Estabilización de suelos arcillosos con ceniza de cascara de arroz para el mejoramiento de subrasante

Abstract

Anualmente la producción agrícola, genera una gran cantidad de materiales de desechos como la ceniza de cáscara de arroz, los cuales generan problemas ambientales debido a la disposición de estos. En el año 2015 se generó 630,280 toneladas de cáscara de arroz, lo cual representa unas 126,000 toneladas de ceniza de cáscara de arroz. Además, en el departamento de San Martin se tiene la presencia de suelos finos, los cuales generalmente poseen una capacidad de soporte inadecuada para sostener estructuras como el pavimento y las cargas que se transmiten debido al tránsito vehicular. La tesis consistió en el desarrollo de un método alternativo para la estabilización de suelos arcillosos usando un residuo agrícola como la ceniza de cáscara de arroz para su utilización a nivel de subrasante en suelo de baja capacidad de soporte. La investigación inició con el estudio de las muestras las cuales fueron obtenidas del departamento de San Martin. Se realizaron en laboratorio el estudio de las características físicas, mecánicas y químicas de los materiales obtenidos. Se procedió a realizar las mezclas suelo con ceniza de cáscara de arroz en diferentes porcentajes para evaluar su comportamiento geotécnico como estabilizador primario. Además se realizaron combinaciones de suelo arcilloso, ceniza de cáscara de arroz y cal para poder incrementar las mejoras de sus propiedades y poder conocer si las cenizas de cáscara de arroz funcionan como agente estabilizador secundario. Los resultados obtenidos muestran una mejora debido la presencia de ceniza de cáscara de arroz. Las combinaciones de suelo arcilloso, ceniza de cáscara de arroz y cal lograron mayores ventajas que las combinaciones de suelo arcilloso y ceniza de cáscara de arroz. Se logró incrementar el valor de soporte de california (CBR) de un valor de 5% hasta 19,4% realizando combinaciones de suelo arcilloso y ceniza de cáscara de arroz, teniendo la mezcla un 20% de ceniza de cáscara de arroz. No obstante, el incremento del valor de soporte de california (CBR) para las combinaciones de suelo arcilloso, ceniza de cáscara de arroz y cal lograron incrementar de 5% hasta 38,5% con un 20% de contenido de ceniza de cáscara de arroz. Por otro lado, la resistencia a la compresión no confinada nos muestra un incremento de 6.91 kg/cm2 hasta 8.77 kg/cm2, para la combinación de suelo arcilloso con 20% de ceniza de cáscara de arroz La resistencia a la compresión no confinada para la combinación de suelo arcilloso con 10% de ceniza de cáscara de arroz y cal genera un incremento de 6.91 kg/cm2 hasta 9.96 kg/cm2. El alto porcentaje de material silícico presente en la ceniza de cáscara de arroz promete su uso como potencial agente estabilizador de suelos primario y secundario. Con ello se da una posible solución a un problema ambiental el cual es la disposición de ceniza de cáscara de arroz, lo que podría generaría una disminución de rellenos sanitarios, disminución de contaminación de ríos, entre otros. La investigación concluye que el uso de la ceniza de cáscara de arroz como material para la estabilización de suelos en obras de pavimentos promete buenos resultados siendo más favorables cuando se utiliza como agente estabilizador secundario.

Annually agricultural production generates a lot of waste materials such as rice husk ash, which generate environmental problems by the disposal of these. In 2015, 630 280 tonnes of rice husks were generated, it represents 126,000 tonnes of rice husk ash. Also, in the department of San Martin has the presence of fine soils, which generally have inadequate support capacity to support structures such as pavement and loads that are transmitted due to vehicular traffic. The thesis consisted in the development of an alternative method for the stabilization of clay soils using a waste agricultural as the rice husk ash for the use of a subgrade level. The research began with the study of the samples from which were obtained from the department of San Martín. The study of the physical, mechanical and chemical characteristics of the materials obtained was carried out in the laboratory. Soil mixtures with rice husk ash were carried out in different percentages to evaluate their geotechnical behavior as a primary stabilizer. In addition, combinations with clay soil, rice husk and lime ash were made to increase the properties and to know if the rice husk ash acts as a secondary stabilizing agent. The results obtained show an improvement due to the presence of rice husk ash. The combinations of clay soil, rice husk ash and lime achieved greater advantages than combinations of clay soils and rice husk ash. It was possible to increase the value of support of california (CBR) of 5.0% to 19.4% by making combinations of clay soil and rice husk ash, with the mixture having 20% of rice husk ash. However, the increase in California support value (CBR) for combinations of clay soil, rice husk ash and lime increased from 5.0% to 38.5% with 20% rice husk ash. On the other hand, the unconfined compressive strength showed an increase from 6.91 kg /cm2 to 8.77 kg /cm2, for the combination of clay soil with 20% of rice husk ash. The unconfined compressive strength showed to the soil combination clay soil with 10% rice husk ash and clay soil generate an increase from 6.91 kg /cm2 to 9.96 kg /cm2. The high percentage of silicic material present in the rice husk ash promises its use as a potential stabilizing agent for primary and secondary soils. That generate a possible solution to an environmental problem, which is the disposal of the rice husk, which could generate a decrease in sanitary landfills, the reduction of pollution of rivers, and others. The research concludes that the use of rice husks as soil stabilization material in pavement works promises good results and is more favorable when used as a secondary stabilizing agent