Stress-strain and penetration characteristics of clay modified with crumb rubber

Tensión-deformación y penetración características de la arcilla modificada con caucho de miga

La eliminación de desechos se ha convertido en un problema serio en todo el mundo, dado que la cantidad de subproductos generados por las refinerías o las industrias de fundición es enorme y representa una amenaza para el medioambiente si no se elimina de manera eficiente. El desarrollo de carreteras propicia un gran uso de vehículos y la producción de grandes cantidades de desechos de caucho, es decir, de neumáticos. Como el almacenamiento de estos materiales conduce a la contaminación ambiental, la reutilización reciclada de este material es de tendencia. Se mezcló un porcentaje de goma de miga (0, 10, 15, 20, 30, 40 y 50%) con arcilla inorgánica y altamente compresible para comprender la resistencia y las características de penetración de la arcilla modificada. También se realizó un análisis para visualizar la reducción en el espesor de la capa de pavimento que reduce el costo de la construcción.

I. INTRODUCCIÓN

Debido a la urbanización, el uso de vehículos ha aumentado enormemente, lo que ha provocado un gran incremento en el uso de neumáticos. Estos neumáticos están hechos de una mezcla de cauchos naturales y sintéticos con metales y aditivos químicos que producen un material complejo para su eliminación. En 2011, alrededor del 7% de los residuos de neumáticos se recicló en diversas actividades de ingeniería civil: El 11% se quemó para obtener combustible, el 5% se exportó y el 77% restante se depositó en vertederos causando problemas medioambientales [1]. En ingeniería civil, los neumáticos se utilizan como material de sustitución en el hormigón y el subsuelo, como relleno para la arena de retención y como agente estabilizador para suelos débiles. En la India, en 2016, las carreteras de asfalto se colocaron con residuos de caucho reciclado, denominado betún modificado con caucho triturado (CRMB).

El suelo débil (arena suelta/arcilla blanda) puede reforzarse utilizando aditivos compuestos de material reciclado, lo cual es medioambientalmente sostenible. Cao [2] estudió las propiedades del caucho de neumático reciclado en diferentes proporciones (1%, 2% y 3% en peso) con la mezcla asfáltica y descubrió que las propiedades de ingeniería de las mezclas asfálticas mejoraban, incluyendo la resistencia a la deformación, a la alta temperatura y al agrietamiento a baja temperatura. Calabar y Karabash [3] estudiaron varias combinaciones de virutas de neumático y suelo; descubrieron que el peso unitario seco máximo y el contenido de humedad óptimo disminuían al introducir virutas de neumático en el suelo, y el valor del coeficiente de soporte de California (CBR) disminuía al aumentar las virutas de neumático en la grava de la subbase. Una combinación de 3% de cemento + 5% de virutas de neumáticos y 5% de cemento + 15% de virutas de neumáticos produjo un mayor valor de CBR para la subbase. Tajdini et al. [4] observaron que la adición de hasta un 5% de caucho de miga (CR) al suelo arcilloso, disminuye la tensión y aumenta el valor CBR; sin embargo, la adición adicional de CR reduce el valor CBR.