Trabajando con cemento

Como se describiera en párrafos anteriores, una de las principales preocupaciones con los materiales tra- tados con cemento es su inevitable agrietamiento por retracción. Sin embargo, el grado de agrietamiento y la calidad global de las capas estabilizadas dependen en gran parte de los siguientes factores:

4.2.6.1 Diseño de la mezcla

Es de vital importancia que se efectúe un procedimiento de diseño apropiado en base a muestras repre- sentativas del material tratado con cemento (Un ejemplo de tal procedimiento de laboratorio se incluye en el Apéndice 2). Materiales diferentes requieren de diferentes cantidades de cemento para alcanzar los objetivos de resistencia y durabilidad.

4.2.6.2 Calidad del cemento

El cemento tiene una vida de almacenamiento definida y, como regla general, no se debiera usar luego de tres meses a partir de su fecha de fabricación. Determinar la edad del cemento es difícil, en particular cuan- do se importa a granel. Si se tiene cualquier duda de la edad, o de cualquiera de los aspectos de calidad, se debieran obtener muestras para verificar los parámetros de resistencia en laboratorio.

4.2.6.3 Tipo de cemento

Se debiera evitar el cemento de granulometría muy fina con propiedades de endurecimiento veloz.

4.2.6.4 Uniformidad de la aplicación

Existen cuatro formas para la aplicación del cemento. En las primeras tres el cemento se esparce sobre la superficie del camino, y en la cuarta se inyecta en forma de lechada de cemento dentro del comparti- miento de una máquina fresadora donde se mezcla con el agregado mientras se recicla:

– Forma 1: Entrega en bolsas y esparcido a mano. Este método es popular en países en desarrollo en donde la mano de obra es abundante y barata. Se puede alcanzar un nivel de precisión aceptable si la superficie del camino existente está pre-marcada cuidadosamente con un cuadriculado que determina las áreas de cobertura de cada bolsa. Luego, el esparcido es cuidadosamente distribuido con una llana de goma para alcanzar una capa de espesor uniforme.

– Forma 2: Esparcidores a granel. Este es el método de aplicación más utilizado. Se utilizan diferentes sistemas para descargar el cemento en el camino a la tasa de distribución requerida (cintas transpor- tadoras, distribuidor de tornillos, sopladores neumáticos) y cada uno de ellos tiene sus ventajas y de- fectos particulares. Se deben realizar ensayos con bandejas en el piso para verificar la tasa de aplica- ción. Todos los esparcidores a granel tienen sus limitaciones y se debe tener cuidado cuando se intenta colocar el cemento a bajas tasas de aplicación (< 2%).

Cualquier forma de esparcir el cemento seco puede ser afectada por el clima, en particular por la lluvia y el viento. Siendo un polvo fino, el cemento es susceptible a ser levantado por el viento o el paso de camiones. Tales pérdidas afectan la tasa de aplicación. Por otra parte, la lluvia o rocío que cae sobre el cemento esparcido inicia el proceso de hidratación, obligando a mezclar inmediatamente o desecharlo;

– Forma 3: Estabilizadora/recicladora con un aparato de esparcir integrado. La WR 2500 SK es una versión “extendida” de la recicladora estándar con un compartimiento con forma de embudo integrado inmediatamente detrás de la cabina del operador. La cal o cemento es extraída del compartimiento a través de un conducto especial y esparcida uniformemente en el camino, inmediatamente en frente del compartimiento fresador-compactador. Este sistema “libre de polvo” es ideal para aplicaciones me- nores al 2% y hasta un 6%, y soluciona todos los problemas relacionados con el clima (viento o lluvia).

Fig. 4.4 Aplicación cemento a granel con camión

– Forma 4: Inyección de lechada. La WM 1000 está específicamente diseñada para premezclar el cemento con el agua requerida para alcanzar el contenido de humedad óptimo de compactación. La suspensión de lechada debe ser suficientemente líquida como para ser bombeada a la máquina reci- cladora e inyectada en el compartimiento mezclador a través de una barra con aspersores. La relación agua/cemento está usualmente alrededor de 1:1, pero la mayoría de las aplicaciones de reciclado requieren de mayor cantidad de agua que cemento para alcanzar la humedad óptima de compactación.

La inyección de lechada es el medio más preciso para distribuir el cemento a través del material reciclado. Este método de aplicación es recomendado para todas las tasas de aplicación, en especial cuando se especifican tasas altas (> 4%) para reciclado profundo (> 200 mm) o cuando el esparcido a granel se torna inmanejable, debido al volumen de cemento requerido por metro cuadrado. En donde el espesor de la capa de polvo exceda los 25 mm, se debe tener extremo cuidado para mantener la consistencia (en particular donde un camión aljibe sea empujado frente a la recicladora) y para prevenir que la puerta frontal del compartimiento de fresado y mezclado no arrastre al polvo. Estos problemas son eliminados cuando se utiliza una unidad de lechada.

Para tasas bajas de aplicación (1% o menor) que usualmente se especifican cuando se estabiliza con asfalto, también se recomienda inyección de lechada de cemento para asegurar la uniformidad de aplicación en el material reciclado.

4.2.6.5 Uniformidad de mezclado

Se han realizado suficientes ensayos como para probar que las propiedades de mezclado de grandes máquinas recicladoras son similares a mezcladores de planta, suponiendo que la máquina es operada a una velocidad de avance apropiada para el sitio específico (normalmente entre 6 m/min y 12 m/min). Los “Factores de Seguridad” determinados en laboratorio, que son agregados a las tasas de aplicación especificadas de los agentes estabilizadores, pueden ser reducidos (y hasta omitidos) cuando se trabaja con máquinas recicladoras modernas.

4.2.6.6 Adición de agua

El material tratado con cemento debiera ser trabajado lo más seco posible, tanto para minimizar el agrie- tamiento por retracción como para prevenir problemas durante la compactación. Cuando se requiere aña- dir agua, ésta debiera siempre inyectarse en el compartimiento de fresado y mezclado y tal adición debe ser controlada con criterio de ingeniería para asegurar un contenido de humedad que nunca exceda la humedad óptima de compactación del material.

4.2.6.7 Curado

Una vez completado el proceso de mezclado, se debe prevenir, por un período de al menos siete días, que la superficie de la capa estabilizada con cemento se seque. Como se describe en párrafos anterio- res, se desarrollarán grietas de retracción en la superficie si la tasa de secado excede la tasa de ganan- cia de resistencia. El secado prematuro se puede prevenir regando frecuentemente la superficie con agua desde un camión aljibe provisto de una barra con aspersores de ancho completo. Alternativamente, se puede utilizar un sello temporal como membrana de curado si se espera que la capa sea transitada. Sin embargo, como regla, los materiales tratados con cemento debieran ser cubiertos lo antes posible para minimizar los efectos perjudiciales de la carbonatación.

4.2.6.8 Temperatura

Cuando las temperaturas ambiente son mayores que 25 ºC, secciones cortas de camino debieran ser tratadas y terminadas lo antes posible para prevenir que se compacte contra un desarrollo temprano de resistencia.

La calidad de la capa completada es muchas veces juzgada por la resistencia (UCS, ITS) de los especi- menes fabricados a partir de muestras de material tomado detrás de la recicladora. Cuando se hace esto, es importante monitorear regularmente el lapso de tiempo entre el muestreo en terreno y la com- pactación de los especímenes en el laboratorio. Estos ensayos deben simular condiciones de terreno. Cualquier demora significativa puede resultar en resistencias pobres debido a la hidratación del cemento y su aumento de la resistencia, que es posteriormente destruida en el proceso de compactación.

4.2.7

Tránsito temprano

Fuera de las horas normales de trabajo, el camino puede ser abierto al tránsito. En muchas ocasiones se expresan preocupaciones acerca del tránsito prematuro en la capa estabilizada con cemento. Tales pre- ocupaciones son ciertamente justificadas en los lugares en donde se pueden esperar altas cargas por eje (ver Sección 4.2.4) y donde no se siguen los procedimientos de curado requeridos. Dejar que la superfi- cie se seque puede causar desgaste superficial y una pérdida de resistencia en la porción superior de la capa, causando finalmente la formación de baches. Por lo tanto, la superficie debiera mantenerse cons- tantemente húmeda a través de un riego liviano frecuente.