Evaluación preliminar de la respuesta mecánica del material granular marginal (MGM-1) estabilizado con una emulsión asfáltica nano-modificada
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Date
2024-05-20
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
En este artículo se presenta un estudio experimental sobre la respuesta mecánica de materiales granulares marginales (MGM) estabilizados con emulsión asfáltica aniónica nano-modificada – ENM (también llamado Nano Modified Emulsion - NME). En este proceso se examinaron los materiales con tamaño máximo nominal de 4.76 mm y un porcentaje de finos del 18% (con índice de plasticidad del 8% para MGM-1 y 15% para MGM-3). A partir de estos datos, se caracterizó el material mediante el ensayo de relación de soporte de california (CBR) en probetas de 150 mm de diámetro y 130 mm de altura, con valores de CBR del 29 % para el MGM-1 y del 31 % para el MGM-3. Simultáneamente, se realizó una curva de compactación con probetas de 100 mm de diámetro y 150 mm de altura para el MGM-1 Arenas y MGM-3 Arenas basado en el criterio de “locking point”, lo cual permitió determinar una humedad óptima de compactación de 13.7% y 13.6%, con un peso unitario seco de 18.77 kN/m3 y 18.50 kN/m3, respectivamente. Además, se realizó el análisis mineralógico de los MGM mediante la técnica de difracción de rayos X (DRX) para realizar la formulación de la ENM acorde al mineral predominante en la granulometría total y en la fracción fina de los MGM. Al formular la ENM para el MGM-1, se evaluó la respuesta mecánica del material estabilizado con dos surfactantes de diferentes grados de pureza, uno comercial y otro analítico, del cual se evaluó la resistencia de las nanopartículas, y sin ellas, usadas para modificar las emulsiones. Para el MGM-3 no se formuló la ENM debido a su compleja composición mineralógica, puesto que requería de una tecnología más sofisticada que no está en alcance de este proyecto. Por otro lado, la respuesta mecánica del MGM-1 se evaluó mediante ensayos de compresión inconfinada y tracción indirecta, en probetas de 50 mm de diámetro y 100 mm de altura con diferentes porcentajes de ENM, del cual se obtuvo un porcentaje óptimo de emulsión del 1.5% para las emulsiones formuladas con ambos surfactantes, aunque los resultados indicaron que el surfactante de grado comercial tiene una mejor respuesta mecánica. Por último, se realizó un ensayo en el equipo triaxial dinámico con probetas de 150 mm de diámetro y 200 mm de altura fabricadas con la emulsión formulada con el surfactante de grado comercial y con el contenido óptimo de ENM, del cual se obtuvo un módulo resiliente promedio de 66.7 MPa en la mezcla nano-modificada y de 56.3 MPa para la emulsión original.
Description
Keywords
composición mineral, emulsión asfáltica aniónica, grado de surfactante, materiales granulares marginales, nanomateriales, resistencia compresión inconfinada, resistencia tracción indirecta