Evaluación del potencial uso de residuos de construcción y demolición en estabilización de arcillas limosas (CL)

Mejía Arcila, Johanna Mercedes | 2021

RESUMEN: El presente estudio está enfocado en evaluar la factibilidad de utilizar los Residuos de Construcción y Demolición (RCD) pulverizados como material aglomerante alternativo, para ser implementado en procesos de estabilización de suelos tipo arcillas limosas (CL) provenientes del municipio de San Vicente Ferrer. El estudio se dividió en varias etapas, la primera parte consistió en la caracterización de las materias primas, RCD, cemento de uso general (CUG) y el suelo CL. La segunda se orientó al desarrollo de dos cementantes alternativos de base RCD y CUG. Los materiales fabricados fueron, el cementante 1 (C1) el cual incluye como activadores alcalinos, hidróxido de sodio y silicato de sodio, y el cementante 2 (C2) el cual se elaboró con activadores como el hidróxido de calcio y sulfato de sodio. En tercer lugar, se procedió a estabilizar el suelo con C1 y C2 utilizado porcentajes de remplazos de suelo por cementante entre 12%-20%; se realizaron ensayos de caracterización como Proctor, CBR, humedecimiento y secado y resistencia a la compresión. Los resultados permitieron comparar las propiedades de los suelos estabilizados con C1 y C2, y con aquellos estabilizados con cemento de manera tradicional. La cuarta etapa consistió en evaluar la factibilidad técnica, costos y logística para transformar y fabricar materiales a partir de RCD. Se estableció que en cuanto a comportamiento mecánico en CBR, C1 + suelo se destacó con respecto a C2 + suelo, ya que, el primero obtuvo un CBR de 101,3 % para el 100% de la densidad seca máxima y el segundo un 35,0 %, así mismo se encontró que para la resistencia a la compresión, C1 resultó tener resistencias mayores a C2, con 10 psi y 5 psi en probetas de 7cm x 14cm a 7 días respectivamente, sin embargo, no cumplió con los requisitos sugeridos de la norma INV E 351 – 13. Adicionalmente, se llevó a cabo un estudio preliminar para evaluar el posible uso de los aglomerantes activados alcalinamente C1 y C2 como estabilizadoras de suelo CL para la fabricación de mampostería no estructural. Para esta aplicación se aumentó el porcentaje de aglomerante en el sistema de suelo-cementante (C1 o C2) a valores de 80% y 90%. Se evidenció que el incremento del cementante y consecuente reducción de la cantidad de suelo aumenta el desempeño mecánico del material. Las resistencias máximas a una edad de curado de 28 días, para el caso de C1-80% fue 1205,85 psi y en C2-90% la resistencia fue de 1537,48 psi. Finalmente, se calculó el potencial de calentamiento global de los cementantes utilizados para estabilizar el suelo, siendo C2 el más amigable con el medio ambiente con una huella de carbono de 121,424 kg de CO2 eq, mientras que C1 246,896 kg de CO2 eq. Además, se estableció el costo por m3 del aglomerante que se debe utilizar para estabilizar el suelo tipo CL, se destaca el costo de C2 (936.931) $/m3) el cual es menor al de C1 (1.174.112 $/m3). Por último, se planteó un diagrama de proceso para transformar los RCD en un material apto para ser utilizado como materia prima en la fabricación de cementantes activados alcalinamente y la disponibilidad de los RCD en Colombia.