Extracción y caracterización fisicoquímica del aceite obtenido de ...
CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y MECÁNICA DE UN ......2019/01/22 · La caracterización...
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CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA Y MECÁNICA DE UN SUELO ARCILLOSO TRATADO CON ADITIVOS QUÍMICOS
Eliana Llano, Diana Ríos, Gloria Restrepo.
Grupo de Investigación Procesos Fisicoquímicos Aplicados PFAFacultad de Ingeniería
Universidad de Antioquia
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CONTENIDO
CONTEXTUALIZACIÓN
DESARROLLO METODOLÓGICO
RESULTADOS
CONCLUSIONES
REFERENCIAS
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CONTEXTUALIZACIÓN
BÚSQUEDA DE TECNOLOGÍAS ALTERNATIVAS DE INGENIERÍA VIAL PARA CONSTRUCCIÓN Y MANTENIMIENTO DE VÍASTécnica, Económica y Ambientalmente Sostenible
Retos en materia de infraestructura vial en el país
Deterioro y
agotamientoprogresivo de
fuentes de suministro de
materiales
Baja
sostenibilidad y durabilidad de
soluciones constructivas
Poca pertinencia de las alternativas tradicionales a la gran variedad de
suelos presentes
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CONTEXTUALIZACIÓN
Estabilización Química de suelos
Polímeros Aceites Sulfonados Sales
Silanos Puzolanas Enzimas.
Mejora propiedades de los suelos tales como:
Plasticidad Permeabilidad Compresibilidad Resistencia mecánica (incluida
resistencia al corte yresistencia a la compresión)
Inestabilidad volumétrica Asentamiento Cantidad de partículas de arcilla / limo Módulo elástico Durabilidad
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DESARROLLO METODOLÓGICO Materiales
Suelo natural Aditivos comerciales
o PolímeroEmulsión acuosa de polímeros de acetato vinílicos y acrílicos.
o EnzimaCompuesto de una combinación de enzimas, electrolitos y agentes tensoactivos.
ENSAYO RESULTADO
Clasificación AASTHO A-7-6 (13)
Clasificación SUCS CL
% Pasante malla 4 99.16
% Pasante malla 40 85.85
% Pasante malla 200 72.62
Limite Liquido 43
Limite plástico 22
Índice de Plasticidad 21
Densidad real (g/cm3) 2.68
Materia orgánica por ignición (%) 3.9
Contenido de sulfatos (mg so4/g) 0.48
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DESARROLLO METODOLÓGICO Preparación de las muestras
Dosificacioneso 7.33 l Polímero/m
3suelo seco compacto
o 33 ml Enzima/m3
suelo seco compacto Tolerancias parámetros Proctor estándar oPeso unitario seco ± 48 kg/m3
o Humedad Óptima ± 1%
Probetas cilíndricas de h=5cm Փ= 10 cm
Probetas rectangulares de 15 cm x 10 cm x 8 cm
o Curado en bolsa hermética por 7 díaso Todas las pruebas se realizaron por
duplicado
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DESARROLLO METODOLÓGICO Caracterización
Resistencia a la compresión no confinada Límites de Atterberg
Potencial de Hidrógeno, pH Conductividad Área Superficial Específica, Método BET Microscopía Electrónica de Barrido SEM Espectrometría Infrarroja por Transformada de
Fourier y Reflectancia Total Atenuada FTIR/ATR
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Determinación de las relaciones densidad – humedad en suelos, Proctor estándar
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RESULTADOS
15,0
15,2
15,4
15,6
15,8
16,0
16,2
14 16 18 20 22 24 26
Pes
o u
nit
ario
sec
o (
kN/m
3)
Contenido de humedad (%)
suelo natural Suelo + Enzima suelo + polímero
Determinación de las relaciones densidad –humedad en suelos, Proctor estándar
MATERIALESFUERZO
MÁXIMO PROMEDIO (KPa)
IPPROMEDIO
Suelo natural 427 25
Suelo + aditivo enzimático
486 25
Suelo + aditivo polimérico
605 23
Resistencia a la Compresión Simple y Plasticidad
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Polímero ~ 40%
Enzima ~15%
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RESULTADOS
MATERIALÁREA
SUPERFICIAL BET
PROMEDIO (m2/g)
pHPROMEDIO
CONDUCTIVIDAD
PROMEDIO(µS/cm)
Suelo natural 44.21 5.04 215
Suelo + aditivo enzimático
40.17 4.91 207
Suelo + aditivo polimérico
34.53 4.84 203
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Polímero ~ 22%Enzima ~ 9%
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RESULTADOSSuelo natural Suelo + Polímero Suelo + Enzima
Microscopía Electrónica
de Barrido, SEM. X100
Microscopía Electrónica
de Barrido, SEM. X 2.000
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RESULTADOS Espectrometría infrarroja por Transformada de Fourier y Reflectancia Total
Atenuada FTIR/ATR
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• Sistema con aditivo enzimático • Sistema con aditivo polimérico
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CONCLUSIONES
La caracterización fisicoquímica y la evaluación del desempeño mecánico de los suelosaditivados con productos enzimáticos y poliméricos, empleando diversas técnicas analíticas einstrumentales evidenciaron una mejora en las propiedades ingenieriles del suelo estudiado.
Los resultados obtenidos permiten correlacionar las variaciones en las propiedadesfisicoquímicas y texturales con la respuesta mecánica de los sistemas aditivados.
El monitoreo y seguimiento de suelos aditivados por períodos de tiempo más largos, puedeevidenciar interacciones químicas que generen cambios en las propiedades de los suelostratados, al igual que modificaciones en su desempeño mecánico.
Los resultados presentados en este trabajo están asociados a la necesidad de profundizar en elconocimiento de los fenómenos tanto físicos como químicos presentes en los procesos deestabilización química.
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REFERENCIAS • A. Behnood. (2018, 1 de diciembre). Soil and clay stabilization with calcium- and non-calcium-based additives: a state-of-the-art review of
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https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2018.08.002https://doi.org/10.1002/app.12066https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.04.093https://doi.org/10.1080/23311916.2018.1517577https://doi.org/10.3141/1757-06
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AGRADECIMIENTOS
• Los autores agradecen a la Universidad deAntioquia y al grupo de investigación ProcesosFisicoquímicos Aplicados PFA por el apoyo parala realización de este estudio.
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GRACIAS
CONTACTO: [email protected], [email protected]
mailto:[email protected]:[email protected]