Análisis de resistencia y durabilidad del suelo cemento con adici

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle 
Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
2018 
Análisis de resistencia y durabilidad del suelo cemento con Análisis de resistencia y durabilidad del suelo cemento con 
adición de fibras textiles de jeans adición de fibras textiles de jeans 
Andrés Felipe Ruiz Gonzalez 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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Ruiz Gonzalez, A. F. (2018). Análisis de resistencia y durabilidad del suelo cemento con adición de fibras 
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1 
 
ANÁLISIS DE RESISTENCIA Y DURABILIDAD DEL SUELO CEMENTO CON 
ADICIÓN DE FIBRAS TEXTILES DE JEANS 
 
 
 
 
 
 
 
ANDRÉS FELIPE RUIZ GONZALEZ 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERIA 
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2018 
2 
 
Análisis de resistencia y durabilidad del suelo cemento con adición de fibras textiles de 
jean 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito para optar al título de ingeniero civil 
 
 
 
Director 
Msc. IC MARTIN RIASCOS RIASCOS CAIPE 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERIA 
PROGRAMA DE INGENIERIA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2018 
3 
 
Nota de aceptación: 
___________________________________ 
___________________________________ 
___________________________________ 
___________________________________ 
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___________________________________ 
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___________________________________ 
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Firma del presidente del jurado 
___________________________________ 
 
Firma del jurado 
___________________________________ 
 
Firma del jurado 
__________________________________ 
 
 
 
4 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
Agradezco a la facultad de ingeniería civil, a los docentes, en especial al director de tesis Ing 
Martin Riascos, el cual fue pieza clave para poder culminar con el proceso de formación. 
 
Al personal de laboratorios de ingeniería, quienes siempre proporcionaron ayuda para poder 
realizar todas las pruebas necesarias que requirió el proyecto. 
 
A Dios, pues gracias a sus bendiciones he logado culminar con este proyecto. 
Y para finalizar agradezco a la Universidad de la Salle, institución que me vio crecer. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
Dedico este trabajo a mi familia, quienes incondicionalmente apoyaron mi proceso de 
formación profesional. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
 
 
TABLA DE CONTENIDO 
 
1. ASPECTOS GENERALES DEL PPROYECTO .......................................................... 14 
1.1. Planteamiento del problema ................................................................................. 14 
1.2. JUSTIFICACIÓN ................................................................................................ 17 
1.3. DELIMITACION DEL PROYECTO ................................................................... 18 
2. OBJETIVOS .............................................................................................................. 19 
2.1. OBJETIVOS GENERALES ................................................................................. 19 
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................... 19 
3. ANTECENDENTES .................................................................................................. 20 
4.1. MARCO REFERENCIAL........................................................................................... 23 
4.1. MARCO TEÓRICO ................................................................................................ 23 
4.1.1. Suelo................................................................................................................ 23 
4.1.2. Cemento ........................................................................................................... 23 
4.1.3. Suelo Cemento .................................................................................................. 23 
4.1.4. Aditivos suelo cemento...................................................................................... 26 
4.1.5. Afirmado .......................................................................................................... 26 
4.1.6. Fibra Textil de Jeans.......................................................................................... 26 
7 
 
4.2.1. Determinación de los tamaños de partículas de los suelos ................................... 28 
4.2.2. Determinación de límite plástico e índice de plasticidad de suelos....................... 28 
4.2.3. Determinación del contenido orgánico de un suelo mediante el ensayo de pérdida 
por ignición ................................................................................................................ 28 
4.2.4. Relaciones humedad – densidad de mezclas de suelo cemento ............................ 29 
4.2.5. CBR de suelos compactados en el laboratorio y sobre muestra inalterada ............ 29 
4.2.6. Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo – cemento.............. 29 
4.2.7. Humedecimiento y secado de mezclas compactadas de suelo – cemento ............. 30 
4.2.8. California Bearing Ratio: ................................................................................... 30 
4.2.9. Densidad seca: .................................................................................................. 30 
4.2.10. Ensayo de compactación dinámica de suelos: ................................................... 31 
4.2.11. Ensayo de tamizado: ........................................................................................ 31 
4.2.12. Ensayos de durabilidad: ................................................................................... 31 
4.2.13. Ensayos de resistencia: .................................................................................... 31 
4.2.14. Plasticidad: ...................................................................................................... 31 
4.2.15. Método de la Portland Cement Association: ..................................................... 31 
4.3 Marco Normativo ..................................................................................................... 31 
5. METODOLOGIA ....................................................................................................... 33 
5.1. FASE 1: CARACTERIZAR ................................................................................. 33 
5.2. FASE 2: DISEÑO DE MEZCLA ......................................................................... 33 
5.3. FASE 3: ANALIZAR .......................................................................................... 34 
6. CARACTERIZACIONDE LOS MATERIALES ........................................................ 35 
8 
 
6.1. FIBRAS DE JEAN .............................................................................................. 35 
6.2. AGUA ................................................................................................................. 35 
6.3. SUELO ............................................................................................................... 35 
6.4. CEMENTO PORTLAND TIPO I ............................¡Error! Marcador no definido. 
7. DISEÑO DE LA MEZCLA ........................................................................................ 37 
8. ANALISIS DE RESULTADOS .................................................................................. 38 
8.1. SUELO NATURAL............................................................................................. 38 
8.1.1. Granulometría ............................................................................................... 39 
8.1.2. Determinación del límite líquido y el índice de plasticidad de los suelos ......... 41 
8.1.3. Determinación del contenido orgánico en suelos mediante perdida por ignición
 44 
8.1.4. Humedecimiento y densidad de muestras compactadas de suelo Natural ......... 45 
8.1.5. Relación de soporte del suelo en el laboratorio (CBR de laboratorio) .............. 47 
8.2. SUELO – CEMENTO.......................................................................................... 50 
8.2.1. Humedecimiento y densidad de muestras compactadas de suelo – cemento ..... 51 
8.2.2. Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo – cemento............. 52 
8.3. SUELO NATURAL+ CEMENTO + FIBRA ........................................................ 54 
8.3.1. Humedecimiento y densidad de muestras compactadas de suelo + cemento+ 
fibra 54 
8.3.2. Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo + cemento ............. 56 
8.3.3. Humedecimiento y secado de las mezclas compactadas de suelo ............ ¡Error! 
Marcador no definido. 
9 
 
8.3.4. Relación de soporte del suelo en el laboratorio (CBR de laboratorio) .............. 59 
5. CONCLUSIONES ...................................................................................................... 66 
6. RECOMENDACIONES ............................................................................................. 68 
7. REFERENCIAS ......................................................................................................... 69 
8. ANEXOS ................................................................................................................... 73 
8.1. SUELO NATURAL (MUESTRA 1) .................................................................... 73 
8.2. SUELO NATURAL (MUESTRA 2) .................................................................... 78 
8.3. SUELO NATURAL (MUESTRA 3) .................................................................... 83 
8.4. SUELO – CEMENTO 3%.................................................................................... 88 
8.5. SUELO – CEMENTO 3% – 05 FIBRA ................................................................ 89 
8.6. SUELO – CEMENTO 3%- 1.0 FIBRA ................................................................. 92 
8.7. SUELO – CEMENTO 3% - 1.5 FIBRA ................................................................ 95 
8.8. SUELO – CEMENTO 6%.................................................................................... 98 
8.9. SUELO – CEMENTO 6% - 0.5 FIBRA ................................................................ 99 
8.10. SUELO – CEMENTO 6% - 1.0 FIBRA .......................................................... 102 
8.11. SUELO – CEMENTO 6% - 1.5 FIBRA .......................................................... 105 
8.12. SUELO – CEMENTO 9% .............................................................................. 108 
8.13. SUELO – CEMENTO 9% – 05 FIBRA........................................................... 109 
8.14. SUELO – CEMENTO 9% - 1.0 FIBRA .......................................................... 112 
8.15. SUELO – CEMENTO 9% - 1.5 FIBRA .......................................................... 115 
 
10 
 
 
 
 
11 
 
LISTA DE TABLAS 
Tabla 1. Clase de suelo cemento ......................................................................................... 24 
Tabla 2. Requisitos de los materiales para la construcción de suelo cemento ........................ 24 
Tabla 3. Requisitos granulométricos del material para la construcción de suelo - cemento.... 25 
Tabla 4. Criterios de diseño para la mezcla de suelo - cemento ............................................ 25 
Tabla 5. Plan de ensayos .................................................................................................... 38 
Tabla 6. Resumen de resultados Suelo Natural .................................................................... 38 
Tabla 7. Limites e índice de Suelo Natural .......................................................................... 42 
Tabla 8. Clasificación de Suelo Natural .............................................................................. 43 
Tabla 9. Contenido de materia orgánica Suelo Natural ........................................................ 44 
Tabla 10. Densidad Máxima y optima Suelo Natural........................................................... 46 
Tabla 11. CBR Suelo Natural ............................................................................................. 49 
Tabla 12. Resumen de resultados Suelo Natural + Cemento ...¡Error! Marcador no definido. 
Tabla 13. Densidad máxima y optima de Suelo Natural + Cemento ..................................... 52 
Tabla 14. Resistencia Suelo Natural + Cemento .................................................................. 53 
Tabla 15. Resumen de resultados Suelo Natral + Cemento + Fibra ........¡Error! Marcador no 
definido. 
Tabla 16. Densidad Máxima y optima Suelo Natural + Cemento +0.5 Fibra ........................ 55 
Tabla 17.Densidad Máxima y optima Suelo Natural + Cemento +1.0 Fibra ......................... 56 
Tabla 18. Densidad Máxima y optima Suelo Natural + Cemento +1.5 Fibra ........................ 56 
Tabla 19. Tabla de resistencias 6,8 Cemento ....................................................................... 58 
Tabla 20. % fibra vs resistencia .......................................................................................... 59 
Tabla 21. Humedecimiento y secado de las muestras .............¡Error! Marcador no definido. 
Tabla 22. CBR SA-3C-05F, SA-6C-05F, SA-9C-05F ......................................................... 62 
Tabla 23. Densidades SA-9C-1.0F, SA-6C-1.0F, SA-9C-1.0F ............................................. 62 
12 
 
 
LISTA DE GRAFICAS 
Gráfica 1.Granulometría Suelo Natural ............................................................................... 40 
Gráfica 2. Cuadro grafica bigotes Suelo Natural ................................................................. 43 
Gráfica 3. Relación humedad - densidad Suelo Natural ....................................................... 46 
Gráfica 4. Penetración Suelo Natural Ensayo 1 ................................................................... 47 
Gráfica 5. Penetración Suelo Natural Ensayo 2 ................................................................... 48 
Gráfica 6. Penetración Suelo Natural Ensayo 3 ................................................................... 48 
Gráfica 7. CBR vs Densidad Suelo Natural ......................................................................... 49 
Gráfica 8. Relación Humedad - Densidad Suelo Natural + Cemento .................................... 51 
Gráfica 9. Resistencia Vs % de Cemento ............................................................................ 53 
Gráfica 10. Relación Humedad - Densidad Suelo Natural+ Cemento + 0.5 Fibra ................ 54 
Gráfica 11. Relación Humedad - Densidad Suelo Natural + Cemento + 1.0 Fibra ................ 55 
Gráfica 12.Relación Humedad - Densidad Suelo Natural + Cemento + 1.5 Fibra ................. 56 
Gráfica 136. SA-3C-05F .................................................................................................... 60 
Gráfica 14. % Fibra vs Humedad óptima . .......................................................................... 63 
Gráfica 15. % fibra vs cambio volumétrico ......................................................................... 64 
Gráfica 16. % fibra textil vs % de perdida........................................................................... 65 
 
 
 
 
 
13 
 
 
LISTADO DE IMÁGENES 
Ilustración 1. Suelo Natural ................................................................................................ 39 
Ilustración 2. Secado y paso de muestras ............................................................................ 39 
Ilustración 3. Tamizado de muestras Suelo Natural ............................................................. 40 
Ilustración 4. Cazuela de casa grande ................................................................................. 41 
Ilustración 5. Limites liquidos cazuela de casa grande ......................................................... 41 
Ilustración 6. Limite plástico .............................................................................................. 42 
Ilustración 7. Material orgánico .......................................................................................... 44 
Ilustración 8. Humedecimiento de muestras ........................................................................ 45 
Ilustración 9. Densidad de las muestras .............................................................................. 45 
Ilustración 10. CBR ........................................................................................................... 47 
Ilustración 11. Suelo Cemento............................................................................................ 50 
Ilustración 12. Humedecimiento de las muestras ................................................................. 51 
Ilustración 13. Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo - cemento ........ 52 
Ilustración 14. Humedecimiento de las muestras de suelo cemento +fibra ............................ 54 
Ilustración 15. Resistencia a la compresión de suelo cemento + fibra ................................... 57 
Ilustración 16. CBR en suelo cemento + fibra ..................................................................... 60 
Ilustración 17. Ensayo de durabilidad ................................................................................. 63 
Ilustración 18. Cilindros de suelo + cemento + fibra apra ensayo de durabilidad .................. 64 
 
 
 
 
14 
 
1. ASPECTOS GENERALES DEL PPROYECTO 
 
1.1. Planteamiento del problema 
Pensando en la contaminación causada por la construcción y los altos precios en los materiales, 
nace la idea de implementar una alternativa económica en la fabricación de suelo cementos 
mejorando sus propiedades mecánicas. Los avances de las construcciones en el país han exigido 
nuevas formas e implementaciones del suelo cemento, que buscan un avance ambiental, 
tecnológico y económico, por otra parte, combina la ciencia de los materiales con la 
construcción, con tierra y medio ambiente, la posibilidad de mejorar su durabilidad por medio 
del uso de textiles como aditivos a la mezcla de suelo cemento. 
En diversos artículos de investigación, se han visto avances en suelos cemento con aditivos, 
polímeros, granos de caucho y diferentes fibras que buscan encontrar opciones para el 
mejoramiento de la resistencia y capacidad portante de los suelos, algunos de sus resultados 
han sido favorables y otras por el contrario han disminuido las propiedades mecánicas del suelo 
cemento, a pesar de las múltiples investigaciones que hay acerca de este tema nunca se ha 
considerado el aditivo de fibras textiles a la mezcla. 
Por otra parte, según el diario El Tiempo en su artículo “¿A dónde va a parar la ropa que se vota 
a la basura?”, en Bogotá se calcula 360 a 600 toneladas de ropa usada que es botada a la basura, 
la Unidad Administrativa Especial de Servicios Públicos (UAESP) argumenta que estos 
residuos terminan en el relleno sanitario Doña Juana, los textiles que no son llevados a este 
relleno son botados en aguas lluvias, zanjas y algunos abandonados en zonas verdes de Bogotá. 
 (Gómez, 2015). 
Pero para efectos del proyecto, la meta es usar los desperdicios de jean que se generan en una 
fábrica textil, por los procesos de manufactura de los pantalones, los cuales a diario están 
15 
 
generando desperdicios que no son reutilizados en la fábrica y que terminan siendo arrojados a 
los botaderos de la ciudad. 
El cemento es un material de alto desempeño para la construcción de obras civiles, el presente 
documento abarcará la utilización del suelo cemento con textiles provenientes de los desechos 
de la manufactura de jeans, aprovechando las propiedades adherentes, ligantes y cohesivas del 
cemento, como las propiedades mecánicas del suelo, con el uso de textiles en la mezcla de suelo 
cemento se espera encontrar mejoras en la capacidad portante, para así obtener un compuesto 
nuevo de materiales con nuevas y mejores características estructurales, convirtiéndolo en una 
alternativa viable para construcción de obras, entre las cuales se encuentran los pavimentos, y 
la estabilización de suelos. 
El fin de la utilización de suelo cemento con adición de fibras textiles, es estabilizar distintos 
tipos de suelos volviéndolos resistentes y durables para construcción de bases para pavimento 
rígido y semi rígido, construcción de pavimentos asfálticos, mejoramiento en la capacidad 
portante del suelo y mejoramiento de la capacidad mecánica de los terraplenes. 
Entre las ventajas que se encuentran en la utilización del suelo cemento con textil, se encuentran 
el aumento de la vida útil del terreno intervenido mejorando la estabilidad, permeabilidad, 
beneficios en los campos técnicos, económicos y ambientales. 
Para el correcto desempeño de esta técnica de construcción es necesario contar con 
profesionales preparados, equipos de construcción necesarios y materiales de los cuales se 
conozcan las propiedades ventajas y limitaciones para garantizar un adecuado manejo de los 
recursos, por esta razón, la realización de la presente investigación busca establecer las 
propiedades cumpliendo las especificaciones del artículo 350-13 de Invias, realizando los 
diferentes ensayos para la caracterización de este material. 
 
16 
 
El presente documento es el inicio de la investigación acerca del análisis de resistencia y 
durabilidad del suelo cemento con adición de fibras textiles de jean en volumen, para el cual 
fue necesaria una serie de investigaciones nacionales e internacionales de los procesos 
realizados a materiales suelo- cemento, así como los resultados obtenidos evaluando de esta 
manera los pro y contras de los antecedentes establecidos. 
Se establecerán los procesos y laboratorio necesarios para llevar cabo la investigación análisis 
de resistencia y durabilidad del suelo cemento con adición de fibras textiles de jean, los tiempos 
establecidos y fases del proyecto. 
El cemento es un material de alto desempeño para la construcción de obras civiles, el presente 
documento abarcará la utilización del suelo cemento con textiles provenientes de los desechos 
de la manufactura de jeans, aprovechando las propiedades adherentes, ligantes y cohesivas del 
cemento, como las propiedades mecánicas del suelo, con el uso de textiles en el suelo cemento 
se espera encontrar mejoras en la capacidad portante, para así obtener un compuesto nuevo de 
materiales con nuevasy mejores características estructurales, convirtiéndolo en una alternativa 
viable para construcción de obras entre las cuales se encuentran los pavimentos, y la 
estabilización de suelos. 
El fin de la utilización de suelo cemento con textiles es estabilizar distintos tipos de suelos 
haciéndolos aptos y durables para construcción de bases para pavimento rígido y semi rígido, 
construcción de pavimentos asfálticos, mejoramiento en la capacidad de suelos y mejoramiento 
de la capacidad mecánica de los terraplenes. 
17 
 
1.2. JUSTIFICACIÓN 
 
La presente investigación tiene el fin de plantear una alternativa a la producción de suelo 
cemento amigable con el medio ambiente, el objetivo de la investigación es conocer las 
incidencias de los textiles en los suelos cementos como alternativa de diseño, por otra parte, la 
utilización de fibras textiles reciclados en la construcción minimiza los daños ambientales 
causados en las obras civiles, siendo el sector de la construcción uno de los más importantes 
para la economía del país. 
La utilización de fibras de jeans se estableció con base en antecedentes de usos de fibras para 
la elaboración de suelo – cemento, por otra parte, los textiles tienen un proceso de 
descomposición entre 5 años a 500 siglos dependiendo los componentes, el reciclaje de los 
desechos textiles que son arrojados a rellenos sanitarios y canales ocasionan una gran 
contaminación en fuentes hídricas, con base en lo anterior se impulsó la investigación acerca 
del uso de este elemento en la construcción. 
Para la preparación de las muestras necesarias en los ensayos se establecerá como guía la norma 
Invias, con sus diferentes estándares en cada uno de los ensayos esto con el fin de garantizar 
que los resultados se ajusten a las especificaciones técnicas del manual de carreteras. 
Las construcciones civiles han sido a lo largo de los años una de las mayores causales de 
afectaciones en el medio ambiente debido a los residuos de obra que se generan, la utilización 
de suelo cemento con aditivos de textiles busca contribuir al medio ambiente, el reciclaje y el 
mejoramiento de los procesos constructivos en el país. 
 
 
 
18 
 
1.3. DELIMITACION DEL PROYECTO 
 
Para la ejecución de la presente investigación se utilizarán fibras de jeans reciclados obtenidas 
de los residuos en fábricas textiles en la cuidad de Bogotá estas serán adicionadas de acuerdo 
al volumen total de la mezcla del material, las proporciones que se utilizaran será 0.5%, 1%, y 
1.5%. la longitud de las fibras estará en un rango de 3 a 7 cm y un espesor aproximado de 0.2 
a 0.5 mm. 
Teniendo en cuenta los diferentes antecedentes encontrados, el cemento tendrá una dosificación 
que se ajuste al tipo de suelo según la metodología de diseño PCA. Para efectos de este proyecto 
el cemento que se usará será Portland tipo I como lo especifica el Invias. 
Por otra parte, los ensayos de laboratorio serán fundamentados en la norma INV E 611-13 sub 
numeral 5.0 de Invias, la cual hace mención a la relación humedad – densidad de las mezclas 
suelo – cemento, determinando de esta manera las proporciones adecuadas y la cantidad de 
agua empleada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
19 
 
2. OBJETIVOS 
 
2.1. OBJETIVOS GENERALES 
 
Analizar las características mecánicas, de un suelo cemento adicionado con fibras textiles de 
desperdicio de la manufactura de jean. 
 
2.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS 
 
Caracterizar las propiedades mecánicas de un suelo afirmado para realizar el diseño de una 
mezcla de suelo cemento por el método de la PCA. 
Determinar la incidencia de la adición de fibras de jean en el comportamiento mecánico a la 
resistencia. 
Evaluar el efecto de la inclusión de fibras de jean en la mezcla de suelo cemento en función de 
la durabilidad de la mezcla. 
 
 
 
 
 
 
 
20 
 
3. ANTECENDENTES 
Existen diferentes estudios de la resistencia de fribras discretas y fibras distribuidas en el 
territorio nacional que permiten analizar las ventajas y desventajas de los materiales como se 
ve reflejada en la investigacion de Raldi Cruz en su documento “Estabilización de suelos con 
PET” acerca de las diferentes fibras utilizadas en suelos expansivos susceptibles a 
mejoramiento por cambio volumétrico con base en las variaciones de humedad. El objetivo de 
la investigación es comparar las propiedades de las fibras, para ello, realizaron diferentes 
laboratorios en los que se analizaron las características de materiales como fibras de coco, 
palma, yute, lino, paja, bambú, polipropileno, poliéster, polietileno, fibra de vidrio y naylon. 
Entre las conclusiones más importantes encontramos que las fibras de palma son resistentes al 
deterioro aportando significativamente a la resistencia al esfuerzo cortante (cohesión y angulo 
de fricción), las fibras de bambu tienen un alto contenido de celulosa, resistencia alta a tensión, 
pero un módulo de elasticidad bajo. Con base en esta investigación podemos dar un enfoque 
guiado a las fibras con mejores características en resistencia y durabilidad. (Cruz, 2016) 
Por otra parte, Sivakumar Babu G. L y Vasudevan A. K. publican un articulo llamado “Strength 
and Stiffness Response of Coir Fiber-Reinforced Tropical Soil” que presenta un tema 
interesante acerca de la resistencia y rigidez obtenida de materiales tropicales con adiciones de 
fibras de Coir, el objetivo de esta investigación era analizar los efectos de la adhesión de fibras 
a materiales como arenas, se estudiaron los cambios en la compresión confinada al añadir fibras 
de polyester planas y tranzadas. Como resultado de su investigacion obtvieron un aumento en 
la resistencia a la compresión confinada de 10% en arenas. 
La Pontificia Universidad Javeriana de Colombia ha contribuido a la utilizacion de suelo 
cemento con geopolimerización para la elaboración de bloques cocidos, aprovechando los 
materiales que se conocen como residuos de construcción en el movimiento de tierras, con esto 
aporta significativamente a la renovación de los materiales y diminuye los costos de fabricación 
21 
 
en bloques elaborados de suelo cemento (BSC), tiene como objetivo mejorar el desempeño 
estructural y la durabilidad, reemplazando parcialmente el cemento Portland, en la fabricación 
de los bloques se reduciria la emision de CO2, este se lleva a cabo empleando geopolimeros de 
hidroxido de sodio y cenizas volantes tipo F, exponiendolos a falla al esfuerzo de compresión, 
cumpliendo con la normatividad Colombiana. 
Este proyecto es utlizado para viviendas de interes social en Medellin y nos da una visión 
ambiental, reduciendo las emisiones de CO2, por otra parte, es fundamental para nuestra 
investigación observar los diferentes usos en la construcción del suelo cemento. (Olga Nallive 
Yepes, 2012) 
Las investigaciones llevadas a cabo por universidades en nuestro pais es de vital importancia 
para observar el comportamiento y funcionamiento de las tecnicas de construcción en nuestro 
ecosistema, la Universidad de La Salle es reconocida por su producción intelectual en diferentes 
revistas del sector de la construcción, entre los documentos investigados se encuentra la tesis 
de grado titulada “Análisis de una mezcla de suelo – cemento sustituyendo la fracción 
granulometrica (pasa No 8 – retiene No 16) por grano de caucho” que tuvo como objetivo 
determinar las caracteristicas fisicas y mecanicas de una mezcla estabilizada con suelo cemento 
reemplazando una parte por grano de caucho, para esta investigación se evaluaron la resistencia 
a la compresión, el módulo elástico de las mezclas de suelo cemento, el cambio volumetrico y 
durabilidad de la mezcla suelo-cemento, mostrando la incidencia del grano de caucho. Entre las 
conclusiones obtenidas para la investigación se encuentran el aumento del contenido de agua 
necesario para llegar a la humedad óptima ocasionado por la adición de grano de caucho, se 
observouna relación directamente proporcional del contenido de cemento y la resistencia a la 
compresión, lo que concluye que el grano de caucho no aporta a la resistencia a la compresión, 
por otra parte, el módulo de elasticidad baja al sustituir material por grano de caucho. (Otero, 
2015) 
22 
 
 
La Universidad de Antioquia tambien aporta a la investigación de los bloques de suelo cemento 
y los bloques de cemento geopolimerizado como muestra en su investigación “Del bloque de 
suelo cemento (BSC) al bloque de suelo geopolimerizado (BSG)” que son formados con mezcla 
de suelo (gravilla, arenas, limos, arcillas), cemento Portland y agua. Algunos de los datos que 
mas se resaltan en la producción de BSC es su resistencia a la compresión entre 2 y 6 MPa, 
requiere cemento en su elaboración y es costoso en algunos casos, la producción de cemento 
consume grandes cantidades de energía y recursos, además de los altos costos de producción, 
actualmente se emplean más los ladrillos con mejor resistencia, pero cocidos entre 800 y 1050 
ºC (exceso de CO2), La opción de los bloques de concreto, aunque emplee agregados 
reciclados, consume cemento y resulta costoso, es necesario mejorar la vivienda en lugares 
vulnerables, sin que resulte tan costoso, el objetivo de la investigacion es desarrollar tecnologías 
y sistemas que permitan el ahorro y reciclado de materiales de construcción, re uso y sustitución 
por materiales renovables, para esto se planteo una mezcla de suelo cemento con aditivos de 
geopolimeros, una de sus conclusiones mas destacables es que la mezcla confeccionada 
solamente con el suelo residual de la zona a intervenir y 5% de geopolímero, presentó la mayor 
resistencia al esfuerzo de la compresión, dándose una sustitución del cemento Portland en un 
100%. (Montoya, 2012) 
 
Según la Universidad Distrital Santiago Montero, en Colombia las unicas prendas textiles que 
tienen un reciclaje obligado son las empleadas en hospitales por causa del riesgo biológico, la 
contaminación causada por las prendas textiles van desde su fabricación, desde un pantalon 
para cual es necesario 1500 litros de agua, hasta su descomposición para la cual algunas prendas 
sinteticas tardan hasta 500 siglos. (Gomez, 2012) 
 
23 
 
4.1. MARCO REFERENCIAL 
 
4.1. MARCO TEÓRICO 
4.1.1. Suelo 
El suelo es la superficie de la corteza terrestre la cual contiene diferentes características 
dependido de factores como ubicación, clima, fauna y flora, los suelos pueden ser estabilizados 
en su mayoría a excepción de los suelos con alta plasticidad, orgánicos o con contenido de sales, 
entre los requisitos para la utilización del suelo cemento se encuentra la granulometría, proceso 
constructivo y cumplimiento de diseños de mezcla, el objetivo de estas mezclas es limitar las 
características del suelo, principalmente el índice de plasticidad obteniendo así una mezcla 
económica, y de buen comportamiento estructural. (Interamericana, 2005). 
4.1.2. Cemento 
De acuerdo con el Instituto de Desarrollo Urbano (IDU), “el cemento para la estabilización 
podrá ser del tipo Portland (I, II o III), el cual deberá cumplir lo especificado en las normas 
NTC 121 y NTC 321; los documentos técnicos de cada proyecto indicarán el tipo de cemento 
por emplear. Cuando existan cantidades peligrosas de sulfatos en los agregados, se deberá 
emplear un cemento resistente a ellos” (IDU, 2005). 
Para el proyecto se propone que para el suelo cemento, la mezcla sea con cemento Portland 
tipoI. 
4.1.3. Suelo Cemento 
El suelo cemento es una mezcla uniforme de suelos o agregados (material adicionado 
totalmente o resultante de la escarificación de la capa superficial existente, o una mezcla de 
ambos), cemento, agua y eventualmente aditivos, de acuerdo con las dimensiones, el uso de 
suelo cemento busca mejorar las características de durabilidad y resistencia. (Invias, 2013) 
 
24 
 
El suelo-cemento es el resultado de la mezcla entre suelos finos o granulares, cemento y agua, 
en proporciones establecidas mediantes pruebas de laboratorio, ejecutada de acuerdo con las 
normas y consiguiendo los parámetros establecidos por las especificaciones. Aplicable al suelo, 
el cual se compacta y cura para lograr propiedades mecánicas específicas. 
Los parámetros que debe cumplir junto con las normas para la ejecución de los ensayos están 
establecidos en las siguientes tablas: (350, 2012) 
 
Tabla 1. Clase de suelo cemento 
 
Fuente: MINISTERIO DE TRANSPORTE, INSTITUTO NACIONAL DE VIAS 
 
Tabla 2. Requisitos de los materiales para la construcción de suelo cemento 
 
Fuente: MINISTERIO DE TRASNPORTE, INSTITUTO NACIONAL DE VIAS 
25 
 
Tabla 3. Requisitos granulométricos del material para la construcción de suelo - cemento 
 
Fuente: MINISTERIO DE TRANSPORTE, INSTITUTO NACIONAL DE VIAS 
 
Tabla 4. Criterios de diseño para la mezcla de suelo - cemento 
 
Fuente: MINISTERIO DE TRANSPORTE, INSTITUTO NACIONAL DE VIAS 
 
26 
 
4.1.4. Aditivos suelo cemento 
El uso del cemento en la estabilización de suelos lleva una importante mejora de las propiedades 
mecanicas a pesar de que en su fase de colocación, la velocidad de perdida de compactación es 
superior a la del propio suelo, disminuyendo los tiempos para las operaciones de extendido y 
compactación. La investigación realizada acerca de los aditivos para suelo cemento estudiaron 
la utilización de aditivos retardantes el cual tiene como objetivo la estabilización durante mayor 
tiempo de las propiedades reológicas del material. (Serafín Lizárraga Galarza, 2007) 
4.1.5. Afirmado 
El Afirmado es un material de sub base el cual funciona para la ejecución de los ensayos y 
como material base, ya que cumple requisitos de granulometría de la especificación INV 350-
13 tabla 350-3 (es una granulometría tipo A “A-50”), y de limite liquido e índice de plasticidad, 
materia orgánica de acuerdo a la Especificación INV 350-13 tabla 350-2. (VIAS, 2012), más 
conocido en obra como B-400. 
4.1.6. Fibra Textil de Jeans 
Para la fabricación del textil tipo jeans se utiliza el color azul y blanco en los hilos compuestos 
por algodón el cual es un tejido básico para confeccionar diferentes prendas de vestir, estos se 
obtienen de copos que cubren el fruto de la planta desarrollando fibras que forman capullos, 
cuando los frutos están maduros, se abren y proyectan hacia afuera las fibras blancas y 
esponjosas, en el proceso de cosecha y transporte se encuentran las siguientes fases: 
Recolección, batido, desmonte, fardo 
Terminado el proceso de cosecha se procede a realizar la obtención del hilo para lo cual se 
realizan las siguientes actividades: 
 Hiladura: Superposición de fibras ilimitadas en su longitud y cohesionada entre sí por 
torsión. 
27 
 
 Proceso de teñido, teñido de cable índigo: Es de originen natural, provenientes de china 
e india. 
 Proceso de tejeduría 
 Proceso de terminación de inspección. (industrial, 2005). 
Por otra parte, en la obtención de los metros de textil se emplean las siguientes actividades para 
procesos dobles: 
Estonado, focalizado, fronceado, arrugado con prensa. 
Para los procesos simples se utilizan las siguientes actividades: 
Desgomado, teñido, fijado, estonado con enzima, cloreado, degradado del indigo azul, 
neutralizado, cationizado, abrillantado, suavizado (Jimenez, 2000) 
Para la ejecución de la presente investigación se utilizó fibras de jeans reciclados obtenidas de 
los residuos en fábricas textiles en la cuidad de Bogotá, en proporciones 0.5%, 1%, y 1.5% y 
con un largo especifico de fibra de entre 3 a 7 cm y un ancho de 0,2 mm a 0,5 mm 
aproximadamente. 
Los costos de la utilización de los textiles en la construcción, en baja escala se encuentra la 
obtención de la materia prima, la cual es desechada y no tiene costo alguno, los costos 
adicionales se encuentran en el transporte y preparación del material textil que se llevaría a cabode forma manual con herramienta menor, por esta razón, se ve como una alternativa viable 
económicamente de la utilización de este material para la mezcla de suelo – cemento. 
4.1.7. Agua Potable 
Para la realización de los diferentes ensayos de laboratorio se utilizará agua potable la cual tiene 
un PH entre 6.5 y 8.5, esta agua es obtenida del acueducto de la cuidad de Bogotá, los aditivos 
que se encuentran en el agua tratada son: 
28 
 
NaCL, Yodo (Cloruro de Sodio), Cloro, Nitratos, Nitritos, Cloruros, Amonio, Calcio, 
Magnesio, Fosfato, Arsénico (Salazar, 2000) 
4.2. Marco conceptual 
4.2.1. Determinación de los tamaños de partículas de los suelos 
 
Según la norma I.N.V.E 123- 13, análisis granulométrico de suelos por tamizado, este 
laboratorio se realizó con el fin de determinar cuantitativamente la distribución de tamaños de 
partículas del suelo. 
Las muestras secadas se llevaron a la zona de lavado utilizando el tamiz #200, posteriormente 
el material retenido fue llevado al horno durante 24 horas a una temperatura 110°C, se evaluó 
de forma visual según el contenido de material retenido en el lavado y el tamaño de las 
partículas para poder establecer una serie de tamices. El primer tamizado para material granular, 
el segundo tamizado para suelos finos. 
 
4.2.2. Determinación de límite plástico e índice de plasticidad de suelos 
 
Según la norma I.N.V.E 126-13 Límite plástico e índice de plasticidad de suelos el cual tiene 
como objetivo de manera visual obtener el contenido de agua más bajo con equipos como la 
espátula, capsula de evaporación, balanza, recipientes, horno, tamiz y agua destilada, para el 
índice de plasticidad la diferencia numérica entre el límite líquido y el límite plástico. 
 
4.2.3. Determinación del contenido orgánico de un suelo mediante el ensayo de pérdida 
por ignición 
 
Según la norma I.N.V.E 121-13, la determinación del contenido orgánico de un suelo mediante 
el ensayo de pérdida por ignición, el cual tiene como objetivo establecer el contenido orgánico 
29 
 
de materiales con pasto y raíces, este método determina la oxidación cuantitativa. Para este 
ensayo se utilizaron los siguientes equipos: horno, balanza, mufla, crisoles o platos de 
evaporación, desecador, recipiente. 
 
4.2.4. Relaciones humedad – densidad de mezclas de suelo cemento 
 
Según la norma I.N.V.E 611-13, las Relaciones humedad – densidad de mezclas de suelo 
cemento, este ensayo se ejecuta antes de que ocurra la hidratación del cemento, para la 
realización del ensayo existen dos métodos: 
Método A: Utilizado en muestras pasa tamiz de 4.5mm (No. 4). 
Una muestra representativa mayor a 2.7 kg de suelo es mezclada con la cantidad requerida de 
cemento uniformemente, agregándole agua. 
Método B: Utilizado en muestras pasa tamiz de 19.0 mm (3/4”). 
 
4.2.5. CBR de suelos compactados en el laboratorio y sobre muestra inalterada 
 
Según la norma I.N.V.E 148-13, CBR de suelos compactados en el laboratorio y sobre muestra 
inalterada, el cual tiene como objetivo determinar el índice de resistencia de los suelos de sub 
rasante, sub base y base, es utilizado en suelos con partículas de menos de 19mm (3/4”). Para 
la realización del ensayo se maneja un pistón circular que penetra la muestra a una velocidad 
constante, con esto se evalúa la resistencia potencial de los materiales. 
4.2.6. Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo – cemento 
 
30 
 
Según la norma I.N.V.E 614-13, la Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de 
suelo- cemento, es utilizada para establecer la resistencia a la compresión del suelo – cemento 
en este ensayo existen dos métodos: 
 
Método A: las especificaciones del cilindro utilizado son de 4” de diámetro y 4.584” de altura, 
con una relación altura – diámetro de 1.15 para materiales con 30% pasa tamiz 19mm (3/4”). 
Método B: las especificaciones del cilindro utilizado son de 2.8” de diámetro y 5.6” de altura, 
con una relación altura – diámetro de 2 para materiales con 30% pasa tamiz No.4. 
Se coloca la muestra en el cilindro y es llevada a la plataforma de la maquina alineándolo con 
el fin de obtener un asentamiento uniforme, se aplica la carga continuamente y sin impactos. 
 
4.2.7. Humedecimiento y secado de mezclas compactadas de suelo – cemento 
 
Según la norma I.N.V.E 612-13, el Humedecimiento y secado de mezclas compactadas de suelo 
– cemento, es utilizada para determinar las perdidas, cambios de humedad y los cambios de 
volumen expansión y contracción ocasionado por la pérdida de agua. Para este ensayo las 
muestras mezcladas anteriormente con cemento son compactadas en un molde, llevadas a la 
cámara húmeda sumergiéndola en agua potable a temperatura ambiente durante 5 horas, 
después de este tiempo se anota la masa y las medidas del espécimen. 
 
4.2.8. California Bearing Ratio: 
(CBR) Mide la resistencia al corte (esfuerzo cortante) de un suelo bajo condiciones de humedad 
y densidad controladas. 
4.2.9. Densidad seca: 
Es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen 
de una sustancia. 
31 
 
4.2.10. Ensayo de compactación dinámica de suelos: 
Ensayo destinado a determinar la humedad óptima y la densidad seca máxima de un suelo al 
ser compactado mediante impactos de un pisón normalizado. 
4.2.11. Ensayo de tamizado: 
Prueba para determinar las proporciones relativas de los diversos tamaños de las partículas de 
un suelo o agregado, mediante el empleo de una serie de tamices. 
4.2.12. Ensayos de durabilidad: 
Prueba que mide la resistencia a la abrasión y la durabilidad de un agregado al someterlo a la 
acción de cargas. 
4.2.13. Ensayos de resistencia: 
Pruebas que miden la resistencia de un material frente a una carga axial. 
4.2.14. Plasticidad: 
Propiedad que presentan algunos suelos de modificar su consistencia (o, dicho de otra forma, 
su resistencia al corte) en función de la humedad. (Invias, 2013) 
4.2.15. Método de la Portland Cement Association: 
(PCA) Procedimiento desarrollado por un programa de investigación de la Cement Association 
destinado para el diseño de suelo cementos y pavimentos.4.3 Marco Normativo 
Para la caracterización de la mezcla de suelo cemento con adición de fibras textiles se utilizan 
alineamientos y normas con especificaciones que se encuentran en los ensayos de Invias. 
Para efectos de estudio de los suelos cemento la norma 350 y 351 del manual de 
especificaciones de carreteras es la guía que va a regir en el proyecto. 
 Granulometría I.N.V.E 123 -13 
 Determinación del límite líquido y el índice de plasticidad de los suelos I.N.V.E 125-13 
e I.N.V.E 126-13 
32 
 
 Determinación del contenido orgánico en suelos mediante perdida por ignición I.N.V. 
E – 121 – 13 
 Humedecimiento y secado de muestras compactadas de suelo – cemento I.N.V.E 611 -
13 
 Relación de soporte del suelo en el laboratorio (CBR de laboratorio) I.N.V.E 148 – 13 
 Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo- cemento I.N.V.E 614-13 
 Humedecimiento y secado de mezclas compactadas de suelo – cemento I.N.V.E 612-13 
 
 
33 
 
5. METODOLOGIA 
 
5.1. FASE 1: PLAN DE ENSAYOS 
 
 Se Suministro de material desde cantera de tipo afirmado para poder realizar los 
respectivos ensayos que se han determinado. 
 Se Realizaron los ensayos de laboratorio propuestos en el laboratorio de la 
Universidad de la Salle para material granular. (granulometría, limite líquido, limite 
plástico, contenido de materia orgánica) 
 Se recolecto desperdicio de manufactura de jean y posterior alistamiento de las fibras 
de jean para su uso en la investigación. 
 Se determinaron las características de los suelos cemento utilizados para la 
elaboración de la mezcla con el material textil recolectado. 
 
5.2. FASE 2: DISEÑO DE MEZCLA 
 
 Con respecto a lo encontrado en la fase 1 y lo que determinala metodología de la PCA 
se realizaran los diseños de mezcla para los suelos cemento. 
 Se busco mezcla optima con adición de fibras de jean. 
 Se realizaron diferentes proporciones de mezcla para así darle confiabilidad a los 
ensayos. 
 
 
 
 
34 
 
5.3. FASE 3: ANALIZAR 
 
 Se analizarán las propiedades de los materiales desarrollados en laboratorio entre las 
cuales está la resistencia del suelo cemento con aditivos textiles. 
 Determinar las ventajas y límites de la producción de suelo cemento con aditivos 
textiles para las construcciones de obras civiles en Colombia. 
 Se comparará la resistencia y durabilidad de la mezcla con adición de fibra textil de 
jean con respecto a una mezcla estandarizada por la PCA. 
35 
 
6. DESCRIPCION DE LOS MATERIALES 
 
6.1. FIBRAS DE JEAN 
El jean se caracteriza por contener fuertes tejidos de algodón con texturas sarga, su tejido es 
usualmente urdido con líneas que suben de derecha a izquierda y realizando un hijo de fuerte 
torsión, las fibras de algodón son construidas mediante la unión de varias fibras básicas 
retorcidas. 
Para la elaboración de los ensayos se utilizaron fibras de jeans con largo por lo general entre 3 
a 7 cm y un ancho de 0,2 mm a 0,5 mm aproximadamente, que fueron obtenidos de residuos en 
fábricas textiles del centro de la ciudad. 
6.2. AGUA 
El agua debe ser clara y de apariencia limpia, libre de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, 
sales, materiales orgánicos y otras sustancias que puedan ser dañinas para el concreto o el 
refuerzo. 
Si contiene sustancias que le produzcan color, olor o sabor inusuales, objetables o que causen 
sospecha, el agua no se debe usar a menos que existan registros de concretos elaborados con 
ésta, o información que indique que no perjudica la calidad del concreto. 
Para la realización de los laboratorios se utilizó agua potable del servicio de acueducto de la 
ciudad de Bogotá, la cual contiene Cloruro de Sodio (NaCl), yodo, cloro, nitratos, nitritos, 
amonio, calcio, magnesio, fosfato, arsénico. 
6.3. SUELO 
Se hizo uso de un suelo extraído de cantera, catalogado según la AASHTO de tipo “A” con 
índice de clasificación “A-50” pero más conocido en obra como B-400 por las especificaciones 
técnicas como dureza, durabilidad, limpieza, resistencia del material, tamaño nominal. 
36 
 
El Afirmado es utilizado principalmente para rellenos en estructuras de vías y mejoramientos 
de suelo, con limites líquidos menores al 40%, índice de plasticidad menor al 6%, cantidad de 
arena mayor del 25%. 
 
 
 
 
 
 
37 
 
7. DISEÑO DE LA MEZCLA 
Esta investigación es de tipo experimental, ya que se obtuvieron resultados a partir de datos 
tomados en laboratorio en donde se controlan las variables que podrían influir en los resultados 
que se obtuvieron, a partir de esto se podrá determinar las características de los suelos - cemento 
y de esta manera establecer las propiedades de los materiales. 
A continuación, se muestran los lineamientos seguidos en los ensayos de laboratorio realizados 
en la Universidad de La Salle, abarcaremos cada uno de los ensayos propuestos en el marco 
normativo para la correcta clasificación y determinación de las características. 
Para la elaboración de los ensayos se utilizaron muestras de suelo representativas mezcladas y 
codificación como se presenta en el siguiente plan de ensayos: 
 
Tabla5. Codificación Ensayo de laboratorio 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Suelo Afirmado + 0% Cemento + 00 % Fibra SA-0C-00F
Suelo Afirmado + 3% Cemento + 00 % Fibra SA-3C-00F
Suelo Afirmado + 3% Cemento + 0,5 % Fibra SA-3C-05F
Suelo Afirmado + 3% Cemento + 1,0 % Fibra SA-3C-10F
Suelo Afirmado + 3% Cemento + 1,5 % Fibra SA-3C-15F
Suelo Afirmado + 6% Cemento + 00 % Fibra SA-6C-00F
Suelo Afirmado + 6% Cemento + 0,5 % Fibra SA-6C-05F
Suelo Afirmado + 6% Cemento + 1,0 % Fibra SA-6C-10F
Suelo Afirmado + 6% Cemento + 1,5 % Fibra SA-6C-15F
Suelo Afirmado + 9% Cemento + 00 % Fibra SA-9C-00F
Suelo Afirmado + 9% Cemento + 0,5 % Fibra SA-9C-05F
Suelo Afirmado + 9% Cemento + 1,0 % Fibra SA-9C-10F
Suelo Afirmado + 9% Cemento + 1,5 % Fibra SA-9C-15F
Codificación
38 
 
Tabla 5. Plan de ensayos 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
8. ANALISIS DE RESULTADOS 
 
8.1. SUELO NATURAL 
 
Los ensayos realizados están fundamentados en el Artículo 350 de la norma INVIAS para suelo 
– cemento en donde se utilizaron los tipos A-50 de la clasificación establecida por la AASTHO. 
Tabla 6. Resumen de resultados Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
 
0
%
 f
ib
ra
s
0
%
 f
ib
ra
s
0
,5
%
 f
ib
ra
s
1
%
 f
ib
ra
s
1
,5
%
 f
ib
ra
s
0
%
 f
ib
ra
s
0
,5
%
 f
ib
ra
s
1
%
 f
ib
ra
s
1
,5
%
 f
ib
ra
s
0
%
 f
ib
ra
s
0
,5
%
 f
ib
ra
s
1
%
 f
ib
ra
s
1
,5
%
 f
ib
ra
s
Granulometría INV-123 3
limite liquido INV-125 3
limite plástico INV-126 3
contenido de materia orgánica por ignición INV-121 3
relación humedad – densidad INV-611 3
CBR INV 148 3 3 3
resistencia INV-614 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
durabilidad INV-612
* Se realiza una prueba de durabilidad de acuerdo al % de cemento que cumpla con resistencia INV 614-13
Ensayo Norma
1 *
3% cemento
1
6% cemento 9% cemento
1 1
Ensayo Norma GRANULOMETRIA TIPO A
LÍMITE LÍQUIDO INV 125-13 INV 350-13 Máximo 30% 29,6 28,9 29,9
ÍNDICE DE PLASTICIDAD INV 126-13 INV 350-15 Máximo 12% 9,7 10,0 9,4
MATERIA ORGÁNICA INV 121-13 INV 350-16 Máximo 1,0% 1,0 0,9 1,1
DENSIDAD MAXIMA kg/cm
3 2,0 2,0 2,0
HUMEDAD OPTIMA % 10,2 11,0 11,7
CBR INV 148-13 INV 350-18 − % 4,1 4,5 3,9
Resultado
SUELO NATURAL
RELACIONES HUMEDAD - DENCIDAD INV 611-13 INV 350-17
Especificación
39 
 
Ilustración 1. Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
8.1.1. Granulometría 
Ilustración 2. Secado y paso de muestras 
 
Fuente: Elaboración propia. 
El ensayo de granulometria se realiza con el fin de clasificar el Suelo Natural el cual sera 
utilizado para los demas laboratiorios, se da comienzo al laboratorio con el secado de las 
muestras, se sigue con la toma del peso y para finalizar estas son lavadas en el tamiz # 200. 
40 
 
Ilustración 3. Tamizado de muestras Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
El paso siguiente es la clasificación de las partículas por tamaños de las muestras las cuales 
son pasadas por diferentes tamices. 
Gráfica 1.Granulometría Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
En la anterior grafica se observa la recopilación de los datos obtenidos de los 3 ensayos de 
granulometría en donde se marca el límite superior e inferior, basada en los Tipos A-50, en 
donde ninguna de las granulometrías excede los valores permisibles. 
 
0,010,1110100
%
 P
as
a
Diámetro mm
Granulometría
Lìmite inferior Lìmite superior Ensayo 1 Ensayo 3 Ensayo 2
41 
 
8.1.2. Determinación del límite líquido y el índice de plasticidad de los suelos 
 
 
Ilustración 4. Cazuela de casa grande 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Para este laboratorio las muestras son humedecidas y llevadas a la cazuela de casa grande. 
Ilustración 5. Limites liquidos cazuela de casa grande 
 
Fuente: Elaboración propia. 
La muestra es colocada en la cazuela y exparcida uniformemente procurando dejar la menor 
cantidad de burbujas de aire. 
42 
 
Ilustración 6. Limite plástico 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Para la elaboracion del limite plastico son tomadas pequeñas cantidades de material 
humedecido y son enrolladas manualmente hasta el punto de grietas en las tiras despues de esto 
se procede a tomar el peso de las muestras, es secado este material y tomado el peso de las 
muestras secas. 
 
Tabla 7. Limites e índice de Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Se realizaron los ensayos de limites líquido, limite plástico e índice de plasticidad en donde los 
resultados fueron similares, con una pequeña desviación estándar lo cual da confiabilidad enla 
repetividad de los resultados. 
 
Ensayo LL LP IP
1 29,56 19,85 9,71
2 28,88 18,91 9,97
3 29,87 20,44 9,43
Promedio 29,44 19,73 9,70
Desaviacion estandar 0,51 0,77 0,27
43 
 
Gráfica 2. Cuadro grafica bigotes Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
Para la caja LL se obtuvo un valor de 29.44, para la caja LP se obtuvo un valor de 19.73 y por 
ultimo para la caja IP se obtuvo un valor de 3.70. 
Según la norma INVIAS en su artículo 350, se puede evidenciar que no se cumple el limite 
liquido e índice de plasticidad cumple con los parámetros mínimos establecidos, pero se 
encuentra muy cerca del límite, se continuó con el ensayo a pesar de ello. 
Tabla 8. Clasificación de Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Revisando los resultados obtenidos de la granulometría en los ensayos por el método USC, el 
suelo es clasificado como GP gravas mal graduada, mezcladas de arena y grava con pocos finos 
o sin ellos, es un suelo muy permeable con buena resistencia al corte en estado compactado y 
poca compresibilidad. 
Ensayo AASHTO USC
1 A-1-b GP
2 A-1-b GP
3 A-1-b GP
44 
 
Por otra parte, la clasificación del suelo en los ensayos realizados por el método AASHTO da 
como resultado un suelo A-1-b, que son gravas con poca presencia de finos los cuales poseen 
plasticidad. 
 
8.1.3. Determinación del contenido orgánico en suelos mediante perdida por 
ignición 
 
Ilustración 7. Material orgánico 
 
Fuente: Elaboración propia. 
En este laboratorio se procedió a establecer el contenido orgánico mediante el ensayo de pérdida 
por ignición para de esta manera establecer el contenido orgánico de materiales con pasto y 
raíces se busca determinar la oxidación. 
Tabla 9. Contenido de materia orgánica Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
Se realizaron los ensayos de contenido de material orgánico en donde los resultados fueron 
similares, con una pequeña desviación estándar lo cual da confiabilidad en la repetividad de los 
resultados. 
Ensayo Contenido de materia organica 
1 0,96
2 0,90
3 1,10
Promedio 0,99
Desviación estandar 0,10
45 
 
Según la norma INVIAS en su artículo 350, se puede evidenciar que en el ensayo 3 no se cumple 
con el contenido de material orgánico con los parámetros mínimos establecidos, para los 
ensayos 1 y 2 los resultados cumplen con lo establecido en la norma. Por otra parte, el promedio 
de los ensayos cumple con los paramentos en la norma. Sin embargo, el índice de plasticidad 
cumple con los parámetros mínimos establecidos en la norma. 
8.1.4. Humedecimiento y densidad de muestras compactadas de suelo Natural 
 
Ilustración 8. Humedecimiento de muestras 
 
Fuente: Elaboracion propia. 
Las muestras son preparadas mediante tamizado, se procede a tomar el peso de las muestras 
humedeciendo el material. 
Ilustración 9. Densidad de las muestras 
 
Fuente: Elaboracion propia. 
 
46 
 
Debido al tipo de material y a su uso dentro de una capa de una estructura de pavimento se 
procedió a realizar el ensayo normal de compactación. 
Gráfica 3. Relación humedad - densidad Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
En la anterior grafica se observa la recopilación de los datos obtenidos de los 3 ensayos en 
donde se relaciona la humedad vs la densidad del suelo Natural, la humedad y la densidad en 
los 3 ensayos son similares. 
 
Tabla 10. Densidad Máxima y optima Suelo Afirmado 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
Los resultados fueron similares, con una pequeña desviación estándar lo cual da confiabilidad 
en la repetividad de los resultados, estos son utilizados adelante para la elaboración de suelo – 
cemento con adición de fibra. 
Ensayo Densidad Max Densidad optima 
1 1,996 10,200
2 1,998 11,000
3 1,999 11,700
Promedio 1,998 10,967
Desviacion estandar 0,002 0,751
47 
 
8.1.5. Relación de soporte del suelo en el laboratorio (CBR de laboratorio) 
 
Ilustración 10. CBR 
 
Fuente: Elaboración Propia. 
Para realizar este ensayo la muestra es colocada en el recipiente, un pistón circular penetra la 
muestra a una velocidad constante y de esta manera se evalúa la resistencia potencial de los 
materiales. 
Gráfica 4. Penetración Suelo Natural Ensayo 1 
 
Fuente: Elaboración propia. 
48 
 
Gráfica 5. Penetración Suelo Natural Ensayo 2 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Gráfica 6. Penetración Suelo Natural Ensayo 3 
 
Fuente: Elaboración propia. 
En la anterior grafica se observa la recopilación de los datos obtenidos de las 3 muestras cada 
una con 3 ensayos, se evidencia que la muestra 3 tiene mayor resistencia a la penetración ya 
que es necesario una mayor carga para llevarla al mismo punto de penetración que las demás 
muestras. 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 2 4 6 8 10 12 14
C
ar
ga
 (
M
p
a)
Penetración (mm)
Penetración Ensayo 2
56 Golpes 25 Golpes 10 Golpes
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 2 4 6 8 10 12 14
C
ar
ga
 (
M
p
a)
Penetración (mm)
Penetración Ensayo 3
56 Golpes 25 Golpes 10 Golpes
49 
 
Tabla 11. CBR Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
Los resultados fueron similares, con una pequeña desviación estándar lo cual da confiabilidad 
en la repetividad de los resultados, corroborando la anterior grafica se muestra similitud entre 
los resultados obtenidos de las muestras 1 y 3, este ensayo muestra la carga untaría a diferentes 
profundidades de penetración en muestra escogida. 
Gráfica 7. CBR vs Densidad Suelo Natural 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Ensayo Golpes CBR Corregido 1 CBR Corregido 2 CBR 100%
56,00 3,10 3,80
25,00 2,10 2,50
10,00 1,40 1,90
56,00 3,00 3,80
25,00 1,70 2,00
10,00 1,20 1,50
56,00 2,80 3,80
25,00 2,10 2,90
10,00 1,40 1,90
Promedio 30,33 2,09 2,68 4,13
Desviación estandar 20,32 0,73 0,93 0,28
Ensayo 1 4,05
Ensayo 2
Ensayo 3
4,45
3,90
50 
 
En la anterior gráfica se observa la recopilación de los datos obtenidos de los tres ensayos en 
las muestras, se evidencia que la muestra 1 y 3 tienen un comportamiento similar, este ensayo 
evidencia la variación de la densidad frente al CBR, para los valores de humedad estudiados. 
Cuando el suelo se acerca a la saturación los esfuerzos efectivos son menores por lo tanto es 
posible que el agua de los poros no se alcanzó a drenar. 
8.2. SUELO – CEMENTO 
 
Para la elaboración de los ensayos de suelo - cemento se establecieron proporciones de 
cemento en 3%, 6% y 9%. 
Ilustración 11. Suelo Cemento 
 
Fuente: Elaboración propia. 
La muestra de Suelo Natural es mezclada con las cantidades ya establecidas de adición de 
cemento. 
51 
 
8.2.1. Humedecimiento y densidad de muestras compactadas de suelo – cemento 
Ilustración 12. Humedecimiento de las muestras 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
 
Gráfica 8. Relación Humedad - Densidad Suelo Natural + Cemento 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
En la anterior grafica se observa la recopilación de los datos obtenidos de los tres ensayos en 
donde se relaciona la humedad vs la densidad del suelo Natural, la humedad y la densidad en 
los 3 ensayos son similares, el ensayo de Suelo Natural + 3% cemento alcanzan un punto 
máximo de alrededor de 2.0 kg/m3 de densidad frente a 10.8% de humedad 
1,500
1,600
1,700
1,800
1,900
2,000
2,100
5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00
D
en
si
d
ad
 K
g/
m
3
Humedad %
Relación humedad - densidad
SA-3C-0F SA-6C-0F SA-9C-0F
52 
 
Tabla 12. Densidad máxima y optima de Suelo Natural + Cemento 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
Los resultados fueron similares, con una pequeña desviación estándar lo cual da confiabilidad 
en la repetividad de los resultados. 
 
8.2.2. Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo – cemento 
Ilustración 13. Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo - cemento 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Las muestras son falladas con un aumento constante de la carga aplicadaa la muestra preparada 
de suelo cemento. 
Ensayo Densidad Max Densidad Optima
SA-3C-0F 1,996 10,000
SA-6C-0F 1,995 11,200
SA-9C-0F 1,973 11,300
Promedio 1,988 10,833
Desviacion estandar 0,013 0,723
53 
 
Gráfica 9. Resistencia Vs % de Cemento % 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
En la anterior grafica se observa la recopilación de los datos obtenidos de los tres ensayos, es 
directamente proporcional, evidenciando un aumento de la resistencia frente a la adición de 
cemento a la mezcla. 
Tabla 13. Resistencia Suelo Natural + Cemento 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Los resultados arrojados en los ensayos muestran un pequeño aumento de la resistencia con 
una diferencia de 0.2 entre las adiciones de cemento de 3% a 6%, en el momento de adicionar 
9% de cemento el incremento de la resistencia es sustancial con una diferencia de 0.996 entre 
las adiciones de 6% a 9%. 
Por otra parte, tomando en cuenta el anterior ensayo se analiza que la proporción adecuada en 
cemento en las mezclas realizadas es de 6.2%. 
% cemento
Promedio 
Resistencia Mpa
3 1,818
6 2,054
9 3,050
Promedio 2,308
Desviacion 0,653880554
54 
 
8.3. SUELO AFIRMADO+ CEMENTO + FIBRA 
 
Para la elaboración de los ensayos se establecieron 3 adiciones de fibra para cada una de las 3 
mezclas de suelo cemento, quedando entre los ensayos: 
8.3.1. Humedecimiento y densidad de muestras compactadas de suelo + cemento+ 
fibra 
Ilustración 14. Humedecimiento de las muestras de suelo cemento +fibra 
 
Fuente: Elaboración propia. 
En las anteriores imágenes se puede evidenciar el proceso que se llevo a cabo en la mezcla de 
suelo cemento con fibras de textil jeans. 
Gráfica 10. Relación Humedad - Densidad Suelo Natural + Cemento + 0.5 Fibra 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
55 
 
En la anterior grafica se observa la recopilación de los datos obtenidos de los tres ensayos en 
donde se relaciona la humedad vs la densidad del suelo natural, la humedad y la densidad en 
los 3 ensayos son similares, el punto máximo es alcanzado por la mezcla de Suelo Natural + 
9% cemento + 0.5 fibra con un valor aproximado de 2.1 kg/m3 en densidad frente a 11.5% de 
humedad. 
Tabla 14. Densidad Máxima y optima Suelo Natural + Cemento +0.5 Fibra 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
Los resultados fueron similares, la diferencia en el aumento entre los ensayos de Suelo Natural 
+ 3% Cemento + 0.5 fibra y Suelo Natural + 6% Cemento + 0.5 fibra, es mínimo, por el 
contrario, el aumento de en la densidad frente a los ensayos de Suelo Natural + 6% Cemento + 
0.5 fibra y Suelo Natural + 9% Cemento + 0.5 fibra es de aproximadamente 0.01g/cm3. 
Gráfica 11. Relación Humedad - Densidad Suelo Natural + Cemento + 1.0 Fibra 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Ensayo Densidad Max Humedad Optima 
SA-3C-05F 1,993 10,384 
SA-6C-05F 1,959 7,349 
SA-9C-05F 2,005 10,642 
Promedio 1,986 9,459 
Desviacion estadar 0,024 1,831 
 
56 
 
Tabla 15.Densidad Máxima y optima Suelo Natural + Cemento +1.0 Fibra 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
Gráfica 12.Relación Humedad - Densidad Suelo Natural + Cemento + 1.5 Fibra 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Tabla 16. Densidad Máxima y optima Suelo Natural + Cemento +1.5 Fibra 
 
Fuente: Elaboración Propia. 
 
8.3.2. Resistencia a la compresión de cilindros moldeados de suelo + cemento 
 
Ensayo Densidad Max Humedad Optima
SA-3C-1.0F 2,101 11,878
SA-6C-1.0F 1,987 11,695
SA-9C-1.0F 1,984 12,072
Promedio 2,024 11,882
Desviacion estadar 0,067 0,189
Ensayo Densidad Max Humedad Optima
SA-3C-1.5F 1,976 11,319
SA-6C-1.5F 1,973 11,138
SA-9C-1.5F 1,977 10,591
Promedio 1,976 11,016
Desviacion estadar 0,002 0,379
57 
 
Ilustración 15. Resistencia a la compresión de suelo cemento + fibra 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Tomando en cuenta los ensayos realizado de resistencia a la compresión de las diferentes 
adiciones de cemento se estableció que la adición optima es de 6.2%, con esto se procedió a 
realizar este ensayo en las siguientes muestras: 
 Suelo Afirmado + 6.1% cemento +0 fibra 
 Suelo Afirmado + 6.1% cemento +0.5 fibra 
 Suelo Afirmado + 6.1% cemento +1.0 fibra 
 Suelo Afirmado + 6.1% cemento +1.5 fibra 
Grafica 14. Resistencia fibras +6,1 Cemento 
 
58 
 
Fuente: Elaboración propia. 
En la anterior grafica se observa la recopilación de los datos obtenidos de las 4 muestras 
establecidas con anterioridad a las cuales se les realizaron 3 ensayos en donde se relaciona la 
resistencia de las probetas, la mayor resistencia es obtenida por la muestra de Suelo Natural + 
6.2% cemento +1.0 fibra con un valor aproximado de 2.6 MPa, mientras que la menor 
resistencia es de la muestra Suelo Natural + 6.2% cemento +0 fibra con un valor aproximado 
de 2.05 Mpa. 
Tabla 17. Tabla de resistencias 6,8 Cemento 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Se realizaron los ensayos de resistencia en donde los resultados fueron similares, con una 
pequeña desviación estándar lo cual da confiabilidad en la repetividad de los resultados. 
Mezcla Ensayo Resistencia (Mpa)
Ensayo 1 2,200
Ensayo 2 2,100
Ensayo 3 2,100
Promedio 2,133
Desviación estandar 0,058
Mezcla Ensayo Resistencia (Mpa)
SA-6C-05F Ensayo 1 2,400
Ensayo 2 2,500
Ensayo 3 2,400
Promedio 2,433
Desviación estandar 0,058
Mezcla Ensayo Resistencia (Mpa)
SA-6C-10F Ensayo 1 2,600
Ensayo 2 2,700
Ensayo 3 2,600
Promedio 2,633
Desviación estandar 0,058
Mezcla Ensayo Resistencia (Mpa)
SA-6C-15F Ensayo 1 2,400
Ensayo 2 2,500
Ensayo 3 2,300
Promedio 2,400
Desviación estandar 0,100
SA-6C-00F
59 
 
Grafica 15. % Fibra vs Resistencia 
 
Fuente: Elaboración propia. 
La anterior grafica muestra el aumento de la resistencia con la adición de fibra hasta un punto 
máximo de 2.6 MPa en donde es encontrada la Muestra con 1.0 fibra. 
Tabla 18. % fibra vs resistencia 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Con el aumento de la fibra en la mezcla Suelo Natural +6.2% cemento +1.5 fibra se evidencia 
una perdida de la resistencia de la probeta fallada. 
8.3.3. Relación de soporte del suelo en el laboratorio (CBR de laboratorio) 
 
% fibra Resistencia Mpa
0 2,1
0,5 2,4
1 2,6
1,5 2,4
60 
 
Ilustración 16. CBR en suelo cemento + fibra 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Gráfica 136. SA-3C-05F 
 
Fuente: Elaboración propia. 
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14
C
ar
ga
 (
M
p
a)
Penetración (mm)
Penetración SA-3C-05F
56 Golpes 25 Golpes 10 Golpes
61 
 
Gráfica 17. SA-6C-05F 
 
 Fuente: Elaboración propia. 
 
Gráfica 17. SA-9C-05F 
 
Fuente: Elaboración propia. 
 
En la anterior grafica se observa la recopilación de los datos obtenidos de las 3 muestras cada 
una con 3 ensayos, se evidencia que la muestra con mejores resultados es Suelo Natural + 6% 
cemento +0.5 fibra necesitando una carga mayor para la misma penetración mostrado en los 
demás ensayos. 
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14
C
ar
ga
 (
M
p
a)
Penetración (mm)
Penetración SA-6C-05F
56 Golpes 25 Golpes 10 Golpes
0
1
2
3
4
5
0 2 4 6 8 10 12 14
C
ar
ga
 (
M
p
a)
Penetración (mm)
Penetración SA-9C-05F
56 Golpes 25 Golpes 10 Golpes
62 
 
Tabla 19. CBR SA-3C-05F, SA-6C-05F, SA-9C-05F 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Los resultados fueron similares, con una pequeña desviación estándar lo cual da confiabilidad 
en la repetividad de los resultados. 
Grafica 18. CBR vs Densidad 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Tabla 20. Densidades SA-9C-1.0F, SA-6C-1.0F, SA-9C-1.0F 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Ensayo Golpes CBR Corregido 1 CBR Corregido 2 CBR 100%
56,00 22,00 23,60
25,00 16,60 19,00
10,00 12,80 14,10
56,00 22,20 24,60
25,00 16,80 20,70
10,00 14,50 16,90
56,00 21,40 23,90
25,00 16,60 18,00
10,00 13,80 15,00
Promedio 30,33 17,41 19,53 22,57
Desviación estandar 20,32 3,61 3,91 0,46
Ensayo 1 22,30
Ensayo 2
Ensayo 3
22,30
23,10
Ensayo Densidad Max Humedad Optima
SA-3C-1.0F 2,101 11,878
SA-6C-1.0F 1,987 11,695
SA-9C-1.0F 1,984 12,072
Promedio2,024 11,882
Desviacion estadar 0,067 0,189
63 
 
 
8.4. DURABILIDAD 
 
Ilustración 17. Ensayo de durabilidad 
 
Fuente: Elaboracion propia. 
Esta prueba mide la resistencia a la abrasión y la durabilidad de un agregado al someterlo a la 
acción de cargas. 
Gráfica 14. % Fibra vs Humedad óptima . 
 
Fuente: Elaboracion propia. 
 
 En la gráfica anterior se puede decir que en el ensayo de durabilidad la dosificación que mejor 
se comporto fue la del 1% de fibra, cumplió satisfactoriamente con los 12 ciclos de pruebas, 
obteniendo la más alta humedad óptima, se evidencia un aumento en la humedad optima con el 
aumento de la dosificación de las fibras de jeans con un retroceso llegando a 1.2% fibra textil. 
9,8
10
10,2
10,4
10,6
10,8
11
11,2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
H
u
m
ed
ad
 O
p
ti
m
a
% Fibra
% Fibra vs Humedad Optima 
64 
 
Ilustración 18. Cilindros de suelo + cemento + fibra apra ensayo de durabilidad 
 
Fuente: Elaboracion propia 
 
Las prubeas fueron realizadas con Suelo Natural + 6.1 Cemento + variacion en dosificacion 
de % en fibra textil de jeans, el porcentaje de cemento fue analizado con anterioridad con los 
resultados de laboratorio. 
Gráfica 15. % fibra vs cambio volumétrico 
 
Fuente: Elaboracion propia. 
 Para el análisis de % fibra textil jeans vs cambio volumétrico se observa una disminución en 
el volumen a medida que se va acercando a 1% de fibra textil jeans, llegado este punto el 
aumento del volumen es recuperado en medida. 
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
%
 f
ib
ra
 je
an
s
% fibra de jeans
% fibra vs cambio volumentrico 
65 
 
Gráfica 16. % fibra textil vs % de perdida 
 
Fuente: Elaboración propia. 
Se puede evidenciar que la gráfica % fibra jeans vs % perdida tiene una caída el porcentaje de 
perdida legando a un punto mínimo de aproximadamente 9% acercándose 0.8% de fibra, al 
adicionar 1.0 % de fibra se ve un aumento en el porcentaje de perdida, cumplió 
satisfactoriamente con los 12 ciclos de pruebas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9
9,2
9,4
9,6
9,8
10
10,2
10,4
10,6
10,8
11
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6
%
 d
e 
p
er
d
id
a 
% fibra de jeans
% Fibra jeans vs % de perdida
66 
 
5. CONCLUSIONES 
 
El ensayo de CBR arroja que el suelo natural tiene un CBR muy bajo de 3.45%, al añadir 
cemento en proporción, este aumenta su CBR a 10%, mejorando un 190%, con este porcentaje 
de cemento y adicionando fibras se observó que el valor de CBR aumenta hasta 27.3% con 1% 
de fibras y disminuye posteriormente, esta mejora significa un aumento de relacione de soporte 
de 170% en comparación con el suelo cemento sin adición de fibra. 
Se evidencia que la resistencia aumenta y luego disminuye, encontrando su punto pico más 
elevado con la adición en 1.0% de peso. Se evidencia la mejoría de resistencia ya que en el 
punto pico (1.0% de fibra) la resistencia fue de 10% mayor que el suelo cemento si adición de 
fibra de jeans, como resultado se evidencia que mejora la propiedad mecánica de la resistencia 
a la compresión, cumpliendo los lineamientos mínimos exigidos por la norma Invias 2013 
En las pruebas de durabilidad se observa que la muestra de suelo cemento sin adición de fibra 
cumple con las especificaciones mínimas de norma, cuando se adiciona fibra textil la pérdida 
por desgaste disminuye para las proporciones de 0.5% y 1.0%, posteriormente vuelve a 
aumentar, se puede evidenciar la durabilidad mejora en un 15% con 1.0% de fibra en 
comparación con la muestra sin fibra. 
Se puede concluir que el porcentaje más óptimo de utilización de fibra es el 1% de adición en 
peso ya que este valor aumenta el CBR y la resistencia a la compresión simple, y por otra parte 
disminuye la pérdida de material en la prueba de durabilidad, el aumento de porcentaje en peso 
de fibra genera efectos adversos, desmejorando las propiedades geomecánicas, una de las 
causas puede ser que después de este porcentaje hay acumulación de fibras y existe más 
contacto entre fibras y menos contacto entre suelo, hecho que reduce notoriamente las 
propiedades evaluadas anteriormente. 
67 
 
Se determinó que el diseño óptimo para la elaboración de suelo – cemento + fibra jeans 
reciclada es del 1% de jeans en relación al peso del suelo seco y el 6,1% de cemento; esto 
cumpliendo con los requisitos de resistencia mínima con un valor del 2.1 Mpa. 
Se evidencia una mejora de los materiales al adicionar fibras de jeans a la mezcla de suelo 
cemento, ya que se requiere menos porcentaje de cemento para una adición del 1% de jeans, 
generando un aumento en la resistencia, durabilidad y beneficios económicos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
68 
 
6. RECOMENDACIONES 
Se recomienda realizar mas laboratorios variando los porcentajes de fibras de jeans entre 0.5% 
y 1% para confirmar la conducta de los ensayos de durabilidad de un suelo – cemento- jeans, y 
tener en cuenta la repetibilidad. 
Se recomienda la realización de ensayos de laboratorio para la utilización de suelo + cemento 
+ % fibra en pavimentos, para mejora de subrasante. 
Se recomienda el uso de fibras textiles de jean en un tramo de vía para su análisis de 
comportamiento mecánico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
69 
 
 
7. REFERENCIAS 
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