Evaluación de la influencia de los efectos de la adición de cemento caduco en diferentes porcentajes, en las propiedades índice-físicas y mecánicas del suelo arcilloso de la subrasante de la Calle Chacapunco del Distrito de Chinchero, 2023

Abstract

La presente investigación titulada “Evaluación de la influencia de los efectos de la adición de cemento caduco en diferentes porcentajes, en las propiedades índice-físicas y mecánicas del suelo arcilloso de la subrasante de la Calle Chacapunco del Distrito de Chinchero, 2023”, nace de la necesidad de reutilizar el cemento caduco que normalmente se tiene que desechar y de la mano mejorar las propiedades del suelo arcilloso. Los suelos arcillosos, generalmente, no poseen una calidad adecuada para conformar una subrasante por lo que deben ser mejorados con alguna técnica. Por ello, se evaluó la influencia del cemento Portland caduco en la estabilización de un suelo arcilloso. Se realizó un estudio de suelos para identificar sus propiedades índice-físicas y mecánicas. Se empleó cemento Portland Tipo IP con tiempo de caducidad de 5 meses como aditivo estabilizador en porcentajes de 4, 7 y 10% del peso seco de la muestra de suelo. Se realizó ensayos de contenido de humedad, análisis granulométrico, límite líquido, límite plástico, límite de contracción, proctor modificado, CBR y compresión inconfinada mediante los cuales se evaluó la influencia del cemento Portland Tipo IP caduco en su índice de plasticidad, grado de contracción, índice CBR, % de expansión, resistencia a la compresión inconfinada y por ultimo determinar la cantidad de bolsas de cemento caduco requeridas para 1m3. Con esta finalidad, hemos utilizado un diseño metodológico cuasi-experimental el cual se desarrolla con los grupos experimentales no aleatorios, tiene un enfoque cuantitativo, ya que se basa en la recolección de datos para probar hipótesis, con base en la medición numérica y el análisis estadístico, presenta un nivel de tipo descriptivo – correlacional porque será determinado a través de ensayos, una correlación porque existe una relación entre las variables y el método que se uso es el hipotético deductivo, porque primero se realizó la observación, luego se planteó la hipótesis, sometiéndola a pruebas científicas para finalmente validar o negarla. El suelo arcilloso analizado se clasificó como CL según SUCS. Con la adición de 10% de cemento su índice de plasticidad se redujo de 15.07% a 5.69%, su grado de contracción se redujo de 31.92 % a 10.6%, su índice CBR se incrementó de 1.44º/o a 127.18% al 95%DSM, su % de expansión a 55 golpes se redujo de 0.9% a 0.08% y la resistencia a compresión inconfinada aumento de 3.85 kg/cm2 a 5.06 kg/cm2 y la cantidad necesaria de bolsas de cemento caduco requeridas para 1 m3 de subrasante con un espesor de 0.15 cm para el 4,7 y 10 % es de 2,3 y 4 respectivamente. Finalmente con los resultados expuestos se demuestra que la adición de cemento caduco mejora las propiedades índice-físicas y mecánicas pasando de un suelo arcilloso inadecuado para la subrasante a ser un suelo adecuado.

The present investigation entitled "Evaluation of the influence of the effects of the addition of expired cement in different percentages, on the index-physical and mechanical properties of the clayey soil of the subgrade of Chacapunco Street in the District of Chinchero, 2023", was born from the need to reuse the expired cement that normally has to be discarded and, hand in hand, to improve the properties of the clayey soil. Clay soils generally do not have an adequate quality to form a subgrade, so they must be improved with some technique. Therefore, the influence of expired Portland cement on the stabilization of a clayey soil was evaluated. A soil study was carried out to identify its index-physical and mechanical properties. Type IP Portland cement with an expiration time of 5 months was used as a stabilizing additive in percentages of 4, 7 and 10% of the dry weight of the soil sample. Moisture content, granulometric analysis, liquid limit, plastic limit, contraction limit, modified proctor, CBR and unconfined compression tests were carried out, through which the influence of expired Type IP Portland cement on its plasticity index, degree of contraction was evaluated. , CBR index, % expansion, resistance to unconfined compression and finally determine the number of bags of expired cement required for 1m3. For this purpose, we have used a quasi-experimental methodological design which is developed with non-random experimental groups, has a quantitative approach, since it is based on data collection to test hypotheses, based on numerical measurement and analysis. Statistical, it presents a descriptive-correlational level because it will be determined through tests, a correlation because there is a relationship between the variables and the method used is the hypothetical deductive one, because first the observation was made, then the hypothesis was raised , subjecting it to scientific tests to finally validate or deny it. The clayey soil analyzed was classified as CL according to SUCS. With the addition of 10% cement, its plasticity index was reduced from 15.07% to 5.69%, its degree of contraction was reduced from 31.92% to 10.6%, its CBR index increased from 1.44º/o to 127.18% to 95% DSM. , its % expansion at 55 blows was reduced from 0.9% to 0.08% and the unconfined compressive strength increased from 3.85 kg/cm2 to 5.06 kg/cm2 and the necessary number of bags of expired cement required for 1 m3 of subgrade with a thickness of 0.15 cm for 4.7 and 10% is 2.3 and 4 respectively.