grado de compactación, la uniformidad de la capa compactada, las condiciones de curado y la edad de maduración (Ghanizadeh, Rahrovan, y Bafghi, 2018; Linares-Unamunzaga, Pérez-Acebo, Rojo, y Gonzalo-Orden, 2019; Estarbragh y Ranjbari, 2017). Es por ello que esperar a que la mezcla alcance los 28 días de edad es un método que retrasa el proceso constructivo de cualquier proyecto de infraestructura.

Con el fin de agilizar el procedimiento constructivo, el Comité ACI 230 (2009), recomienda realizar un control de densidad en obra tan pronto como finalice el proceso de compactación, ya sea mediante el método nuclear ASTM D2922 (ASTM International, 2005), el método del cono de arena ASTM D1556 (ASTM International, 2015a) o el método de la bola de caucho ASTM D2167 (ASTM International, 2015b). Sin embargo, para cualquiera de los anteriores, la prueba requiere fracturar la capa compactada para abrir un agujero en la superficie, lo que provoca que los enlaces que se forman entre el cemento y el suelo se rompan durante el primer ajuste. Esto da lugar a una microfisuración temprana.

Esta patología va acompañada del comportamiento plástico del tipo de suelo, ya que provoca la contracción y posterior agrietamiento durante el proceso de secado, aumentando así la rugosidad de la superficie. Para prolongar el ciclo de vida, es necesario mantener una relación entre la lisura del pavimento y su resistencia.