Modificación de las propiedades mecánicas de una base granular mediante la incorporación de escoria de acero a través del ensayo CBR. Caso de estudio Mina San Antonio

Abstract

El uso constante de productos químicos que intervienen en el mejoramiento de la metodología constructiva en el campo de ingeniería civil, es uno de los muchos factores que han ocasionado un desequilibrio en el medio ambiente. Es por esta razón que actualmente a nivel mundial se ha hecho presente la necesidad de desarrollar nuevos productos que puedan ser aplicados a la construcción y que al mismo tiempo permitan una integración amigable con el tema ambiental, siendo algunos de estos originarios del proceso de reciclado. La escoria del acero siendo un producto derivado de la fabricación de elementos de acero, podría ser un elemento que incida favorablemente en el ámbito constructivo con visión hacia la rama vial de la ingeniería civil y a su vez someterse al reciclaje, de modo que pueda ser solidario con el medio ambiente. La razón de una posible implementación de la escoria de acero en la construcción vial, además de lo mencionado anteriormente; es que podría influir directamente en el mejoramiento de las propiedades mecánicas de los agregados que forman parte de la estructura de una carretera. Son muchas las fuentes de agregados pétreos que se pueden encontrar en nuestra naturaleza, sin embargo, no todas presentan las condiciones necesarias para ser tomadas en cuenta en la conformación de la estructura vial debido a su bajo desempeño en la resistencia requerida frente a las cargas de tránsito vehicular. En ensayos preliminares se tiene que la base granular de San Antonio no cumple con el ensayo a la abrasión perjudicando así su resistencia bajo cargas vehiculares, por lo que uno de los motivos de la presente disertación es verificar si al añadir escoria de acero se puede mejorar esta deficiencia. Si bien es cierto, frente a este inconveniente se encuentra la alternativa de considerar el uso de productos químicos que aporten con la resistencia faltante, muchas veces este procedimiento podría desembocar en una elevación de los costos al término de la construcción, además de perjudicar al medio ambiente. La importancia de determinar el porcentaje óptimo de escoria de acero y agregados pétreos como una mezcla conjunta frente a solicitaciones de tránsito vehicular recreadas en laboratorio, radica en la posibilidad de poder incorporar al campo vial un producto estabilizante alternativo e innovador, que sea capaz de proveer un desenvolvimiento óptimo de la estructura, tomando en cuenta las desventajas del suelo granular y aportando a sus deficiencias mecánicas; y a su vez beneficiar al sector constructivo vial por el bajo costo relativo que representaría la adquisición de este residuo del acero, ya que el costo de 1 tonelada de escoria se encuentra por debajo de los 10 dólares americanos (NOVACERO, 2018). El poder emprender esta investigación acerca del aprovechamiento de la escoria en la baja resistencia de los agregados, sería posible gracias al aporte de la empresa siderúrgica y la mina San Antonio, entidades que proveerán de la escoria y agregados respectivamente; y a su vez los ensayos serían realizados en las instalaciones del Laboratorio de la Facultad de Ingeniería, Escuela Civil. 1.2. ALCANCE La investigación a desarrollar se encuentra direccionada hacia la determinación de la variabilidad de las propiedades mecánicas de una base granular bajo los efectos de una combinación con escoria de acero en las siguientes partes porcentuales: 5%, 15%, 25%, 35% y 40%. Para poder determinar su variabilidad se realizarán ensayos de laboratorio en las instalaciones de la Facultad de Ingeniería, teniendo como principal ensayo a emplearse el del CBR. Este ensayo permitirá determinar las propiedades mecánicas de la base antes y después de ser sometida a la combinación con escoria de acero, de modo que se pueda determinar la variación en su resistencia y el porcentaje óptimo de escoria que provea las mejores condiciones. Es importante puntualizar el hecho de que ninguno de los ensayos complementarios a utilizar en donde se encuentre involucrada la escoria, serán de índole químico dirigido a determinar posibles beneficios o perdidas de sus características durante el tiempo que pudiera formar parte de la estructura del pavimento (en caso de una futura aplicación de la escoria en obra).