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Desarrollo de la microestructura en suelos finos artificialmente cementados

Autores: Oberhollenzer, Simon; Baldermann, Andre; Marte, Roman; Tahir, Djemil Mahamat Moussa; Tschuchnigg, Franz; Dietzel, Martin; Nachtnebel, Manfred

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Desarrollo de la microestructura en suelos finos artificialmente cementados


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Depósitos sedimentarios
Asentamientos
Microestructura
Cementación
Propiedades mecánicas
Mineralización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 17

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los depósitos sedimentarios de grano fino pueden presentar un riesgo aumentado para los asentamientos de edificios debido a sus propiedades de rigidez y resistencia moderadas, así como a los altos niveles de agua subterránea. Sin embargo, algunos edificios, por ejemplo, situados sobre cimientos poco profundos en cuencas alpinas, muestran solo asentamientos relativamente pequeños porque la formación de cemento de carbonato puede crear enlaces de puente entre las partículas de suelo detrítico, lo que lleva a un aumento de la rigidez. Estos enlaces débiles pueden dañarse a través de cargas dinámicas y altas cargas estáticas, causando un debilitamiento de la microestructura del suelo y resultando en grandes asentamientos en varios casos. Sin embargo, los controles ambientales y los procesos mecánicos subyacentes a la formación frente al daño de la microestructura en sedimentos de grano fino, postglaciares, son hasta la fecha poco comprendidos. En el presente estudio, los sedimentos de grano fino son artificialmente cementados por carbonatos de calcio para investigar (i) la influencia de un proceso de cementación suave y sostenible en el comportamiento de tensión-deformación de suelos ricos en silicatos y carbonatos y (ii) las posibilidades y limitaciones del desarrollo artificial de microestructura para la estabilización del suelo. Se utilizan pruebas de oedometría de carga incremental, pruebas de elemento de doblado, difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y mediciones de área de superficie específica (SSA) de Brunauer-Emmett-Teller (BET) para caracterizar el desarrollo de la cementación y para esclarecer las mejoras en las propiedades mecánicas del suelo. Se demuestra que la cementación inducida por mineralización (por un reemplazo del 5-15%) conduce a un aumento de la rigidez (factor ~ 5-7) y de la velocidad de onda de corte (factor ~ 1.1), causado por la formación de cementos nanocristalinos que unen partículas. La mejora de la rigidez del suelo depende del nivel de reemplazo, el tiempo de reacción y la composición mineralógica primaria del suelo.

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