Las moléculas de Terrasil se diluyen en agua a temperatura ambiente. Al entrar el agua con Terrasil en contacto con el suelo, las moléculas de Terrasil son atraídas por los grupos polares (Grupo Silanol) del suelo y quedan adheridas hasta que el agua se evapora, momento en el que forman un enlace químico covalente por condensación. Ese enlace (Siloxano) es extremadamente fuerte y no se revierte en condiciones de humedad, radiación ultravioleta o
temperatura.
Una ver el árido queda recubierto por cientos de millones de moléculas hidrofóbicas, el suelo será repelente al agua, lo cual tiene un efecto muy importante sobre las características del suelo.
Efecto en la densidad máxima y compactación
Al añadir TERRASIL al agua de compactación se produce una extraordinaria lubricación de la partículas del suelo, que presentan menor rozamiento entre ellas, mejorando la redistribución de las partículas y la eficiencia del esfuerzo de compactación.
En habitual conseguir en condiciones de obra densidades de entre el 99%-103% de la densidad máxima conseguida en laboratorio incluso en condiciones de humedad ligeramente diferentes al óptimo de compactación.
Efecto en capacidad de soporte del suelo – CBR –UCS- MR
La reorganización de las partículas derivada de la mayor lubricación inicial, la mayor densidad y el hecho de que la humedad no pueda propagarse con facilidad, produce incrementos importantes en la capacidad de soporte del suelo, demostrada en varios artículos y en múltiples ensayos, independientemente del método de medida utilizado.
CBR (California Bearing Ratio)
Dependiendo de la dosificación del producto y el tipo de suelo los incrementos de la capacidad de soporte medida mediante el ensayo CBR aumentan entre un 200% y un 400% siendo los suelos más extremos (CBR<4% y CBR>50%) los que menor ganancia presentan.
En general el CBR aumenta con el tiempo de curado.
Módulo Resiliente (Mr)
El efecto sobre el módulo resiliente de la estabilización con Terrasil es muy importante y las ganancias se obtienen en todo el rango de presiones de confinamiento de carga cíclica incluso a dosificaciones reducidas de Terrasil (0.3-0.5 kg/m3).
Las mejoras en el módulo resiliente repercuten de forma notable en la reducción de espesores y en la mejora de la durabilidad de las vías.
Según los criterios de la normativa AASHTO, todo valor superior a 40.000 psi (275 Mpa) para bases y subbases debe ser descartado para reducción de espesores.
Con Terrasil es relativamente sencillo conseguir esos valores máximos en subbase y base granular.
Módulo resiliente en subbase
En el siguiente caso un Mr de 70 Mpa (10.000 psi) pasan a ser unos 270 Mpa (39500 psi) con 0.4 kg/m3 de Terrasil.
Efecto en el módulo resiliente en bases granulares
Terrasil mejora de forma importante el módulo resiliente (Mr) de los materiales, como ejemplo se indican el material de una base granular.
Cabe notar que aunque el incremento del módulo obtenido con Terrasil es mayor, el diseño está limitado a Mr de 40.000 psi por lo que no refleja todo el potencial de la solución.
Compresión no confinada (UCS)
Dado que Terrasil no es un material cementante, el ensayo de compresión no confinada especialmente en secor arroja incrementos reducidos (comparados con estabilizadores cementantes).
No obsante se pueden esperar incrementos de al menos un 30% -100% dependiendo de la naturaleza cohesiva o no cohesiva del material.
Las mejoras en los valores de compresión no confinada también son dependientes del tiempo de curado de las muestras y se observan tanto en Terrasil como en la combinación de Terrasil con cemento o cal.
Efecto sobre la permeabilidad
Con dosificaciones bajas de Terrasil, se reduce la succión mátrica del suelo y la permeabilidad en saturación, por lo que el suelo se mantendrá por debajo de la humedad de saturación (condición de insaturación) durante toda la vida útil de la vía.
En condición de insaturación, el suelo se comporta de forma elástica, sin sufrir deformaciones permanentes y, si la carga máxima aceptable (diseñada a partir del módulo Resiliente) es la adecuada, la capa de suelo tratado no se fatigará.
Se reduce o elimina la absorción por capilaridad y el hinchamiento libre, siempre que los suelos tengan un hinchamiento libre inferior al 20%, se podrá llegar al no
hinchamiento.
Adicional a la menor permeabilidad, absoluta, los valores de permeabilidad en todos los rangos de humedad son prácticamente nulos hasta que se alcanza la humedad de saturación. Aún en este caso, el coeficiente de permeabilidad es muy reducido y equivalente a 0.01 cm /día.
Efecto en otros ensayos
Adicional a los ensayos mencionados anteriormente, contamos con amplia y variada información sobre el efecto de Terrasil en suelos en evaluados bajo otros métodos que buscan resolver problemáticas concretas de una vía y que se mencionan brevemente aquí:
Ensayo de durabilidad de suelo cemento
El ensayo de durabilidad supone someter las muestras a 12 ciclos de humedad-sequedadabrasión con una pérdida máxima del 2% de la masa.
Los suelos tratados con Terrasil y cemento superan los 12 ciclos mientras que los suelos solo con Terrasil o solo con cemento no pueden superar el ensayo.
Un suelo sin tratar no superaría el primer ciclo y un suelo con cemento solo superaría solo 4 ciclos.
Tracción indirecta
Es un ensayo que se realiza a materiales cohesivos o en presencia de cemento.
En general, TERRASIL al no ser cementante no tendría que aumentar el valor de tracción indirecta y, sin embargo, si se ha observado este efecto tanto en suelos con TERRASIL como en suelos con TERRASIL y cemento y en suelos con TERRASIL y emulsión asfáltica en baja dosificación.
Adicional al incremento en tracción indirecta, se observa un mayor TSR (Ratio entre la tracción en seco e inmersión).
Estabilidad y Flujo Marshall
Un suelo con buena graduación combinado con cemento (1%-3%), Zycobond y Terrasil tendrá una capacidad de soporte superior al de una mezcla asfáltica mantiendo las características de flexibilidad de la misma y una excelente resistencia a la humedad.
Estas capas de “Super Suelo” pueden usarse como sustitución de capas de base asfáltica y aportan una estructura excelente a la vía.
En estos casos, sugerimos ensayar la estabilidad de Marshall en inmersión en agua a 60ºC y comprobar su durabilidad con el tiempo.
Adicionalmente, se pueden realizar ensayos de fatiga como el ensayo de fatiga a flexión de viga en tres puntos, con el objetivo de asegurar su durabilidad en el tiempo.