suelo-cemento_ing moromi_15set12 [modo de compatibilidad]

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IV CATEDRA CONCRETOING. ISABEL MOROMI 1

IV CATEDRA DE CONCRETO ASOCEM

SUELO-CEMENTO;Material de Construcción

ING. ISABEL MOROMI NAKATA

INTRODUCCIÓN• La búsqueda de materiales que

contribuyan a edificaciones u obras conmenores costos ha orientado larealización de una serie deinvestigaciones, desde hace muchosaños.

• La necesidad de materiales sosteniblesque contribuyan a reducir los impactosambientales, está haciendo que algunastecnologías desarrolladas anteriormente,cobren actualidad.

ANTECEDENTES

• Existen referencias de estudios deestabilización de suelos con cementorealizados a partir de 1935 en EstadosUnidos de Norteamérica.

• Dichos estudios señalaban que el 85% delos suelos se podían estabilizar concontenidos de cemento inferiores al 14%

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• Posteriormente comprobaron queel 50% de los suelos seestabilizaron con contenidos decemento inferiores al 10%, que seconsideró razonable desde elpunto de vista económico.

• Entre los ensayos realizados seconsideraron las pruebas decongelamiento y deshielo y dehumedecido y secado, con lafinalidad de lograr un buencomportamiento en servicio

• Estos ensayos se realizaron paraevaluar la estabilidad del suelo-cemento bajo determinadascondiciones de exposición y seseñala que las mezclas diseñadasdemostraron buen comportamiento,en periodos largos y en variedad declimas.

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• Se estableció también correlaciónentre el ensayo de congelamiento ydeshielo y el ensayo de resistencia ala compresión, concluyéndose quecuando se superaban ciertos valoresde resistencia a la compresión, sesuperaba las exigencias de laspruebas de congelamiento y deshielo.

• Desde 1930, fue empleado como unmedio para estabilizar suelos localesy proveer caminos y materialeconómico para bases de caminos.

• Se menciona que han sidoconstruidos el equivalente de 161 000km de pavimentos de suelo cementode 7,30 m de ancho en los EE.UU.

• Una rápida expansión de los proyectossobre recursos hídricos se experimentó enlas regiones de Great Plains y SouthCentral de los Estados Unidos, despuésde la II Guerra Mundial.

• Revestimientos de fragmentos de rocasueltos (rip rap) de satisfactoria calidad noeran posibles en estos proyectos por lafalta de rocas en la zona y el alto costo deltransporte desde los lugares en los queera posibles obtenerlas.

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• El Bureau of Reclamation de los EstadosUnidos (USBR) inició una investigaciónpara estudiar la posibilidad del suelocemento como alternativa del rip rap.

• Basado en estudios de laboratorio queindicaban que el suelo cemento elaboradocon suelos arenosos podía dar lugar a unrevestimiento resistente a la erosión de lasaguas y durable, el USBR construyó en1951 una sección de ensayo a escalanatural

• Esta sección fue ubicada en la playasureste del lago de la presa Bonny en eleste de Colorado, por las severascondiciones de servicio creadas por lasolas y la nieve, con más de cien ciclos decongelación y deshielo a lo largo del año.

• El suelo cemento fue licitado por unimporte inferior al 50% del costo del riprap tradicional y produjo una economía demás de U$ Un millón en los dosproyectos.

• Después de diez años de observar elcomportamiento de la sección deensayo el USBR se convenció de suconveniencia y en 1961 especificósuelo cemento para la protección detaludes en las presas de Merrit enNebraska y luego en la de Cheney enKansas.

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• Desde estos primeros proyectos,cientos de protecciones detaludes con suelo cemento fueronproyectadas y construidas,incluyendo 12 grandes proyectospara el USBR con casi 700 000m3 de suelo cemento.

OTRAS REFERENCIAS

• Posteriormente además de su uso enpavimentación, se han estudiadootras aplicaciones en diversospaíses, algunas de las cualesmencionamos a continuación.

• El suelo cemento, como material deconstrucción es ampliamente utilizado enColombia y otros países no sólo enpavimentos sino también en viviendas.

• En El Salvador se realizó el Proyecto“Mejoramiento de la tecnología para laconstrucción y difusión de la viviendapopular sismo-resistente”, con aplicacióndel suelo cemento en viviendas de interéssocial

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• En la ciudad de Rosario – Argentina sellevó a cabo la construcción del CentroComunitario de la Cooperativa "SaladilloSur", empleando técnicas de tierra crudaapisonada, con y sin agregado decemento, y con criterios deaprovechamiento de energía solar (muroscolectores-acumuladores) y ahorroenergético.

• En la provincia de San Juan, el InstitutoRegional de Planeamiento y Hábitat(IRPHa) llevó a cabo una experienciapiloto de construcción de una vivienda,actualmente terminada y habitada.

• Existen grandes obras construidas consuelo-cemento como la Represa deUrugua-í en la Provincia de Misiones,Argentina; aunque es menos frecuente suuso.

• En Buenos Aires – Argentina se hautilizado esta tecnología para mejorar latransitabilidad de los caminos de tierra

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DEFINICIÓN

• Suelo cemento o suelo estabilizado concemento es una mezcla en seco de sueloo tierra con determinadas característicasgranulométricas, cemento Portland y, ensu caso, aditivos. A la mezcla se leadiciona una cierta cantidad de agua parasu fraguado y posteriormente secompacta.

LOS SUELOS

• Los suelos constituyen una fuente renovable einagotable de materiales de construcción: sonaccesibles, muy económicos y permiten reducirsustancialmente los tiempos de construcción;sin embargo, NO todos los suelos cumplen conlas características necesarias para su uso en laconstrucción.

• En estos casos, es necesario mejorar suscaracterísticas físicas para alcanzar losparámetros requeridos.

CARACTERÍSTICAS DEL SUELO

• El Suelo es una mezcla de tierra tamizada(malla de 0.5 cm aproximadamente),arena común y de modo que la relaciónvolumétrica sea 2:1.

• La combinación ideal del suelo es:• 70-80% de arena.• 20 a 30% de limo.• 5 a 10% de arcilla.

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DOSIFICACIÓN

• La dosificación del cemento secalcula como porcentaje en peso delmaterial seco.

• Normalmente, el porcentaje decemento portland puede variar entreel 7 al 12% dependiendo del tipo desuelo.

• Si los suelos son muy arenosos, vana requerir la incorporación de máscemento y a los arcillosos hay queagregarles más arena. Los sueloslimosos con un 50 % de arena seestabilizan con un 10% de cemento.

• La humedad para el apisonamientodebe ser similar a la que tenía elsuelo antes de ser excavado, entre el8 y 16%.

DISEÑO DE MEZCLAS

• Existen Metodologías para realizar diseñode mezclas de suelo-cemento.

• Una de ellas ha sido publicado por elLaboratorio de Mecánica de suelos de laFIC-UNI y cuyo autor es Ing. ArnaldoCarrillo Gil.

• Este método orientado a suelos arenososse denomina Método abreviado de Short-Cut.

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• Este Método, considera dossituaciones: suelos que no contienenmaterial retenido en la malla Nº 4 ysuelos que si lo contienen.

• También se utiliza para suelos conmenos del 50% de material menor de0.05 mm (arcilla o limo) y menos del20% de material menor de 0.005 mm(arcilla).

Procedimiento general

• Análisis granulométrico del suelo.• Peso específico de masa del suelo.• Prueba Humedad-densidad con la mezcla

de suelo-cemento (CompactaciónProctor).

• Determinación de la cantidad de cementocon el uso de diagramas elaborados.

• Verificación con pruebas de resistencia.

CARACTERÍSTICAS

• La resistencia del Suelo-Cemento esvariable y depende en gran medida delos siguientes factores:

oContenido de cemento de la mezcla.

oEficiencia del mezclado de suelo y

cemento.

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oTipo y cantidad de materia orgánica,sales y materiales deletéreoscontenidas en el suelo.

oCantidad y calidad del agua.oTiempo transcurrido entre las

diferentes etapas del procedimientoconstructivo.

oGrado de compactación alcanzado.oCalidad de la operación de curado.

VENTAJAS• Aumenta el potencial de bancos de

materiales, permitiendo la utilización deaquellos que por sí solos no cumplan conlas normas de calidad.

• Permite la utilización de bancos cercanos.• En bases y sub-bases puede alcanzarse

mayor rigidez que aquella de lasestructuras tradicionales.

• Permite por lo tanto una transmisión decargas más eficiente a las capassubyacentes con lo que, en algunoscasos, se puede disminuir espesores.

• Disminuye considerablemente los tiemposde construcción.

• Su resistencia aumenta con el tiempo, loque prolonga notablemente su durabilidady disminuye los costos de conservación ymantenimiento.

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APLICACIONES

• Construcción de superficies de rodamientopara caminos secundarios y caminosrurales con intensidades de tránsito demoderado a medio.

• Sub-bases y bases para pavimentos, tantoflexibles como rígidos, de carreteras,calles, aeropuertos y estacionamientos.

• Reconstrucción de bases falladas.

• Construcción de pisos en áreas dealmacenamiento.

• Protección de terraplenes contra laerosión.

• Estabilización de taludes.• Revestimiento de canales.• Construcción de presas de

almacenamiento.• Muros tanto monolíticos como de

mampostería para estructuras diversas.

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• Fundaciones.• Paredes (muros en el lugar, muros de

contención y tabiques).• Pisos.• Cubiertas y entrepisos• Revestimientos o enchapes.• Morteros.• Otros: sub-base para pavimentos de

pistas, calles, campos deportivos,alcantarillados, canales a cielo abierto,etc.

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Suelo CementoSistema Constructivo: Tierra Mejorada

Centro Técnico para el Desarrollo de los Materiales de Construcción. CTDMC.

Cuba

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• Pared de suelo apisonado.Se requiere un encofrado o armazónque nos servirá de molde.

El armazón debe tener resistenciasuficiente para soportar el empujelateral que se producirá al compactarel suelo con el pisón.

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LADRILLOS DE SUELO-CEMENTO

• Con una máquina-prensa de uso sencillose construyen ladrillos a partir de unamezcla de suelo y cemento. Tienen mayordureza y resistencia a la erosión hídrica yeólica que los adobes.

• Por utilizar para su fabricación la tierracomún, que los productores tienen a sudisposición, los mampuestos abaratancostos

• En la provincia de San Juan, elInstituto Regional de Planeamiento yHábitat (IRPHa) llevó a cabo unaexperiencia piloto de construcción deuna vivienda.

• Y desde el 2005 han sidocapacitados unos 20 gruposproductivos vinculados al programa, y60 productores han adoptado latecnología.

• La técnica está extendida a nivel mundial. Lamáquina-prensa fue diseñada por el InstitutoRegional de Planeamiento y Hábitat de laUniversidad Nacional de San Juan y también hasido desarrollado por el CRIATiC (CentroRegional de Investigaciones de Arquitectura deTierra).

• Arq. Irene Blasco([email protected])Arq. Osvaldo Albarracín([email protected])Arq. Arturo Pereyra([email protected])Ing. Agr. Gustavo Delgado([email protected])

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ADOBES COMPRIMIDOS SUELO-CEMENTOUNA ALTERNATIVA ECOLÓGICA

• Este estudio fue realizado por los Ings.Godofredo Choque y Julio Huamán de laUniversidad Andina Néstor CáceresVelásquez de Juliaca, con el objetivoofrecer esta alternativa de construcción demejor comportamiento térmico que lasconvencionales de ladrillo y concreto y demenor costo.

• MAQUINAS-EQUIPOS-FABRICACIÓN-TECNOLOGIA-CONSULTORIA-APOYO-IMPLANTACIÓN- PUESTAEN MARCHA-CHAVE EN MANO.

• Productos: Ladrillos Prensados sinQuema, solo con tierra y cemento enporcentajes de 10 partes por 01. Es decir10 de tierra y 01 cemento.

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OTRAS APLICACIONES• Entre otras aplicaciones no corrientes del

suelo cemento, se puede citar laconstrucción de muros de sostenimientoen las Lomas del Valle en México.

• Estos muros alcanzaron alturas, en susparamentos exteriores, de más de 17 m.En un primer análisis el costo del muro desuelo cemento resultó un 40 % delcorrespondiente a un muro convencionalde hormigón con contrafuertes.

• Recientemente el Texas State Departmentof Highways and Public Transportation haespecificado que el relleno detrás de losmuros de sostenimiento debe realizarsecon suelo cemento, como precaucióncontra una posible erosión por acción delas aguas.

• Otras aplicaciones del suelo cementoconsisten en el revestimiento de taludesen silos subterráneos para elAlmacenamiento de cereales y aún ensilos elevados.

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Micro represas con suelo cementoIng. en Rec. Hídr. Mario Basán Nickisch (M.Sc.). 2002.Especialista en Agua. INTA-EEA Santiago del Estero.

Propuestas

• Presentamos un oferta publicitaria deconstrucción de casas de suelo-cementoen Uruguay, avalado con estudios de• Facultad de Ingenierìa.• Facultad de Arquitectura,• Laboratorio Tecnològico del Uruguay,• Banco Hipotecario del Uruguay,• Ministerio de Vivienda.

según dicha publicación.

• CONSTRUIMOS SU CASAHABITACION, TOTALMENTE ENSUELO CEMENTO.

• Caracterìsticas inmejorables frente a lostradicionales de plaza: Ladrillo de Campo,Bloque, Bloqueta ò ticholo. Por ejemplo:Resistencia, es el triple del ladrillo decampo (hablamos de una MòduloHipercomprimido mecànicamente, cuyopeso es aprox. 10 Kg. cada uno)*

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• No necesita Vigas, por su excelenteresistencia.* No necesita Mezcla deAsiento, debido a que se encastranentre si.* No necesita Mano de Obraespecializada. Puede participar todala familia.* Admite cualquier tipo derevestimiento.* Admite tambiènCarpinterìa Metàlica ô Maderacalidad Standard.*

• Cuenta con distintos estudios de Organismos eInstituciones: Facultad de Ingenierìa. Facultadde Arquitectura, Laboratorio Tecnològico delUruguay, Banco Hipotecario del Uruguay,Ministerio de Vivienda.

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