Efecto del intemperismo sobre las propiedades fisicoquímicas, el desempeño y la durabilidad de suelos viales aditivados con estabilizantes químicos
Authors: Eliana Llano  , Gloria Restrepo  
Published: June 2022

El deterioro y agotamiento progresivo de las fuentes de suministro de materiales adecuados para la construcción de infraestructura vial ha llevado al desarrollo de técnicas alternativas de mejoramiento de suelos, dentro de éstas la estabilización química de suelos se presenta como una alternativa técnica, económica y ambientalmente sostenible enfocada al mejoramiento de caminos sin pavimentar de bajo volumen de tránsito. Esta técnica de mejoramiento de suelos consiste en el empleo de productos químicos para mejorar las propiedades ingenieriles de los suelos, reduciendo su plasticidad y haciéndolos más resistentes, ante la acción del tráfico y condiciones ambientales a las que están expuestos.

Los estabilizantes químicos que han sido empleados para el mejoramiento de suelos pueden clasificarse, según su naturaleza química, en: polímeros, aceites sulfonados, organosilanos, puzolanas y enzimas. Estas alternativas de mejoramiento de suelos han sido usualmente orientadas a caminos sin pavimentar de mediano y bajo volumen de tránsito, donde el desgaste y la durabilidad de los materiales es debido principalmente a factores climáticos y de intemperismo natural.

El intemperismo deteriora los materiales expuestos al exterior produciendo cambios de color, superficies más rugosas, fisuramiento, agrietamiento, pérdida de cohesión y fragmentación, lo que finalmente se traduce en una pérdida de resistencia y efectividad de estos. El intemperismo acelerado es una alternativa que permite evaluar en periodos cortos de tiempo la evolución de las propiedades fisicoquímicas de los materiales y predecir su comportamiento a largo plazo, para ello se cuenta con cámaras de envejecimiento acelerado donde se exponen los materiales a ciclos alternados de luz ultravioleta (UV) y humedad, todo ello a temperaturas elevadas y controladas.

 

The progressive deterioration and depletion of the sources of materials supply suitable for the construction of road infrastructure, the wide variety of soil types and low sustainability and durability of constructive solutions has stimulated the emergence and alternative construction systems evaluation for road sections stabilization, treatment or rehabilitation.

Among them, chemical soil stabilization is presented as a technically, economically and environmentally sustainable alternative focused on improving medium and low-volume unpaved roads. This technique involves the use of chemicals to improve the soils engineering properties in order to reduce its plasticity and increase their strength to the action of traffic and environmental conditions to which they are exposed.

Chemical stabilizers that have been used for soil improvement can be classified according to their chemical nature, in: polymers, sulfonated oils, silanes, pozzolans and enzymes. These alternatives for soil improvement have been usually aimed over medium and low-volume unpaved roads, where materials wear and durability is mainly due to climatic and natural weathering factors.

Natural weathering deteriorates the exposed external materials and it produces color changes, rougher surfaces, fissuring, cracking, fragmentation and loss of cohesion which results in a strength loss, effectiveness and functionality of these materials. The accelerated weathering is a methodology to evaluate the material physicochemical properties evolution in short periods of time and predict long-term behavior by combining the most unfavorable environmental conditions to which the material would be exposed during a relatively long period. For this purpose, tests are performed using a QUV accelerated weathering tester, in which the materials are exposed to alternating cycles ultraviolet light (UV) and moisture. All at high and controlled temperatures.

In this research work it intends to evaluate accelerated weathering's effect on the performance and durability of a soil additive with chemical stabilizers of different nature, using a QUV accelerated weathering tester to recreate real environmental conditions, simulating and controlling parameters such as: temperature, humidity (condensation and water spray) and ultraviolet light exposure. This makes it possible to know the behavior and performance of this type of materials over time under weather conditions.