Estabilización geopolimérica de subrasante loéssica (Córdoba, Argentina)
DOI:
https://doi.org/10.14195/2184-8394_166_4Palavras-chave:
geopolímero, limo-loéssico, silicato de sodioResumo
La estabilización de caminos de tierra ha adquirido importancia. Son relativamente nuevos los estudios con metodologías físico-químicas no convencionales en suelos problemáticos, incorporando geopolímeros en el proceso de compactación. En este trabajo, se presenta una síntesis de la línea investigativa en geotecnia vial de la Universidad Católica de Córdoba, Argentina. Se aborda la estabilización de suelos limo-loéssicos (A-4) mezclados con metasilicato de sodio en estado sólido e hidróxido de calcio, conformando así un geopolímero. Se caracterizan suelos erodables y colapsables regionales, se establece la dosificación óptima con el geopolímero, y su respuesta en tramo piloto de camino, monitoreando el comportamiento geotécnico-vial de la macro y microestructura de una subrasante solicitada a inclemencias climáticas y tránsito. Se comprueba la efectiva estabilización diseñada y se compara con otros paquetes estructurales viales de igual número estructural equivalente, evaluando las ventajas de su utilización.
Downloads
Referências
Abdila, S. R.; Abdullah, M. M. A. B.; Ahmad, R.; Burduhos Nergis, D. D.; Rahim, S. Z. A.; Omar, M. F.; Sandu, A. V.; Vizureanu, P.; Syafwandi. (2022). Potential of soil stabilization using ground granulated blast furnace slag (GGBFS) and fly ash via geopolymerization method: A review. Materials, 15 (1), 375. https://doi.org/10.3390/ma15010375
Alonso, E. E.; Gens, A.; Hight, D. W. (1987). Special problem soils. General report. Proceedings of the 9th ECSMFE, 3, pp. 1087-1146.
Argüello, G. L.; Dohrmann, R.; Sanabria, J. A.; Zahn, E. (2010). Genetic implications of a retransported loess profile near Córdoba, Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 29(3), 642-649. https://doi.org/10.1016/j.jsames.2009.12.003
ASTM C 136 (2001). Standard test method for sieve analysis of fine and coarse aggregates. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 422 (2007). Standard test method for particle-size analysis. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 559 (2015). Standard test methods for wetting and drying compacted soil-cement mixtures. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 698 (2012). Standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using standard effort. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 1067 (2016). Standard test methods for acidity or alkalinity of water. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 1557 (2012). Standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using modified effort. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 1633 (2017). Standard test methods for compressive strength of molded soil-cement cylinders. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 1883 (2014). Standard test method for California Bearing Ratio (CBR) of laboratory-compacted soils. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 1889 (2000). Standard test method for turbidity of water. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 2166 (2016). Standard test method for unconfined compressive strength of cohesive soil. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 2435 (2011). Standard test methods for one-dimensional consolidation properties of soils using incremental loading. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 3282 (2015). Standard practice for classification of soils and soil-aggregate mixtures for highway construction purposes. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 4318 (2017). Standard test methods for liquid limit, plastic limit, and plasticity index of soils. ASTM International, West Conshohocken, PA.
ASTM D 4647 (2020). Standard test methods for identification and classification of dispersive clay soils by the pinhole test. ASTM International, West Conshohocken.
ASTM D 6276 (2019). Standard test method for using pH to estimate the soil-lime proportion requirement for soil stabilization. ASTM International, West Conshohocken, PA.
Bonifaz Moreno, J. A.; Gamarra Sosa, R. E. (2022). Comparación del silicato de sodio y cemento para la estabilización de la subrasante en la avenida los profesionales, ventanilla 2022 [Universidad César Vallejo]. https://repositorio.ucv.edu.pe/handle/20.500.12692/109205
Chen, M.; Wu, D.; Chen, K.; Cheng, P.; Tang, Y. (2024). The influence of fly ash-based geopolymer on the mechanical properties of OPC-solidified soil. Construction and Building Materials, 432, 136591. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.136591
Comisión de Caminos Rurales (2018). Manual de caminos rurales. Asociación Argentina de Carreteras. https://www.aacarreteras.org.ar/pdfs/documentos-tecnicos/MANUAL-CAMINOS-RURALESe-book.pdf
Cruz, M. P. (2020). Caracterización de nódulos en los loess de Córdoba: Algunas consideraciones geotécnicas. https://doi.org/10.13140/RG.2.2.21089.74087
Cruz, M. P.; Martin-Schmädke, I. F.; Arnaudo, C. E.; De Juan, M.; Rossi. A. I. (2018). Durabilidad de subrasantes loéssicas estabilizadas con silicato de sodio sólido y cal hidratada. Memorias del XXIV CAMSIG-Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica. XXIV CAMSIG, Salta.
Cruz, M. P.; Martin-Schmädke, I. F.; Arnaudo, C. E.; Serrano, C.; Moretto, S.; Fernández Bowles, M. S.; Rossi Piccolo, A. I. (2020). Estabilización de caminos rurales cordobeses. Del laboratorio al campo. Memorias del XXV CAMSIG. Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica, Posadas.
Cruz, M. P.; Martin-Schmädke, I. F.; Arnaudo, C. E.; Vigilante, N. (2015). Estabilización de subrasante loéssica con silicato de sodio líquido. Proceedings of the 15th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. 15th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Buenos Aires. http://ebooks.iospress.nl/publication/41500
Cruz, M. P.; Martin-Schmädke, I. F.; Locati, F. (2023). Micro y macroestructura de un geopolímero para estabilización vial: Sílice más calcio. Memorias del XXVI CAMSIG. Congreso Argentino de Mecánica de Suelos e Ingeniería Geotécnica, Comodoro Rivadavia.
Disu, A. A.; Kolay, P. K. (2021). A critical appraisal of soil stabilization using geopolymers: The past, present and future. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, 7 (2), 23. https://doi.org/10.1007/s40891-021-00267-w
Gaitán, J. J.; Navarro, M. F.; Tenti Vuegen, L. M.; Pizarro, M. J.; Carfagno, P. (2017). Estimación de la pérdida de suelo por erosión hídrica en la República Argentina (1ra ed.). INTA. http://hdl.handle.net/20.500.12123/1981
Galindo Torres, J.; Avellaneda Moreno, E. (2016). Análisis técnico del uso de silicato de sodio para estabilización química de suelos. Universidad Francisco José de Caldas.
Hurley, C. H.; Thornburn, T. H. (1971). Sodium silicate stabilization of soils. A review of the literature. University of Illinois.
INTA; MAGyRR (1992). Carta de suelos de la República Argentina: Hoja 3163-27, Arroyito. INTA. http://suelos.cba.gov.ar/ARROYITO/index.html
Jalal, F. E.; Xu, Y.; Jamhiri, B.; Memon, S. A. (2020). On the recent trends in expansive soil stabilization using calcium‐based stabilizer materials (CSMs): A comprehensive review. Advances in Materials Science and Engineering, 2020 (1). https://doi.org/10.1155/2020/1510969
Jiang, M.; Li, T.; Thornton, C.; Hu, H. (2017). Wetting-induced collapse behavior of unsaturated and structural loess under biaxial tests using distinct element method. International Journal of Geomechanics, 17 (1), 06016010. https://doi.org/10.1061/(ASCE)GM.1943-5622.0000693
Kamiloğlu, H. A.; Kurucu, K.; Akbaş, D. (2024). Investigating the effect of polypropylene fiber on mechanical features of a geopolymer-stabilized silty soil. KSCE Journal of Civil Engineering, 28 (2), pp. 628-643. https://doi.org/10.1007/s12205-023-0488-z
Li, P.; Vanapalli, S.; Li, T. (2016). Review of collapse triggering mechanism of collapsible soils due to wetting. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 8 (2), pp. 256-274. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2015.12.002
Liu, P.; Dai, F.; Huang, Z.; Wu, J. (2024). The difference in shear behavior and strength between loess and paleosol and their prediction of unsaturated strength. Applied Sciences, 14 (8), 3301. https://doi.org/10.3390/app14083301
Moloisane, R. J.; Visser, A. T. (2014). Evaluation of the strength behavior of unpaved road material treated with electrochemical-based non-traditional soil stabilization additives. Journal of the South African Institution of Civil Engineering, 56 (1), pp. 28-39. http://www.scielo.org.za/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1021-20192014000100004&lng=en&tlng=en
Moore, D. M.; Reynolds, R. C. (1997). Diffraction and the identification and analysis of clay minerals. Geological Magazine, 135 (6), pp. 819-842. https://doi.org/10.1017/s0016756898501501
Moretto, S. (2006). Estabilización de suelos loéssicos colapsibles mediante inyecciones a base de silicato de sodio. Universidad Católica de Córdoba.
National Lime Association (2006). Technical brief: Mixture design and testing procedures for lime stabilized soil. National Lime Association.
Rahman, M. M.; Gassman, S. L.; Islam, K. M. (2023). Effect of moisture content on subgrade soils Resilient modulus for predicting pavement rutting. Geosciences, 13 (4), 103. https://doi.org/10.3390/geosciences13040103
Raj, R.; Yadav, B.; Yadav, J. S.; Kumar, S. (2025). Advancement in soil stabilisation process by utilising fly ash-red mud geopolymer: A comprehensive review. Discover Materials, 5 (1), 216. https://doi.org/10.1007/s43939-025-00392-7
Ramos-Scharrón, C. E. (2018). Land disturbance effects of roads in runoff and sediment production on dry-tropical settings. Geoderma, 310, pp. 107-119. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.08.035
Rico Rodríguez, A.; del Castillo, H (2011). La ingeniería de suelos en las vías terrestres: Carreteras, ferrocarriles y aeropistas (1a ed.). Limusa.
Riquetti, N. B.; Mello, C. R.; Leandro, D.; Guzman, J. A.; Beskow, S. (2022). Assessment of the soil-erosion-sediment for sustainable development of South America. Journal of Environmental Management, 321, 115933. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2022.115933
Rocca, R. J.; Redolfi, E. R.; Terzariol, R. E. (2006). Características geotécnicas de los loess de Argentina. Rev. Int. de Desastres Naturales, Accidentes e Infraestructura Civil, 6 (2). https://www.scipedia.com/public/Rocca_et_al__2006a
Sanabria, J. A.; Argüello, G. I.; Dasso, C. M. (2004). Erosión hídrica en el centro de la provincia de Córdoba. Caracterización general. Sinergia 2004. Primer Congreso de Geotecnia, Presas y Geología, Córdoba.
Sayago, J. M. (1981). Rasgos geomorfológicos del territorio argentino. Unidades morfoestructurales. En Atlas Total de la República Argentina (pp. 284-285). Centro Editor de América Latina.
Simón, C.; Pagés, F. (2017). Aplicación en estacionamientos de la Facultad de Ciencias Químicas en el Campus de U.C.C. Universidad Católica de Córdoba.
Wang, J.; Liu, W.; Lin, G. (2025). Saturation effects on the undrained shear behavior of loess: Application to static liquefaction. Natural Hazards, 121 (10), pp. 11401-11422. https://doi.org/10.1007/s11069-025-07236-w
Wu, D.; Zhang, Z.; Chen, K.; Xia, L. (2022). Experimental investigation and mechanism of fly ash/slag-based geopolymer-stabilized soft soil. Applied Sciences, 12 (15), 7438. https://doi.org/10.3390/app12157438
Xie, W.; Li, P.; Zhang, M.; Cheng, T.; Wang, Y. (2018). Collapse behavior and microstructural evolution of loess soils from the Loess Plateau of China. Journal of Mountain Science, 15(8), pp. 1642-1657. https://doi.org/10.1007/s11629-018-5006-2
Yang, Y.; Yu, S.; Hu, A.; Cao, Y.; Bai, Y. (2025). Mechanical properties and damage model of alkali activated polymer solidified soil containing coal gangue powder. Scientific Reports, 15 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-025-03525-3
Yang, Y.; Yu, S.; Ma, X.; Hu, A.; Li, P. (2024). Investigation of engineering properties and solidification mechanism of loess by sodium silicate alkali‐activated coal gangue powder. Advances in Civil Engineering, 2024 (1). https://doi.org/10.1155/2024/7718335
Zur, A.; Wiseman, G. (1973). A study of collapse phenomena of an undisturbed loess. 8th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 2.2, pp. 265-268.
Downloads
Publicado
Edição
Secção
Licença
Direitos de Autor (c) 2026 Italo Federico Martin Schmädke, María Pía Cruz, Francisco Locati
Este trabalho encontra-se publicado com a Licença Internacional Creative Commons Atribuição 4.0.
