Dosificación del conglomerante

Una vez definida la humedad óptima de compactación la dosificación del conglomerante se obtiene por medio de ensayos de resistencia a rotura. Esta fase tiene a su vez varias etapas:

Preparación y curado de las probetas.

Realización de los ensayos de rotura a la edad especificada. Primera determinación del contenido de conglomerante. Comprobación de la sensibilidad de la dosificación. Ajuste final del contenido de conglomerante. 4.3.3.1 Preparación y curado de las probetas

La resistencia a rotura se debe determinar sobre series de probetas (tres como mínimo, y preferiblemente cinco, por cada dotación de cemento elegida) fabricadas y compactadas en laboratorio con el contenido óptimo de agua de compactación y la densidad mínima exigida en obra. Para la fabricación de probetas con una densidad seca previamente establecida se puede utilizar el procedimiento descrito en la norma NLT-310, o bien estimar mediante tanteos la energía (en número de golpes por capa) que se debe aplicar en el ensayo Proctor Modificado para obtener la densidad requerida.

El curado de las probetas se lleva a cabo preferentemente en cámara húmeda o, si no fuera posible, mediante otros procedimientos tales como su introducción en bolsas de plástico selladas, inmersión en arena húmeda o inmersión en agua. Los resultados con los procedimientos citados son muy similares entre sí, aunque no es recomendable utilizar el procedimiento de inmersión en agua con suelocemento. Si se realizan en cámara húmeda se suelen introducir las probetas el primer día con el molde de fabricación, y después de 24 h (o más tarde si no han adquirido resistencia) se retiran del molde prosiguiendo el curado hasta la fecha fijada.

No es necesario refrentar las probetas fabricadas a menos que las caras de éstas sean irregulares o tengan una falta evidente de paralelismo (desviación máxima de 5 grados respecto a la vertical).

4.3.3.2 Realización de los ensayos de resistencia a rotura a la edad especificada

El ensayo de rotura más utilizado en las especificaciones técnicas es el ensayo de compresión simple (norma NLT-305), ya que tras cortos períodos de curado (7 días o incluso inferiores) proporciona resistencias suficientemente elevadas como para caracterizar y comparar los materiales. Por otra parte, se realiza sobre probetas cilíndricas de fácil fabricación.

Los valores de resistencia a compresión exigidos en las especificaciones españolas están referidos a probetas tipo CBR sin disco espaciador (152,4 mm de diámetro interior y 177,8 mm de altura). No obstante, el ensayo de resistencia a compresión se puede realizar en general sobre probetas cilíndricas de cualquier relación altura-diámetro siempre que se apliquen los correspondientes coeficientes correctores (norma NLT-305).

El rango de resistencias mínimas a 7 días en los materiales tratados con cemento se encuentra entre los 2,5 MPa del suelocemento y los más de 20 MPa del hormigón compactado.

En el artículo 513 del PG-3 se especifican valores mínimos y máximos de resistencia a compresión a corto plazo, para limitar la incidencia del fenómeno de retracción. Si se utiliza la técnica de la prefisuración no es necesario imponer un valor máximo.

4.3.3.3 Selección del contenido de cemento

Una vez realizados los ensayos de resistencia a la rotura a la edad especificada, se representan en un gráfico los valores de las resistencias en función del contenido de cemento. Se elegirá un contenido de cemento teniendo en cuenta que:

Debe superar un valor mínimo del 3%, para garantizar un reparto adecuado del cemento en la masa de la mezcla.

Debe permitir cumplir las resistencias mínima y máxima, en su caso, especificadas en los Pliegos, incluso cuando se incorpore el valor de la tolerancia permitida durante el proceso de fabricación del material (±0,3%) y con la densidad de referencia exigida realmente en obra (98% de la máxima PM).

En la Tabla 4.6 se recogen las prescripciones de resistencia mecánica de los materiales tratados con cemento para capas de firme de carreteras

Tabla 4.6 Prescripciones de resistencia de materiales tratados con cemento para su utilización en capas de firmes (D. G. Carreteras del Ministerio de Fomento). RESISTENCIA (MPa) MATERIAL NORMA Mínima Máxima EMPLEO Suelocemento Art. 513 PG-3 RC7d ≥ 2,5 RC7d ≤ 4,5 Calzada y arcenes

RC7d ≥ 4,5 RC7d ≤ 7,0 Calzada

Gravacemento Art. 513 PG-3

RC7d ≥ 4,5 RC7d ≤ 6,0 Arcenes

Hormigón compactado 6.1 y 2 –IC ₍₁₉₈₉₎ RTI28d ≥ 3,3 MPa Bases bajo pavimentos _bituminosos

Notas:

Probetas compactadas con el 98% de la densidad máxima Proctor Modificado.

RC7d – Resistencia a compresión simple a 7 días sobre probetas NLT-310, ensayadas según NLT-305,

calculada como la media aritmética de los resultados obtenidos al menos sobre 3 probetas de la misma amasada

RTI28d – Resistencia a tracción indirecta a 28 días sobre probetas NLT-310, ensayadas según UNE 83306

En el caso de emplearse cementos para usos especiales (ESP VI-1), los valores indicados se disminuirán en un 15%

proporcione una resistencia algo superior a la mínima especificada (entre un 15 y un 20%) para considerar las caídas de resistencia que se pudieran dar en obra a causa de las tolerancias: menor contenido de cemento, mayor humedad de compactación, etc (Fig. 4.5). Este factor corrector se puede ajustar posteriormente a la vista de la sensibilidad del material frente a los cambios en la dosificación. 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 Cemento (%) Resistencia a compresión a 7 días (MPa)

Figura 4.5 Determinación del contenido de cemento para suelocemento (resistencia a compresión a 7 días ≥ 2,5 MPa y ≤ 4,5 MPa). Se ha escogido el porcentaje de cemento que proporcione una resistencia un 20% superior a la mínima especificada (3,0 MPa).

4.3.3.4 Sensibilidad de la dosificación

Una vez fijado el contenido de cemento, se debe analizar la sensibilidad de la resistencia del material frente a pequeñas variaciones en los siguientes parámetros:

La densidad de compactación: Con la dosificación elegida se varía la energía de compactación para obtener probetas compactadas entre el 95% y el 100% de la densidad máxima PM. Posteriormente, se halla su resistencia a rotura y se representa en un gráfico la variación de la resistencia con respecto a la densidad (Fig. 4.6).

1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 95 96 97 98 99 100

Densidad (en % de la máxima Proctor)

Resistencia a compresión

a 7 días (MPa)

Figura 4.6 Variación de la resistencia a compresión con la densidad de compactación para un suelocemento (5,7% de cemento y humedad óptima PM). Se comprueba que con la densidad mínima de obra se alcanza la resistencia mínima especificada.

La humedad de compactación: Se varía la humedad de compactación con respecto a la óptima PM (-1%,+0,5%), fundamentalmente por exceso, ya que las mayores caídas de resistencias se producen en la rama húmeda (Fig. 4.7).

1,5 2 2,5 3 3,5 7,5 8 8,5 9 9,5 10 10,5 Humedad (%) Resistencia a compr e sión a 7 días (MPa) Resistencia mínima Hum. óptima PM

Figura 4.7 Variación de la resistencia a compresión con la humedad de compactación para un suelocemento (5,7% de cemento y densidad PM). Se comprueba que con ligeras variaciones de la humedad (-1%,+0,5%) se sigue superando la resistencia mínima especificada.