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Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 1
Suelo cemento
1 Introduccin
2 Materiales
3 Diseo de mezclas
4 Diseo de espesores
5 Construccin
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 2
Dosificacin de mezclas
Control de calidadFactores fundamentales
Contenido de cemento Humedad Densidad
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Dosificacin de mezclas
Control de calidadHumedad vs densidad
Control de campoMojado/secado y
congelamiento/descongelamientoContenido de cemento
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Dosificacin de mezclas
Control de calidadHumedad vs densidadMojado y secadoCongelamiento y descongelamiento
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Dosificacin de mezclas
Muestra de suelo despus de haber sido secada al aire
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Dosificacin de mezclas
Se tamiza el material grueso granularSe separa en
tres tamaos > 19 mm 4,75 a 19 mm < 4,75 mm
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Dosificacin de mezclas
Se reemplaza el material mayor de 19 mm por una cantidad igual que pase el tamiz 19 mm y quede retenido en el tamiz 4,75 mm
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Dosificacin de mezclas
Cada fraccin se seca y se pesa
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Dosificacin de mezclas
Con el hidrmetro se determina el contenido de limos y arcillas
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Dosificacin de mezclas
Las partculas de arcilla estan en suspencin ms de una hora
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Dosificacin de mezclas
3-4-5-74-6-85-7-97-9-11
8-10-128-10-12
10-12-1411-13-15
5679
10101213
3-55-85-97-117-128-139-15
10-16
A 1- aA 1-bA 2A 3A 4A 5A 6A7
Cemento cemento para el ensayo de
hum/sec y de con/desc
Contenido probable para el ensayo de
densidad
Rango de contenido de cemento en peso (%)
Clasificacin AASHTO
Cemento requerido en funcin de la clasificacin AASHTO
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Dosificacin de mezclas
Contenido de humedad %
Den
sida
d
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Dosificacin de mezclas
Se pesan las diferentes porciones necesarias para realizar el ensayo considerando el material que pasa la malla No. 4
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Dosificacin de mezclas
Se agrega el material grueso en condiciones saturadas superficialmente secas
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Dosificacin de mezclas
Se preparan el molde y el martillo
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Dosificacin de mezclas
Se compacta en tres capas
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Dosificacin de mezclas
Se enrasa el molde
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Dosificacin de mezclas
Se pesa el molde con la muestraSe lleva un
registro
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Dosificacin de mezclas
Se saca la muestra del molde, se parte con un cuchillo y se toma una muestra para medir humedad
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Dosificacin de mezclas
Contenido de humedad %
Den
sida
d
Se completa la curva humedad vs densidad
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Dosificacin de mezclas
Humedad vs densidadMojado y secadoCongelamiento y descongelamiento
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Dosificacin de mezclas
Generalmente se toman tres cilindros con diferentes contenidos de cemento para el ensayo por mojado y secado
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Dosificacin de mezclas
Las cantidadades para cada especimen se pesan, mezclan y compactan con la densidad mxima y la humedad ptima
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Dosificacin de mezclas
Cuando la mezcla contiene material grueso, el cuchillo se utiliza para obtener una buena distribucin en los bordes del molde
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Dosificacin de mezclas
Cada capa se escarifica para obtener una buena ligazn entre capas
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Dosificacin de mezclas
Se extrae el cilindro
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Dosificacin de mezclas
Los cilindros se llevan a un cuarto hmedo por siete das para obtener la hidratacin adecuada
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Dosificacin de mezclas
Despus de siete das, los tres cilindros para el ensayo por mojado y secado se sacan de la cmara hmedaSe sumergen en
agua 5 horas
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Dosificacin de mezclas
Se llevan al horno a 71 oC por 42 horasSe retiran del
horno
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Dosificacin de mezclas
Se cepillan por todos los lados para retirar el material sueltoSe repite 12
veces
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Dosificacin de mezclas
Algunas veces, compruebe que la fuerza que se realiza al cepillar sea de 1.360 g aproximadamente
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Dosificacin de mezclas
Los cilindros para el ensayo de congelado y descongelado se retiran del cuarto hmedo
Y se llevan al congelador a una temperatura de 23 oC por 24 horas
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Dosificacin de mezclas
Se retiran del congeladorY se dejan a
temperatura ambiente por 23 horas
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Dosificacin de mezclas
Durante este perodo los cilindros adquieren humedad higroscpica
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Dosificacin de mezclas
Se cepillan por todos los lados para retirar el material Se meten en el
congelador en forma invertida para repetir el ciclo 12 veces
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Dosificacin de mezclas
Despus de 12 ciclosLos cilindros se
secan a una temperatura constante de 110 oC por 24 horas
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Dosificacin de mezclas
Se pesan
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Dosificacin de mezclas
Y se determina la prdida de peso
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Dosificacin de mezclas
14107
A 1, A 2-4, A 2-5 y A 3A 2-6, A 2-7, A 4 y A 5A 6, A 7
Prdida Mxima (%)
Clasificacin AASHTO
Prdida admisible en el ensayo de durabilidad por mojado y secado
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Dosificacin de mezclas
Contenido de cemento
Pr
dida
de
mat
eria
l (%
)
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Dosificacin de mezclas
9 a 1510 a 16
A 6A 7
Arcilla
7 a 128 a 13
A 4A 5
Limo
5 a 97 a 11
A 2A 3
Arena
3 a 55 a 8
A 1-aA 1-b
Grava
Contenido probable de cemento
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Dosificacin de mezclas
Contenido probable de cemento para otros materiales Caliche 7 Cenizas 8 Polvo de caliza 5 Greda 11 Esquistos 7 Escoria 7
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Dosificacin de mezclas
Mtodo simplificadoDeterminar: Granulometra y peso
especficoEnsayo de compactacinCon la ayuda de bacos seleccin de
contenido de cemento para ensayo de compresinEnsayo de compresin para verificacin
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Dosificacin de mezclas
Aplicable nicamente a suelos que: Limo + arcilla < 50% Arcilla < 20% Retenido No 4 < 45%
Mtodo simplificado
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Dosificacin de mezclas
El mtodo simplificado no se aplica a materiales tales como cenizas
Si todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Anlisis granulomtrico
Si todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Ensayo de compactacin
Si todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Cascajo fino ms arena (%)
20 %
30 %
40 %
Den
sida
d ap
aren
te
ma
xim
a es
tim
ada
Si todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Limo ms arcilla (%)
6%
7%
8%
Den
sida
d ap
aren
tem
xim
a (k
g/m
3 )Si todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Ensayo de compresin simple despus de siete das de curadoSe realiza en
tres cilindros hmedos y refrentados
Si todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Limo ms arcilla (%)
Res
iste
ncia
mn
ima
a 7
das
(kg/
cm2 )
Si todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
2 100
2 050
Limo ms arcilla (%)
Densidad aparente mxima estimada (kg/m3)
Cas
cajo
fino
y g
rues
o (%
)Si no todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Contenido de cemento (%)
Limo ms arcilla (%)
Cas
cajo
gru
eso
(%)
Densidad
aparente mxima
(kg/m3)
Si no todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Ensayo de compresin simple despus de siete das de curadoSe realiza en
tres cilindros hmedos y refrentados
Si no todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Dosificacin de mezclas
Cas
cajo
Gru
eso
(%)
Lim
o m
s a
rcill
a (%
)
Resistenciamnima a 7 das
Si no todo el suelo pasa el tamiz # 4
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Contenido de cemento (%)0
60
40
20
5 10
100
80
Rel
aci
n a
la c
ompr
esi
n si
mpl
e kg
/cm
2Grava arcillosa
Arcilla limosa
Arcilla arenosaArena uniforme
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 57
28,0
31,5
24,5
21,0
17,5
3,5
7,0
14,0
10,5
0,40 0,500,10 0,20 0,30
3% de cemento en pesoPromedio
% del material que pasa el tamiz 200% del material que pasa el tamiz 30
Res
iste
ncia
a la
co
mpr
esi
n si
mpl
e kg
/cm
2
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 58
7,0
3,5
14,0
17,5
21,0
24,5
28,0
31,5
10,5
3% de cemento, en pesoy suelos arenosos
1760 1920 2000 2080 21601840Peso volumtrico seco, kg/cm3
Res
iste
ncia
a la
com
pres
in
kg/c
m2
Promedio
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 59Peso volumtrico kg/m3
Log
de
la r
esis
tenc
ia a
co
mpr
esi
n si
mpl
e kg
/cm
2
10 % de cemento en pesoy suelo arcilloso
3
2
11400 1600 18001000 1200
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 60
10 200 30 40 50 60
49
42
28
35
10
21
7
0
Mezclas con 4 % de cementoy suelos gruesos granulares con Adicin de arcilla
Porcentaje de bolas de arcilla aadidas
Res
iste
ncia
a la
com
pres
in
sim
ple,
kg/c
m2
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 61
Material grueso bien gradado con 3,5% de cemento en peso
56
42
35
28
49
0,5 1,0 1,5 2,00Tiempo de retraso antes de la compactacin, horas
Granito meteorizado con 3 % de cemento en pesoR
esis
tenc
ia a
com
pres
in
a lo
s 7
das
kg/
cm2
Dosificacin de mezclas
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Tiempo de curado, das
10 % de cemento en peso
3 % de cemento en peso
Grueso granular biengradado (grava-arena)
3 % de cemento en peso
10 % de cemento en peso
Material arenoso
Res
iste
ncia
a la
com
pres
in
sim
ple
kg/c
m2
4 8 12 16 200 24 28
175
70
140
35
105
0
Dosificacin de mezclas
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GravaLimo, arcilla y arenaGranito meteorizado
Material volcnico
ArenaArcilla limosa
6 10 14 18 22 26 30
77
70
63
56
49
42
35
28
84
Tiempo de curado en das
Res
ists
enci
a a
la
com
pres
in
sim
ple
kg/c
m2
5 % de cemento en peso
Dosificacin de mezclas
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Tiempo de curado en das
Granito meteorizadoGrava
Limo, arcilla y arenaMaterial volcnico
Arena
6 10 14 18 22 26 30
70
63
56
49
63
35
28
Res
ists
enci
a a
la
com
pres
in
sim
ple
kg/c
m2
21
4 % de cemento en peso
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 65
Tiempo de curado en das
GravaLimo, arcilla y arena
Granito meteorizado
Material volcnico
Arena
6 10 14 18 22 26 30
56
49
42
35
28
Res
ists
enci
a a
la c
ompr
esi
n si
mpl
e kg
/cm
2
24
14
3 % de cemento en peso
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 66
0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 282
77
84
70
63
56
49
42
35
Suelo fino, con 4% de cemento en peso
Tiempo de curado en das
Res
iste
ncia
a la
com
pres
in
sim
ple
kg/c
m2
Curado a 100 C
Curado a 75 C
Curado a 50 C
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 67
0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 282
77
84
70
63
56
49
42
91Suelo grueso granular bien gradado con 4% de cemento en peso
Tiempo de curado en das
Res
iste
ncia
a la
co
mpr
esi
n si
mpl
e kg
/cm
2
Curado a 100 C
Curado a 75 C
Curado a 50 C
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 68
Compactado y ensayado con el contenido de humedad ptimo
Compactado con el contenido de humedad ptimo sumergido antes de ser probado
2
4
6
0 1 2 43 5
8
0
Res
iste
ncia
a la
co
mpr
esi
n si
mpl
e kg
/cm
2
Contenido de cemento, %
Dosificacin de mezclas
Instituto Colombiano de Productores de Cemento CPSC-M3 / 69
Dosificacin de mezclas
Resistencia a la compresin simple kg/cm2
Res
iste
ncia
a la
trac
cin
si
mpl
e kg
/cm
23,5
2,8
2,1
1,4
0,7
00 7,53,5 10,5 14,0 17,5
Contenido de agua de las mezclas: 14%
1 % de cemento3 % de cemento6 % de cemento12 % de cemento
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