Propiedades Técnicas de los Suelos

Propiedades Físicas

  • Peso unitario: Peso específico y peso unitario seco (ds).
  • Granulometría.

Propiedades Mecánicas

  • Fricción interna.
  • Cohesión.
  • Módulo de elasticidad.
  • Resistencia a la compresión.
  • Resistencia al corte.

Propiedades Hidrostáticas e Hidrodinámicas

  • Contenido de agua.
  • Plasticidad.
  • Capilaridad.
  • Permeabilidad.

Definiciones Técnicas

Peso unitario (ds): O aparente, es la relación del peso del suelo respecto de la unidad de volumen aparente del suelo. Se expresa como: ds = (Va + Vv) = Vap.

Resistencia a la compresión (Rc): Relación que existe entre una fuerza de compresión y una determinada área afectada por dicha fuerza. Rc = Fc / A.

Contenido de agua: El suelo está compuesto por tres fases: sólidas, líquidas y gaseosas. El agua en los suelos puede estar libre (reposo o movimiento) o retenida.

Módulo de elasticidad: Resistencia al esfuerzo de compresión y de corte. En un ensayo, se toma la probeta de suelo sometida a una fuerza de compresión, lo que produce un acortamiento y deformación de la probeta; de esta manera definimos la deformación.

Clasificación de Suelos y Aplicaciones

Tipos de suelo: Cascajo, grava (gruesa y fina), arena (gruesa y fina), limo, loess y arcilla.

  • Construcción de viviendas: Se utiliza suelo de grava o cascajo, ya que no retiene la humedad y presenta un gran valor de soporte. La grava tiene gran resistencia a la compresión y se utiliza generalmente para caminos.
  • Diques, ríos y represas: Se utiliza suelo arcilloso o limo loess. Son permeables, no recomendados para construcciones y carecen de resistencia cuando están secos.

Labores Mineras y Fortificación

  • Subterráneas: Horizontales (galerías, cortavetas, recortes, socavón), inclinadas (chiflón, chimenea cercana a los 45°, plano inclinado) y verticales (pique, chimenea, ore pass o conducto de extracción).
  • Necesidad de fortificación: Se utilizan cuando las labores atraviesan terrenos desmoronables debido a las características de las rocas y su fracturamiento.
  • Parámetros de clasificación de rocas: Índice de calidad de roca (RQD), grado de alteración, resistencia a la compresión uniaxial, espaciamiento, rumbo, inclinación, abertura, continuidad de discontinuidades e influencia del agua.

Dosificación y Tecnología del Hormigón

Dosificación: Cálculo de las cantidades necesarias de cemento, agua, arena y piedra, dependiendo del tipo de obra y la cantidad de cemento por m³.

  • Hormigones armados (losas, vigas, zapatas, columnas): Se requiere 350 kg/m³ (aprox. 7 bolsas de cemento).
  • Hormigones ciclópeos (cimentaciones, lechos marinos o de río): Se requiere 250 kg/m³ (aprox. 5 bolsas de cemento).

El peso de 1 m³ de hormigón es aproximadamente 2400 kg.

Conceptos Clave

  • Hormigón: Material compuesto empleado en construcción, formado por un aglomerante (cemento), agregados (áridos, grava, arena), agua y aditivos específicos.
  • Estado endurecido: Tras el estado fresco, el hormigón pierde humedad y adquiere dureza, transformándose de material plástico a sólido. Su calidad depende de la resistencia mecánica, durabilidad y factores mecánicos, físicos, químicos y biológicos.
  • Estado fresco: El hormigón debe poder ser transportado, manipulado y colocado sin segregar. Cumple la función de trabajabilidad, lo cual influye en la calidad del hormigón endurecido.

Ensayos de Laboratorio

Aparato de Vicat: Utilizado para determinar el principio y fin del fraguado sobre pasta de consistencia normal. Se fija el vástago y la sonda de Tetmajer (varilla cilíndrica de 1 cm de sección) sobre el anillo troncocónico para realizar lecturas en la escala graduada.

Fraguado: Comienza cuando la aguja de Vicat se detiene a 0,5 mm del fondo del molde y termina cuando no deja vestigio apreciable. El inicio no debe ser antes de los 45 minutos y el fin no debe superar las 10 horas.

Ensayo de consistencia (Slump): El llenado se realiza en 3 capas con 25 golpes cada una usando una varilla de 60 cm. Se mide el descenso de la mezcla en centímetros tras retirar el molde.