Estabilización de Suelos con Cal: Mejora de Propiedades Geotécnicas y Aplicaciones

Estabilización de Suelos con Cal: Fundamentos y Efectos

La estabilización de suelos con cal es una técnica ampliamente utilizada para mejorar las propiedades geotécnicas de diversos tipos de suelos.

Campo de Aplicación del Suelo-Cal

El campo de aplicación del suelo-cal incluye principalmente suelos limo-arcillosos, específicamente los tipos A-4, A-5, A-6 y A-7, donde la cal puede generar mejoras significativas.

Efecto sobre la Granulometría

La acción de la cal se traduce en una aglutinación de las partículas, lo que se manifiesta por un aumento del material retenido sobre el tamiz 200. Esto significa que las partículas muy finas de arcilla son llevadas a un tamaño similar al del limo, modificando la distribución granulométrica del suelo.

Efecto sobre el Límite Líquido y Plástico

En general, se puede afirmar que el límite líquido se ve afectado, pero sin una variación de importancia significativa. El límite plástico, en cambio, siempre aumenta de forma notablemente mayor. Como consecuencia, siempre se produce una reducción en el valor del índice plástico, que se acentúa con el incremento de cal hasta un porcentaje óptimo, a partir del cual las variaciones carecen de importancia.

Influencia sobre la Densidad

Para un mismo esfuerzo de compactación, la densidad del suelo-cal es menor que la correspondiente a la del suelo sin cal. Es decir, la incorporación de cal disminuye la densidad máxima y aumenta la humedad óptima. Este fenómeno es consecuencia directa de la floculación del suelo por la acción de la cal.

Influencia sobre la Resistencia

La adición de cal produce un marcado aumento de la resistencia del suelo, observándose los siguientes puntos clave:

1. Para un mismo porcentaje de cal, la resistencia aumenta con el tiempo de curado.
2. Para igual porcentaje de cal, la resistencia es notablemente mayor si el curado se realiza después de terminada la compactación.
3. Para igual porcentaje, se obtiene mayor resistencia para una mayor densificación inicial (este factor tiene una importancia crítica).
4. Se denomina grado de madurez a la influencia ejercida por la temperatura durante el tiempo de curado. Si la temperatura se aumenta durante el curado, la resistencia aumenta para iguales porcentajes de cal. Este concepto es análogo al grado de madurez del hormigón.
5. La incorporación de cal, incluso en muy pequeñas cantidades, elimina prácticamente el hinchamiento del suelo.

Procesos de Estabilización de Suelos con Cal

Existen dos procesos bien diferenciados en la elaboración de suelo estabilizado con cal, cada uno con sus propias características y efectos:

Proceso 1: Intercambio de Bases y Floculación

Este proceso implica una modificación irreversible del suelo, en la cual cambian sus propiedades fundamentales. La cal reacciona con las arcillas, provocando un intercambio iónico y la floculación de las partículas.

Proceso 2: Acción Puzolánica y Carbonatación

En este segundo proceso, se produce la acción de cementación del material y una ganancia significativa de propiedades de resistencia al corte, debido al aumento de cohesión. La cal reacciona con los silicatos y aluminatos del suelo en presencia de agua, formando compuestos cementantes.