Influencia del hidrogel como sustituto del agua en las propiedades físico-mecánicas de un suelo obtenido en la Apv. Sacsaccata – San Sebastián estabilizado con cemento portland tipo ip a nivel de subrasante – 2022

Abstract

La investigación tiene como objetivo principal determinar la influencia de la adición de Hidrogel como sustituto del agua en las propiedades físico-mecánicas de un suelo estabilizado con cemento portland tipo IP a nivel de subrasante, considerando 5 mezclas: Suelo Natural (1), Suelo + 5% cemento (2), Suelo +7% cemento (3), Suelo + 5% cemento + hidrogel (4) y Suelo + 7% cemento + hidrogel hidratado (5). La poca adopción de nuevas alternativas de estabilización o complementarias a las ya conocidas actualmente a nivel de trocha o sin afirmar, traza un reto en la mejora en condiciones desfavorables principalmente por la baja capacidad de soporte en suelos finos. Dentro de las propiedades que fueron evaluadas se encuentra la compactación, resistencia a compresión, capacidad de soporte CBR y variación de expansión; mediante ensayos de proctor modificado, ensayo de CBR, resistencia a compresión de probetas de suelo cemento y análisis de costo. La metodología seguida en esta investigación cuenta con un enfoque cuantitativo, con nivel explicativo empleando el método de investigación hipotético deductivo, donde el diseño metodológico es cuasiexperimental. Los resultados obtuvieron un suelo A-4 (0), ML (Limo de baja plasticidad) cuya densidad máxima seca fue 1.862gr/cm3 (1), 1.867 gr/cm3 (2), 1.88 gr/cm (3), 1.890 gr/cm3 (4) y 1.897gr/cm3 (5). Para la resistencia a compresión da como consecuencia 1.12 kg/cm2 (1), 10.31 kg/cm2 (2), 12.48kg/cm2 (3), 13.41 kg/cm2 (4) y 15.25 kg/cm2 (5) en promedio. Asu vez en el ensayo de CBR se obtuvo 2.55% (1), 103.84% (2), 154.32% (3), 145.09% (4) y 172.09% (5). Con costo de operación por m2 S/ 19.84 (2), S/ 24.83 (3), S/ 27.25 (4) y S/ 31.80 (5). Lo concluyente, de manera general el hidrogel influye positivamente en gran parte de las propiedades mecánicas estudiadas, con excepción a la compactación. Lo resaltante radica en el CBR, incrementando en casi el 40% del CBR para un (4) a comparación de (2) y un crecimiento del 12% del CBR para el (5) en relación con (3). Así mismo para la resistencia a compresión el hidrogel logra un incremento de alrededor del 30% a comparación de un (2), de igual forma sucede con (5) logrando un impacto de aumento en alrededor del 22% en relación con (3). El hidrogel ha elevado los costos de estabilización progresivamente, debido a la relación con el contenido de humedad optimo en rangos de 13% a 14%.

The main objective of the research is to determine the influence of the addition of Hydrogel as a substitute for water on the physical-mechanical properties of a soil stabilized with portland cement type IP at the subgrade level, considering 5 mixtures: Natural Soil (1), Soil + 5% cement (2), Soil + 7% cement (3), Soil + 5% cement + hydrogel (4) and Soil + 7% cement + hydrogel (5). The little adoption of new stabilization alternatives or complementary to those already known at the gauge level or without affirming, poses a challenge in unfavorable conditions mainly due to the low support capacity in fine soils. Among the properties that were evaluated are compaction, compressive strength, CBR support capacity and expansion variation; through modified proctor tests, CBR test, compressive strength of soil-cement specimens and cost analysis. The methodology followed in this research has a quantitative approach, with an explanatory level using the hypothetical-deductive research method, where the methodological design is quasi-experimental. The results obtained a soil A-4 (0), ML (Low Plasticity Silt) whose maximum dry density was 1.862gr/cm3 (1), 1.867 gr/cm3 (2), 1.88 gr/cm (3), 1.890 gr /cm3 (4) and 1,897gr/cm3 (5). For the compressive strength, it results in 1.12 kg/cm2 (1), 10.31 kg/cm2 (2), 12.48kg/cm2 (3), 13.41 kg/cm2 (4) and 15.25 kg/cm2 (5) on average. In turn, in the CBR test, 2.55% (1), 103.84% (2), 154.32% (3), 145.09% (4) and 172.09% (5) were obtained. With operating cost per m2 S/ 19.84 (2), S/ 24.83 (3), S/ 27.25 (4) and S/ 31.80 (5). In conclusion, in general, the hydrogel positively influences a large part of the mechanical properties studied, with the exception of compaction. What stands out lies in the CBR, increasing by almost 40% of the CBR for a (4) compared to (2) and a growth of 12% of the CBR for (5) in relation to (3). Likewise, for the compressive strength, the hydrogel achieves an increase of around 30% compared to (2), in the same way it happens with (5) achieving an impact increase of around 22% in relation to (3). The hydrogel has progressively increased stabilization costs, due to the relationship with the optimum moisture content in ranges from 13% to 14%.