Estabilización del suelo

La cal se puede utilizar para tratar suelos con el fin de mejorar su trabajabilidad y sus características de soporte de carga en una serie de situaciones. La cal viva se utiliza con frecuencia para secar suelos húmedos en obras de construcción y en otros lugares, lo que reduce el tiempo de inactividad y proporciona una superficie de trabajo mejorada. Un uso aún más significativo de la cal es en la modificación y estabilización del suelo debajo de proyectos de construcción de carreteras y similares. La cal puede aumentar sustancialmente la estabilidad, la impermeabilidad y la capacidad de carga de la subrasante. Tanto la cal viva como la cal hidratada pueden utilizarse para este fin. La aplicación de cal a subgrados puede proporcionar propiedades de ingeniería significativamente mejoradas.

Modificación del suelo:

La cal es una excelente opción para la modificación a corto plazo de las propiedades del suelo. La cal puede modificar casi todos los suelos de grano fino, pero la mejora más dramática se produce en suelos arcillosos de plasticidad moderada a alta. La modificación se produce porque los cationes de calcio (KAT-eye-əns) suministrados por la cal hidratada reemplazan a los cationes normalmente presentes en la superficie del mineral de arcilla, promovidos por el ambiente de alto pH del sistema de agua de cal. Por lo tanto, la mineralogía de la superficie de arcilla se altera, produciendo los siguientes beneficios:

• Reducción de la plasticidad;
• Reducción de la capacidad de retención de humedad (secado);
• Reducción del oleaje;
• Estabilidad mejorada; y
• Capacidad para construir una plataforma de trabajo sólida.

Estabilización del suelo:

La estabilización del suelo se produce cuando se agrega cal a un suelo reactivo para generar una ganancia de resistencia a largo plazo a través de una reacción puzolánica. Esta reacción produce hidratos estables de silicato de calcio e hidratos de aluminato de calcio, ya que el calcio de la cal reacciona con los aluminatos y silicatos solubilizados de la arcilla. La reacción puzolánica a término completo puede continuar durante un período de tiempo muy largo, incluso décadas, siempre que haya suficiente cal y el pH se mantenga alto (por encima de 10). Como resultado, el tratamiento con cal puede producir ganancias de fuerza altas y duraderas. La clave para la reactividad puzolánica y la estabilización es un suelo reactivo, un buen protocolo de diseño de mezclas y prácticas de construcción confiables.

Beneficios de la estabilización del suelo

La cal aumenta sustancialmente los valores de módulo resiliente del suelo (en un factor de 10 o más en muchos casos). Además, cuando se agrega cal al suelo, los usuarios ven mejoras sustanciales en la resistencia al corte (por un factor de 20 o más en algunos casos), resistencia continua a lo largo del tiempo, incluso después de períodos de daño ambiental o de carga (curación autógena), y durabilidad a largo plazo durante décadas de servicio incluso en condiciones ambientales severas.

Beneficios económicos a corto y Largo Plazo

A corto plazo, la contribución estructural de las capas estabilizadas con cal en el diseño de pavimentos puede crear alternativas de diseño más rentables. Un proyecto interestatal reciente en Pensilvania, por ejemplo, comenzó con un enfoque de diseño tradicional de 29,3 millones de dólares. Un diseño alternativo con estabilización de cal, consistente con diseños mecanicistas-empíricos de AASHTO, costó solo $21.6 millones, más del 25 por ciento de ahorro. El ahorro provino de tratar el material de subrasante existente con cal, en lugar de eliminar el material y reemplazarlo con material granular; y capas más delgadas de pavimento flexible para la alternativa estabilizada con cal debido a la mayor resistencia de la subbase estabilizada con cal. A largo plazo, la estabilización de cal proporciona beneficios de rendimiento que reducen los costos de mantenimiento. Para ilustrar, la estabilización de una subrasante de arcilla nativa de 8 pulgadas con cal como parte de un proyecto de pavimento asfáltico puede reducir los costos del ciclo de vida de 30 años de $24.49 a 2 22.47 por yarda cuadrada. Además de la estabilización de nuevos materiales, la cal es una excelente opción para la recuperación de bases de carreteras. A medida que más y más entidades gubernamentales opten por recuperar las bases de carreteras existentes en lugar de reemplazarlas, este uso de cal se volverá aún más importante.