Utilización de cenizas volantes como material de relleno estructural para muros de retención de suelo reforzado con geosintéticos.

Abstract

Este trabajo plantea la propuesta de la utilización de material de ceniza volante como material de relleno estructural para muros de retención de suelo reforzado con geosintéticos como una utilización beneficiosa en la industria de la construcción para este tipo de material en vez de su desecho por las plantas generadoras de electricidad. Se aporta un marco teórico con el objeto de dar una idea general acerca del diseño de muros de suelo reforzado con geosintéticos por medio de un resumen histórico de algunos métodos de diseño utilizados para este tipo de estructuras. Basado en este marco teórico, se propone una metodología de diseño, la cual adopta los modelos de análisis de la National Concrete Masonry Association, 1997. Esta metodología se expone de manera específica proporcionando los conceptos y pasos detallados acerca de la misma. Los materiales geosintéticos son estudiados por separado, por medio de un marco teórico acerca de sus tipos y características, y su incorporación en la metodología de diseño propuesta determinando valores de diseño de su resistencia permisible a la tensión, así como de su interacción con el suelo. El material de ceniza volante se analiza primeramente dentro de un marco teórico, definiendo su clasificación, utilización y propiedades químicas, cementantes, puzolánicas, físicas y mecánicas. Se determinan procedimientos de prueba que puedan evaluar las principales características del material de ceniza volante con el objeto de determinar valores de diseño que puedan ser utilizados en el análisis de muros de suelo reforzado con geosintéticos. Específicamente se identifican dos características que pueden ser generalizadas para el material de ceniza volante y que influyen grandemente en el desempeño estructural de muros de retención de suelo reforzado con geosintéticos. Estas son: su relativo bajo peso volumétrico, y su relativo alto valor de ángulo de fricción interna. Se analizan los efectos debido a estas características en el desempeño estructural según la metodología de diseño. Se analizan también otros factores que se consideran de relevancia en el diseño de muros de retención de suelo reforzado con geosintéticos utilizando material de ceniza volante, los cuales son: Las condiciones de drenaje, las cuales son muy similares a las condiciones utilizando suelos naturales; la resistencia de los materiales geosintéticos embebidos dentro de material de ceniza volante, la cual puede ser afectada por la composición química del material de ceniza volante; el ataque químico de sulfatos al concreto, que podría afectar las unidades segmentales de concreto del muro; la protección contra la erosión debido a la vulnerabilidad del material de ceniza volante a la erosión tanto del viento como del agua; y el comportamiento a largo plazo de la estructura, basado en las características del material. Se aportan recomendaciones constructivas por medio de un análisis de factores de relevancia durante la construcción basado en las características relevantes del material, el cual incluye el análisis de la propiedades de compactación del material de ceniza volante. Se expone un ejemplo de diseño, el cual plantea un problema didáctico resuelto mediante la metodología de diseño propuesta. Se puede concluir que el material de ceniza volante (especialmente el material de ceniza volante no auto-cementante) puede ser considerado como un material adecuado para la construcción de muros de retención de suelo reforzado con geosintéticos, el cual tendrá un alto desempeño estructural, especialmente en aplicaciones con refuerzos geosintéticos de baja resistencia a la tensión, y donde el suelo de cimentación tenga una baja capacidad soporte. xiv