Arcillas Expansivas

Arcillas Expansivas

Una arcilla expansiva es aquella arcilla susceptible de producir grandes cambios de volumen, en directa relación con los cambios en la humedad del suelo.

Factores de Variacion de tipo volumetrico

Las arcillas expansivas sufren cambios de volumen debido a las variaciones en su humedad, adquirida por capilaridad y/o por infiltración. Cualquier construcción ligera asentada sobre este tipo de suelos experimentará deformaciones causadas por la expansión de la arcilla, dichos movimientos se traducen en grietas sobre muros y el levantamiento de pisos. Por lo anterior, se han propuesto diferentes soluciones para reducir el cambio volumétrico de las arcillas; algunos métodos modifican las características físico-químicas de las arcillas, agregando diferentes materiales que estabilizan el volumen de las mismas, tal es el caso de la cal, cemento hidráulico, fosfatos, sales de aluminio y recientemente, los polímeros.

Esta investigación utiliza un poliuretano, que comúnmente se aplica para sellado de grietas en la construcción. Dicho polímero se aplica en la estabilización de cambios volumétricos de suelos expansivos. Se consideraron muestras remoldeadas de suelo natural y suelo tratado con polímero; en ambas muestras se determinaron propiedades índices, compactación, resistencia al esfuerzo cortante, expansión y consolidación; pruebas que determinaron si es factible la utilización de dicho polímero. El resultado más significativo en esta investigación es el que se refiere a la expansión. Las pruebas muestran que la mezclas suelo-polímero reducen la expansión en, aproximadamente, el 40%, respecto a la del suelo natural.

Ensayos

Los ensayos de valoración de la expansividad consisten en colocar una muestra de suelo en una célula edométrica convencional, y determinar sobre la misma bien el cambio de volumen, o bien la tensión de hinchamiento que manifiesta la muestra como resultado de la humectación de la misma, provocada por la inundación de la célula (debida a la cual el suelo cuenta con agua libre disponible.)

Ensayo denominado de “hinchamiento libre” : Consiste en la humectación permitiendo la expansión vertical de la probeta en la célula edometrica (el confinamiento lateral de la misma impide deformaciones horizontales).

Ensayo denominado de “determinación de la presión máxima de hinchamiento” : Impide precisamente esta expansión vertical, al aplicar la tensión vertical necesaria para compensar dicho hinchamiento.

El ensayo denominado de “determinación de la presión máxima de hinchamiento” impide precisamente esta expansión vertical, al aplicar la tensión vertical necesaria para compensar dicho hinchamiento. Este segundo ensayo se caracteriza en especial por las múltiples variantes que permite en cuanto a la secuencia de tensiones aplicadas y momentos en que se inunda la célula.

Ensayo de Lambe : Consistente en la preparación de una probeta de suelo, disgregada y recompactada en ciertas condiciones prefijadas de humedad inicial. En este caso a la probeta también se la impide una expansión lateral, confinándola en un anillo. Una vez que se procede a la inundación de la célula se determina la tensión máxima de expansión mediante un anillo dinamométrico solidario con el bastidor que actúa como reacción a la fuerza vertical que ejerce la muestra al hinchar. El valor de esta tensión máxima de hinchamiento, permite una clasificación cualitativa del material en función de unos ciertos grados de expansividad potencial.

Soluciones Contructivas

PARA LA ESTRUCTURA

•Palafito

•Estructura rigida o semi rigida

•Estructura flexible

PARA EL SUELO

•Aislamiento

•Sustitución

•Estabilización

Fundaciones sobre arcilla

Superficiales

• Fundación corrida

• Fundación aislada

• Losas de fundación

Esta clase de fundaciones, más comúnmente denominadas como zapatas o patines, pueden ser implementadas con éxito sobre subsuelos conformados por materiales expansivos, siempre que se cumpla al menos uno de los siguientes requisitos:

- La presión aplicada, debido a las cargas permanentes, resulte suficiente como para contrarrestar la presión de expansión.

- La superestructura tenga el grado de rigidez necesario como para que una expansión diferencial no cause fisuras o grietas en los elementos resistentes.

- El efecto expansivo pueda ser eliminado o al menos reducido

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