Evaluación preliminar de la respuesta mecánica de un material granular marginal (MGM-1) estabilizado con cemento álcali-activado

Abstract

Este proyecto de investigación busca estudiar de forma preliminar la respuesta mecánica de un material granular marginal (MGM) estabilizado con cemento álcali-activado, compuesto de un precursor (escoria de alto horno) activado alcalinamente, y contrastarlo con un MGM estabilizado con cemento Portland ordinario. Se emplearon dos tipos de escoria: “Escoria 1” y “Escoria 2”. El material granular de estudio, MGM-1, contiene un porcentaje de finos del 18%, con índice de plasticidad de 8%, y partículas de tamaño inferiores al tamiz No. 4 (4.75 mm), descartando gravas. Se utilizaron contenidos de cementante del 3%, 5% y 7% en peso. Para el MGM estabilizado con cemento álcali-activado empleando la “Escoria 2” y cemento Portland, se evaluaron dos tiempos de curado (7 y 28 días), empleando réplicas para cada porcentaje de cementante y tiempo de curado. Para el MGM estabilizado con cemento álcali-activado con “Escoria 1”, se analizaron tiempos de curado de 7 y 28 días, sin réplicas. Se realizaron ensayos de resistencia a la compresión inconfinada (UCS), resistencia a la tracción indirecta (ITS), y módulo resiliente (MR) en el equipo triaxial dinámico. A partir del análisis de resultados, se observó que el cemento Portland es un agente estabilizante más efectivo en comparación al cemento álcali-activado, mostrando mejor respuesta mecánica. Adicionalmente, la “Escoria 1” presenta un mejor desempeño que la “Escoria 2” para ambos periodos de curado. A su vez, el tiempo de curado influye significativamente en la resistencia mecánica del material con ambos estabilizantes, observando un incremento del 145.7% con 7% de cemento álcali-activado usando "Escoria 2". Acorde a lo anterior, a mayor porcentaje de cementante, mayor será la resistencia; sin embargo, no se estableció un porcentaje óptimo para los ligantes, debido a la tendencia de crecimiento, lo que implica que, a mayor porcentaje, mayor será el costo de producción, en especial para el cemento álcali-activado, debido al costo de los reactivos químicos. Finalmente, se establece que, en esta etapa de desarrollo, el cemento Portland es más práctico como estabilizante, ya que el cemento álcali-activado requiere un manejo más técnico y prolongado debido a la activación de los reactivos químicos, consecuencia de los tiempos necesarios para su disolución a temperaturas adecuadas.