Evaluación de las propiedades físico-mecánicas de suelo arcilloso adicionado con residuos de rotura de probetas de concreto f´c=210 𝐾𝐺/𝐶𝑀 para subrasante en la APV. Villa Unión Parccoma del distrito de San Sebastián - Cusco 2023

Abstract

El presente estudio tiene como objetivo general “Evaluar la influencia de las propiedades físico - mecánicas de un suelo arcilloso adicionado con residuos de rotura de probetas de concreto (RRPC) f´ c=210 kg/cm2 al 10%, 30% y 50% para subrasante”. Se estudiaron tres calicatas, evaluando la plasticidad, compactación, capacidad de soporte y compresión no confinada. Los ensayos incluyeron contenido de agua, granulometría, límites de Atterberg, se clasificó los suelos según AASTHO Y SUCS, Proctor Modificado, CBR y compresión no confinada. Se seleccionó la calicata más desfavorable para la adición de porcentaje en peso de residuos concreto. Con la adición de residuos de concreto se realizaron las pruebas de límites de Atterberg, ensayo de compactación Proctor Modificado, Capacidad de soporte de california CBR y compresión no confinada. Los ensayos se llevaron a cabo en un laboratorio de suelos siguiendo las pautas del “Manual de ensayo de materiales” y la ASTM (American Society for Testing and Materials). El método usado en el presente estudio se basa en un enfoque de tipo cuantitativo, con un alcance descriptivo-explicativo, utilizando el método científico de tipo hipotético-deductivo y un diseño metodológico cuasiexperimental. El suelo de las 3 calicatas se tipifica como: “arcilla de baja plasticidad según el método de clasificación SUCS” y A - 6 (8) (partículas arcillosas según AASTHO). La calicata 02 fue seccionado como la más desfavorable con CBR más bajo igual a 5.08%. Así mismo, se realizó dos pruebas para cada adición de RRPC, por lo cual se tiene que al 10% presenta un IP de 9.07% y 7.13%, al 30% presenta un IP de 2.26% y 3.04% y al 50% no presenta IP. De la densidad máxima seca se determinó que al 10% de adición de RRPC se tiene 1.91gr/cm3 y 1.93gr/cm3, al 30% presenta DMS 2.08gr/cm3 y 2.02gr/cm3 y al 50% presenta DMS 2.15gr/cm3 y 2.09gr/cm3. Del CBR se tiene que al 10% de adición RRPC se tiene 13.24% y 13.54%, al 30% se tiene 52.18% y 47.20% y al 50% 74.49% y 70.47%. De la compresión no confinada se tiene que al 10% de adición de RRPC presenta un esfuerzo máximo de 1.02kg/cm2 y 1.06 kg/cm2, al 30% presenta 1.13 kg/cm y 1.14 kg/cm2 y al 50% las probetas presentaron desmoronamiento, imposibilitando la ejecución del ensayo. La investigación concluye que la adición de RRPC influye positivamente en las características físico-mecánicas de un sustrato tipo arcilla, debido a una baja de valor en el IP, incremento en el grado de compactación, notable mejora de CBR y aumento de la resistencia al esfuerzo

The main objective of this study is to analyze how the physical-mechanical properties of a clay soil are affected by the addition of concrete specimen breakage residues (CSBR) f'c=210 kg/cm2 at 10%, 30% and 50% for subgrade. Three pits were studied, evaluating plasticity, compaction, support capacity and unconfined compression. The tests included granulometric analysis, moisture content, consistency limits, soil classification according to AASTHO and SUCS, Modified Proctor, CBR and unconfined compression. The most unfavorable pit was selected for the addition of the weight percentage of concrete waste. With the addition of concrete waste, the consistency limits, Modified Proctor, CBR and unconfined compression tests were carried out. The tests were carried out in a soil laboratory following the guidelines of the “Materials Testing Manual” and the ASTM (American Society for Testing and Materials). The methodology used in this research is quantitative in approach, with a descriptive-explanatory level, using the hypothetico-deductive method and an experimental methodological design. The soil of the 3 pits is classified as CL (Low plasticity clay according to SUCS) and A-6 (8) (clayey particles according to AASTHO). Pit 02 was sectioned as the most unfavorable with the lowest CBR equal to 5.08%. Likewise, two tests were carried out for each addition of CSBR, which means that 10% have a PI of 9.07% and 7.13%, 30% have a PI of 2.26% and 3.04% and 50% do not present IP. From the maximum dry density, it was determined that at 10% addition of CSBR there are 1.91gr/cm3 and 1.93gr/cm3, at 30% it presents DMS 2.08gr/cm3 and 2.02gr/cm3 and at 50% it presents DMS 2.15gr/cm3. cm3 and 2.09gr/cm3. From the CBR we have that at 10% CSBR addition we have 13.24% and 13.54%, at 30% we have 52.18% and 47.20% and at 50% we have 74.49% and 70.47%. From the unconfined compression we have that at 10% addition of CSBR it presents a maximum stress of 1.02kg/cm2 and 1.06 kg/cm2, at 30% it presents 1.13 kg/cm and 1.14 kg/cm2 and at 50% the specimens presented collapse, making it impossible to carry out the test. The research concludes that the addition of CSBR positively influences the physical-mechanical properties of a clay soil, since a decrease in the plasticity index, an increase in the degree of compaction, a notable improvement in CBR and increased resistance to stress.