Evaluación preliminar de la respuesta mecánica del material granular marginal (MGM-1) estabilizado con una emulsión asfáltica nano-modificada

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dc.contributor.advisorLópez Contreras, Yuly Fernanda
dc.contributor.advisorÁlvarez Lugo, Allex Eduardo
dc.contributor.authorVelasquez Mancilla, Paula Andrea
dc.contributor.authorRodríguez Ruiz, Diana Katerin
dc.contributor.evaluatorCastañeda Pinzón, Eduardo Alberto
dc.contributor.evaluatorMerchán Jaimes, Vladimir Ernesto
dc.date.accessioned2024-05-21T16:46:43Z
dc.date.available2024-05-21T16:46:43Z
dc.date.created2024-05-20
dc.date.embargoEnd2029-05-20
dc.date.issued2024-05-20
dc.description.abstractEn 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.
dc.description.abstractenglishThis article presents an experimental study on the mechanical response of marginal granular materials (MGM) stabilized with anionic nano-modified asphaltic emulsion - ENM (also called Nano Modified Emulsion - NME). In this process, materials with a nominal maximum size of 4.76 mm and a percentage of fines of 18% (with a plasticity index of 8% for MGM-1 and 15% for MGM-3) were examined. Based on these data, the material was characterized using the California Bearing Ratio (CBR) test on specimens of 150 mm in diameter and 130 mm in height, with CBR values of 29% for MGM-1 and 31% for MGM-3. Simultaneously, a compaction curve was performed with specimens of 100 mm diameter and 150 mm height for MGM-1 Sands and MGM-3 Sands based on the "locking point" criterion, which allowed determining an optimum compaction moisture of 13.7% and 13.6%, with a dry unit weight of 18.77 kN/m3 and 18.50 kN/m3, respectively. In addition, mineralogical analysis of the MGMs was carried out by X-ray diffraction (XRD) to design the NME according to the predominant minerals in the coarse and fine fractions of the MGMs. When designing the NME for MGM-1, the mechanical response was evaluated for two surfactants with different degrees of purity, one of commercial grade and the other of analytical grade. Thus, the strength provided by the nano-modified particles in the NME was also evaluated. On the other hand, for MGM-3, the NME design was not fabricated due to its complex mineralogical composition since it required a more sophisticated technology that is out of the work scope. On the other hand, the mechanical response of MGM-1 was evaluated by means of unconfined compression and indirect tensile tests in 50 mm diameter and 100 mm height specimens, with different percentages of NME, from which an optimum emulsion percentage of 1.5% was obtained in both surfactant grades, indicating that the commercial grade surfactant has a better mechanical response. Finally, a test was performed in the dynamic triaxial equipment with specimens of 150 mm diameter and 200 mm height for the commercial-grade surfactant with the optimum NME content, from which a mean resilient modulus of 66.7 MPa was obtained in the nano-modified mixture and a resilient modulus of 56.3 MPa for the original emulsion.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Civil
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/42502
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Civil
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenieria Civil
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectcomposición mineral
dc.subjectemulsión asfáltica aniónica
dc.subjectgrado de surfactante
dc.subjectmateriales granulares marginales
dc.subjectnanomateriales
dc.subjectresistencia compresión inconfinada
dc.subjectresistencia tracción indirecta
dc.subject.keywordmineral composition
dc.subject.keywordanionic asphalt emulsion
dc.subject.keywordsurfactant grade
dc.subject.keywordnanomaterials
dc.subject.keywordmarginal granular materials
dc.subject.keywordunconfined compressive strength
dc.subject.keywordindirect tensile strength
dc.titleEvaluación preliminar de la respuesta mecánica del material granular marginal (MGM-1) estabilizado con una emulsión asfáltica nano-modificada
dc.title.englishPreliminary evaluation of the mechanical response of marginal granular materials (MGM-1) stabilized with a nano-modified asphaltic emulsion
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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