CBR PLUS LLC | Las caracteristicas y el comportamiento

CBR PLUS fue desarrollado para asistir al ingeniero en:
El retiro del agua absorbida para alcanzar una densidad máxima con menor esfuerzo mecánico.

Para prevenir la re-absorción del agua, con lo que se obtiene un material de construcción permanentemente estabilizado.

La compactación se puede lograr fácilmente y de una forma económica con el uso de una variedad de componentes compactantes relativamente baratos, tales como el ácido sulfúrico diluido o sosa cáustica. El problema es que el material tratado así no será estabilizado permanentemente, y re-absorberá el agua (después de las primeras lluvias), de tal modo que causará fallas en el camino.

CBR PLUS sin embargo, es una compleja formulación química de la cual uno de los ingredientes activos es el aditivo surfactado. La acción permanente de este aditivo surfactado dependerá de la presencia de otros compuestos activos que fortalecen el efecto de la dispersión del agua en materiales arcillosos, produciendo una asociación permanente entre CBR PLUS y las partículas de arcilla.

Esta formulación de componentes activos hace que CBR PLUS sea único en su constitución química, en su comportamiento y en los resultados finales, cuando es aplicada como un repelente al agua y una gran ayuda en la compactación de los caminos.

El aditivo surfactado (la Fig. 3) es un surfactante (agente activo superficial) y tiene esta característica debido a la dualidad de su constitución y comportamiento químico. La cabeza hidrofílica es totalmente soluble en agua e insoluble en la mayoría de los solventes orgánicos no polares. Esta parte de la molécula se disocia cuando el aditivo se dispersa en el agua y produce un SO3 iónico - que se enlaza a través del átomo de sulfuro a la llamada " cola " de la molécula.

Esta cola consiste en un ensamblaje de los átomos del carbón y del hidrógeno y es totalmente insoluble en el agua, por ello se le refiere como la " cola hidrofóbica”. Es liofílico por naturaleza miscible con el aditivo y en los solventes no polares, debido a su carácter del hidrocarburo.

A pesar de la diferencia en la naturaleza de las dos partes de la molécula, es soluble en agua así como en solventes orgánicos. Este comportamiento dual del aditivo surfactado se utiliza como medio de dispersar el agua de los minerales arcillosos.

Los minerales de la arcilla consisten en capas con una variedad de iones libremente asociados en la superficie. En un ambiente acuoso, estos iones se mueven libremente en la hidrosfera de las partículas de la arcilla e intercambian posiciones al azar.

La mayoría de los iones están rodeados por un número de moléculas de agua y por lo tanto refuerzan la característica hidrofilica de la arcilla.

Las grandes cantidades de agua y la movilidad de cationes y aniones en un sistema de arcilla-agua, producen una plasticidad indeseada; es en primer lugar necesario reducir la movilidad de los iones en la solución y en segundo lugar liberar del sistema tanta agua como sea posible. CBR PLUS proporciona una solución química sencilla y económica a este problema.

El tratamiento del material con CBR PLUS proporciona al producto químico requerido, la reducción de la movilidad del ion y la repelencia de los minerales arcillosos al agua (Fig. 4).

La cabeza hidrofílica de los aditivos surfactados crea enlaces químicos con las superficies de las partículas de arcilla, tanto en las superficies externas y planas (Fig. 5). Estos enlaces pueden ser de diversa naturaleza:

Formación de enlace químico directo entre la cabeza aniónica SO3 del aditivo y un catión del metal en la superficie. Estos enlaces son relativamente fuertes. La formación inductiva del enlace entre un átomo de oxígeno del grupo SO3 y un catión del metal.
La ocupación de un espacio iónico vacante en la superficie de la arcilla por el del aditivo surfactado.
La cabeza hidrofílica del aditivo se disuelve en una muy delgada capa de agua absorbida en la superficie del mineral arcilloso.

Estas interacciones entre el aditivo surfactado y los minerales arcillosos tienen los siguientes resultados:

Los cationes, que de otra manera habrían sido altamente móviles ahora están fijados en sus posiciones y prácticamente "sellados" por las moléculas del aditivo surfactado. Esto también evita que los iones formen complejos solventes con agua.

Una vez que las moléculas del aceite hayan formado sus asociaciones (de cualquier naturaleza) con la partícula de la arcilla, las colas hidrofóbicas se alejan de la superficie plana para formar una capa repelente alrededor de la arcilla y también en la superficie de la intercapa.

Naturalmente, el agua sería repelida por las colas hidrofóbicas hasta tal punto que no se requiere virtualmente ninguna presión mecánica para liberar el agua. En ausencia del producto químico, se requeriría una presión mecánica de hasta 420 Kg./cm2 para sacar el agua de la intercapa de la arcilla.

La compactación se puede ahora alcanzar con un mínimo de esfuerzo mecánico y las partículas de la arcilla se unen en una asociación muy cercana.

Esto da lugar a la cementación natural de las partículas de la arcilla que, en la presencia del agua (hasta espesor 2 000 Å alrededor de partículas de la arcilla) serían imposibles. La densidad natural adquirida, así como las capas hidrofóbicas que rodean partículas de la arcilla, previene la incorporación de pequeñas cantidades de agua en el sistema.

El resultado final del uso de CBR PLUS se podría resumir así: La compactación y la estabilización permanente se obtiene con esfuerzo mecánico mínimo, produciendo una base en la cual las partículas sean cementadas simplemente por el contacto directo.

Los capilares existentes en el material compactado, tienen sus paredes internas cubiertas con una capa hidrofóbica y permiten la libre circulación del agua.

Esto significa que el agua podrá estar en el camino, sin ser absorbida por el material tratado CBR PLUS. Con la evaporación natural, esta agua libre saldrá del sistema sin afectar la estabilidad del material.