PRINCIPALES REQUISITOS PARA TRATAR UN SUELO CON CAL # 1

 

¿Qué suelos pueden ser tratados con cal?

Colombia se encuentra conformada por diferentes tipos de suelos, debido a que contamos con todos los pisos térmicos, lo que convierte al país en una variedad de tierras tropicales, cálidas y templadas. La gran diversidad climática y geográfica con la que cuenta el territorio colombiano proporciona una oportunidad para tratar los suelos arcillosos y limosos con cal viva o cal hidratada, para aumentar su capacidad de soporte y realizar obras civiles competitivas en costos.

La cal viva o la cal hidratada se utilizan para la estabilización de materiales, principalmente:

  • Arcillosos
  • Finos
  • Limos plásticos

La composición de los suelos, clasificados según el tamaño de sus partículas, se puede apreciar en la siguiente imagen:

Imagen 1. Clasificación tamaños de suelos

TRATAMIENTO DE SUELOS CON CAL

¿Qué análisis debo tener en cuenta antes de usar suelo-cal?

En el proceso constructivo, se deben tener en cuenta los siguientes puntos, para lograr una estabilización de los suelos con cal de manera óptima y aprovechar las ventajas que tiene la cal para el tratamiento de suelos.

  • La efectividad del tratamiento dependerá del nivel de arcilla presente (mínimo 7%) y de su capacidad para reaccionar.
  • Los suelos (arcillosos, finos y limosos) aptos para ser tratados con cal tienen que pasar 25% mínimo o más el tamiz de 0.075mm (No 200). (ver imagen 1. Clasificación tamaños de suelos) y ver Tabla 236-1 (Requisitos de suelos de subrasantes para estabilización con cal) y tener un índice de Plasticidad igual o superior a 10.

Tabla 236-1. Requisitos de suelos de subrasante para la estabilización con cal
para la estabilización con cal

 

E – 12540E – 125 y E – 12610E – 1210,1

CARACTERÍSTICANORMA DE ENSAYO INVREQUISITOS
Composición (F)
  • Material que pasa el tamiz de 4,74 mm (N° 4), mínimo (%)
E – 213

 

50

 

  • Material que pasa el tamiz de 0,075 mm (N° 200), mínimo (%)
E – 21425
LIMPIEZA (F)
Límite líquido, mínimo (%)
Índice de plasticidad, mínimo (%)
Contenido de materia orgánica, máximo (%)
CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS (O)
Proporción de sulfatos, expresada como SO4, máximo (%)E – 2330,3
Reactividad Álcali – Agregado: Concentración SiO2 y reducción de alcalinidad RE – 234SiO2 ≤ R cuando R ≥ 70

SiO2 ≤ 35 + 0,5 R cuando R < 70

Normas y Especificaciones 2013 Invias. Capítulo 2 – EXPLANACIONES. ARTÍCULO 236 – 13 – Estabilización de la subrasante con cal (Tabla 236-1 Requisitos de suelos de subrasante para la estabilización con cal)

  • El diseño del tratamiento más adecuado se desprende de un análisis del suelo, para conocer la cantidad de óxido de calcio necesario para lograr un pH de 12,4 (Prueba Eades & Grim (ASTM 6276)).
  • Es importante identificar completamente las características de los suelos y así decidir si el tratamiento con cal es el más recomendable. Para ello es importante realizar los siguientes ensayos.[1]
  • Ensayos de identificación de suelos: (límites Atterberg, granulometría, expansión, humedad natural, contenido de sulfatos solubles, carbonatos, materia orgánica, etc.). Con los resultados obtenidos se podrán clasificar los suelos.
  • Ensayos de comportamiento: Los dos factores fundamentales son el de la Compactación (Proctor Normal o Modificado) y la Capacidad portante (C.B.R. y/o Resistencia a Compresión Simple).

 

TRATAMIENTO DE SUELOS (PARTE 2)

TRATAMIENTO DE SUELOS CON CAL

¿Qué se espera en la estabilización de suelos arcillosos con cal ?

La estabilización de suelos arcillosos con cal es un proceso permanente, no reversible, mediante el cual se transforman químicamente las partículas de arcilla, creando  una estructura relativamente impermeable con mayor capacidad de carga.

La cal favorece la solución de la sílice (Si) y la alúmina (Al), formando silicatos y aluminatos de hidratados de calcio CAH y CSH (reacción puzolánica).

TRATAMIENTO DE SUELOS CON CAL

Beneficios esperados en la estabilización de suelos con cal

FLOCULACIÓN AGLOMERACIÓN

Cuando la cal es adicionada a los suelos, las partículas se aglomeran y aglutinan formando conglomerados más grandes.

REDUCCÍON ÍNDICE PLÁSTICO

Ocurre debido a la disminución del limite liquido y el incremento del límite plástico.

INCREMENTO CAPACIDAD SOPORTE

El uso de cal en suelos arcillosos aumenta su índice. B.C.R(Relación de soporte california) significativamente, debido a la reacción química del suelo-cal.

DISMINUCIÓN POTENCIAL CAMBIO VOLUMEN

El potencial de expansión y comprensión son disminuidos considerablemente.

PERMEABILIDAD

Los suelos tratados con cal forman capas flexibles e impermeabilizantes, generando una mayor durabilidad.

 

TRATAMIENTO DE SUELOS  (PARTE 3)

 

EL 1,2,3, DE TRATAMIENTO DE SUELOS CON CAL

 

1.DEFINIR TIPO DE SUELO: La cal se utiliza para la estabilización de materiales principalmente:

Arcillosos

Nivel de arcilla presente (mínimo 7%)

Finos

Tienen que pasar 25% el tamiz de minimo 0.075mm (N° 200)

Limosos plásticos

Tener un índice de plasticidad igual o superior a 10 (N°200)

 

2.DEFINIR EL PORCENTAJE (%) DE APLICACIÓN DE CAL

Determinar el porcentaje (%) de aplicación de cal viva o cal hidratada de Caltek para lograr un pH de 12,4 (Prueba Eades & Grim (ASTM6276))

 

3. MEZCLAR, COMPACTAR Y CURAR

TRATAMIENTO DE SUELOS CON CAL

Mezclar:en sitios con los equipos que mayor rendimiento otorguen en el proceso (tractor agrícola, estabilizadora de suelos, rastra con discos).

TRATAMIENTO DE SUELOS CON CAL

Compactar:el suelo mezclado con cal de acuerdo con lo indicado en el proyecto y según resultados del laboratorio (rodillos neumáticos, rodillos vibratorios o combinación de rodillo pata de cabra y rodillo ligero).

TRATAMIENTO DE SUELOS CON CAL

Se debe dejar curar:la capa estabilizada entre 3 y 7 días antes de aplicar capa asfáltica (lapso definido por el ingeniero residente de obra).

Blog elaborado por:

Ing. Eliana Marcela Montoya Cadavid

Asesora Comercial  CALTEK S.A.S

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