• Author / Uploaded
• Hye Sum Song

Citation preview

COMPORTAMIENTO MECÁNICO ENTRE MORTERO TRADICIONAL Y MORTERO CON CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR. Fátima Solar Alarcón - Pregrado [email protected] Erick Cillóniz Urbina – Pregrado [email protected] Alejandro Carbonell León Mori Narváez Diego

[email protected] UNIVERSIDAD PRIVADA DEL NORTE RESUMEN El objetivo principal de este artículo fue establecer el comportamiento mecánico entre un mortero tradicional y un mortero tradicional con ceniza de bagazo de caña de azúcar, en la UPN, 2018. La investigación es de tipo básica- aplicada, con un enfoque cuantitativo; tiene un diseño experimental; con un alcance preexperimental; la muestra fueron un total de 9 cubos de mortero con 50mm cúbicos; en esta investigación utilizamos una técnica de observación; y el instrumento que determinamos fue una lista de cotejo para ensayos de mortero acorde a las NTP. Como resultado después que analizamos el comportamiento mecánico del mortero, con una sustitución de arena fina por ceniza de bagazo de caña de azúcar de 0%, 50% y 100% fue una resistencia a la compresión a los 14 días de 6.06; 6.46 y 5.83 kg/cm2 respectivamente. Logramos el objetivo principal ya que existe una relación significativa del comportamiento mecánico entre un mortero tradicional y un mortero con ceniza de Bagazo de caña de azúcar (CBCA). Palabras clave: comportamiento mecánico; mortero; CBCA; compresión.

MECHANICAL BEHAVIOR BETWEEN TRADITIONAL MORTAR AND MORTAR WITH ASH BAGAZO OF SUGAR CANE. ABSTRACT The main objective of this article was to establish the mechanical behavior between a traditional mortar and a traditional mortar with sugar belly, in the UPN, 2018. The research is basic-applied, with a quantitative approach; It has an experimental design; with a pre-experimental scope; The sample was a total of 9 mortar cubes with 50 cubic mm; in this research we use an observation technique; and the instrument that determined was a checklist for mortar tests according to the NTP. As a result of analyzing the mechanical behavior of the mortar, with a substitution of the fine sand, the ash of the bag of sugar of 0%, 50% and 100% was a resistance to compression at 14 days of 6.06; 6.46 and 5.83 kg / cm2 respectively. We achieve the main objective since there is a significant relationship between the mechanical behavior between a traditional mortar and a mortar with sugar bagasse ash (CBCA). Keywords: mechanical behavior; mortar; CBCA; compression.

1

1.

grandes beneficios como reemplazo parcial del material cementante dentro de un mortero. Recomienda que; se puede determinar que con un reemplazo de 20% de ceniza en un proyecto convencional; se haría un ahorro, reduciría el consumo de cemento y su producción directamente, haciendo así que el impacto ambiental por este proceso industrial se reduzca considerablemente, y aumente la utilización residuo que contamina directamente el medio ambiente. Ma-tay (2014) Resistencia a compresión del mortero cemento incorporando CBCA. El objetivo fundamental de esta investigación fue estudiar la posible valorización de diferentes muestras de ceniza de bagazo de caña de azúcar procedente de Honduras. Para ello, se realizó una caracterización físico-química y una evaluación de la reactividad puzolánica para su posible adición en morteros y hormigones. La metodología que empleó fue una investigación básica-aplicada, con enfoque cuantitativo, de alcance correlacional y con un diseño pre-experimental. La muestra utilizada fueron probetas de mortero con cenizas de bagazo de caña de azúcar provenientes de Honduras. El resultado: La influencia de la ceniza de bagazo sobre la resistencia a compresión de morteros fue significativa. Obteniéndose, para probetas con un 25% de sustitución de cemento por ceniza resistencias superiores a las probetas con solo cemento, tanto las curadas a 40°C a 28 días como las curadas a temperatura ambiente a 90 días de curado. De manera general se concluyó que, en las condiciones estudiadas, las cenizas de bagazo de azúcar de San Pedro Sula y Choluteca de las centrales de Honduras, son materiales con una puzolanicidad muy significativa y que por tanto recomienda que es factible utilizar dichas cenizas como sustitución parcial de cemento Pórtland en morteros. Berenger (2017) La influencia de las cenizas de bagazo de caña de azúcar como reemplazo parcial del cemento en la resistencia a la compresión de los morteros. Su objetivo principal fue discutir sobre las posibilidades de usar cenizas de bagazo de caña de azúcar (CBCA) provenientes de una pizzería como sustitución parcial del Cemento Portland para producir morteros usados en diversas aplicaciones en la industria de la construcción. La metodología empleada en este artículo fue: investigación básica -aplicada, con enfoque cuantitativo, de alcance correlacional y con un diseño pre-experimental. Se utilizaron como muestra; dos tipos de bagazo de caña: un proveniente de la industria de caña de azúcar (CBCA-Ind) y el otro procedente de una pizzería

INTRODUCCIÓN

La calidad de los nuevos materiales de construcción y estructuras. Al pasar de los años se ha ido descubriendo nuevos materiales constructivos, como es el caso del cemento Portland que generó un boom en la industria de la construcción. La relación entre los materiales de construcción civil y la contaminación ambiental de las industrias azucareras; es que estas producen grandes desperdicios con la quema de sus desechos generando una gama de CBCA, material con un alto contenido en sílice que, puede en potencia, alterar las propiedades en materiales de construcción. Es por ello que el tema a desarrollar en este artículo es el comportamiento mecánico (resistencia a la compresión) del mortero comercial comparado con un mortero con las mismas propiedades, adicionándole ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA). Es así que, con los datos obtenidos, se desea averiguar, ¿Cuál es el comportamiento mecánico entre el mortero tradicional y el mortero tradicional con CBCA en la UPN, 2018?, y con los resultados, dar detalle de su impacto ambiental. Salomón (2014) Evaluación de la ceniza proveniente del bagazo de caña de azúcar como material cementante alternativo para la elaboración de morteros. El objetivo de esta tesis fue evaluar la utilización de ceniza proveniente de la combustión de bagazo de caña de azúcar como reemplazo parcial del cemento portland para la fabricación de morteros. La metodología empleada fue; investigación básica -aplicada, con enfoque cuantitativo, de alcance correlacional y con un diseño pre-experimental. La muestra fueron bloques de morteros con consistencia plástica y 21 MPa de resistencia a compresión donde se reemplazó el 10%, 20% y 30% del cemento portland en cada bloque respectivamente; Los resultados muestran que aunque hubo incrementos en los tiempos de fraguado inicial y final de hasta el 221% y 234%, respectivamente, las resistencias a compresión a los 56 días no solo no presentaron diferencias significativas sino que los morteros con remplazo del 10 y 20% superaron la resistencia a compresión de la muestra de referencia en 2.5 y 5.0%, respectivamente. La conclusión a la cual llegó después de estudiar características físicas, mecánicas y químicas tanto de las mezclas como de los agregados correspondientes a esta investigación fue que; es posible afirmar que la ceniza de bagazo de caña de azúcar representa

2

que usa el bagazo en sustitución de la madera en sus hornos (CBCA-Piz). El resultado fue que el aumento de la resistencia a compresión a los 91 días fue de aproximadamente 8% para los morteros hechos con cenizas de bagazo de caña de azúcar, mientras que en los morteros sin sustitución parcial de la masa de cemento fue solo de un 5%, a la misma edad. Recomienda el aliento del uso de cenizas de bagazo de caña de azúcar como sustitución parcial del cemento en diversas aplicaciones en el campo de la ingeniería civil, con la ventaja adicional de producir dos efectos secundarios importantes y beneficiosos: (a) reducir el impacto medio ambiental que este residuo agroindustrial provoca en la naturaleza cuando es despejado y (b) disminuir el consumo de cemento y en consecuencia reducir significativamente las emisiones de CO2 por tonelada de cemento producido. Jara (2015) Utilización de la ceniza de bagazo de caña de azúcar (cbca) como sustituto porcentual del cemento en la elaboración de ladrillos de concreto. Su objetivo fue elaborar ladrillos de concreto mediante la sustitución porcentual del cemento Portland, por un desecho agroindustrial como la Ceniza de Bagazo de Caña de Azúcar (CBCA), que les proporcione mejores propiedades mecánicas a estas unidades. La metodología empleada fue; investigación básica -aplicada, con enfoque cuantitativo, de alcance correlacional y con un diseño experimental. La muestra fueron 10 unidades de albañilería hechas con una sustitución del cemento Portland por los diferentes porcentajes de ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA) utilizados (10%, 20% y 30%). El resultado con respecto a los ensayos de resistencia a la compresión, se encontró que la sustitución parcial de CBCA por cemento, no fue benéfica en las unidades de albañilería con el 20% (38.73 kg/cm2) y 30% (35.65 kg/cm2) de CBCA, pues alcanzaron resistencias menores con respecto las unidades de albañilería patrón (54.55 kg/cm2) (“Ladrillera Los Olivos”). Sin embargo, las unidades de albañilería con un 10% de CBCA (50.54 kg/cm2) desarrolló una resistencia similar a las unidades patrón (54.55 kg/cm2). Se concluyó que las propiedades físicas y mecánicas de la unidad de albañilería están determinadas en su mayoría por el proceso de su fabricación. Su recomendación fue continuar la investigación con cenizas de Bagazo de Caña de Azúcar con mayor tiempo de molienda. Vidal (2014). Ceniza de bagazo de caña para elaboración de materiales de construcción: estudio preliminar. A las cenizas se les determinó el índice de actividad puzolánica (IAP) a través de la

resistencia a la compresión, según la norma ASTM C311 y C642, la cual consiste en preparar morteros de cemento con una adición del 20% con respecto a la cantidad de cemento, y un mortero patrón (0% adición). A partir de los resultados obtenidos y teniendo en cuenta datos como la composición química, la pérdida al fuego, y el reporte de otros autores [6-9, 15], se tomó la determinación de realizar un tratamiento térmico a las cenizas, a temperaturas entre 500 y 700°C durante 3 horas. (p18). En base a los datos obtenidos los autores decidieron exponer las cenizas de bagazo a altas temperaturas para mejorar sus propiedades. Giraldo (2012) Ceniza de bagazo de caña como aditivo al cemento portland para la fabricación de elementos de construcción. “A partir de la determinación de la actividad puzolánica, se puede afirmar que los materiales evaluados pueden ser considerados como una puzolana, de tal manera que pueden ser usados para la elaboración de elementos constructivos” (p 77) Las cenizas de bagazo pueden considerarse puzolanas por ende pueden utilizarse en la elaboración de materiales constructivos como bien indica el autor. Hito (2018). Durabilidad del concreto elaborado en base a la ceniza del bagazo de caña de azúcar (cbca) con cemento portland, ante agentes agresivos. “[…]Finalmente luego de ser sometidos al ataque acelerado del sulfato de magnesio durante los 5 ciclos de inmersión y secado de los cubos de concreto se determinó la durabilidad del concreto patrón así como del concreto con ceniza de bagazo, también hubo incrementó de la resistencia a compresión del concreto con CBCA respecto al concreto patrón donde los porcentajes de 5%, 10% y 15% de ceniza de bagazo en el concreto son directamente proporcionales al incremento de sus resistencia a la compresión”.(p4) Como indica en base a sus pruebas en diferentes concretos se determinó que las cenizas de bagazo impactan positivamente en su resistencia a la compresión. Universidad nacional de ingeniería (2013). Influencia de la ceniza de bagazo de caña de azúcar proveniente del ingenio monte rosa sobre las propiedades fisico-mecanicas y de durabilidad de morteros de cemento tipo gu. “Con el fin de evaluar el efecto de sustitución de cenizas de bagazo de caña de azúcar (CBCA) sobre las propiedades mecánicas y de durabilidad de morteros de cemento tipo GU, se determinó la composición química de las (CBCA) por medio de la técnica de fluorescencia de rayos X (FRX), obteniendo un contenido en SiO2 de 62.33%. Se realizó un estudio minerológico el cual mostro que

3

las (CBCA) se comportan como un material puzolánico predominante amorfo, con un tamaño promedio de partículas de 36.32 um superior al del cemento Portland (CP) de 13.84 um determinado por difracción láser y un área superficial de 2552cm2/g determinado por medio del aparato Blaine”.(p.1).Con este libro desde Nicaragua se puede tener un conocimiento mucho más químico de nuestro aditivo estudiado y con la finalidad que puede no solo va ayudar a la ingeniería civil sino al medio ambiente. Universidad Nacional Experimental Politécnica Antonio José de Sucre, Venezuela (2018). Evaluación de la eficiencia de morteros de revestimiento con aditivos reciclados aplicando análisis envolvente de datos (idea). “En este trabajo se aplica análisis envolvente de datos (DEA) para conocer la eficiencia relativa de las resistencias a la compresión de 12 mezclas de morteros de revestimientos (frisos), los cuales han sido analizados en 4 estudios previamente publicados. Se evalúa la eficiencia de morteros de revestimiento con adición de material reciclado como fibra de acero, cal, plástico reciclado de baja densidad (PEBD), bagazo de caña de azúcar (CBCA)”. (p.1). Con este estudio no solo habla sobre las propiedades de nuestro aditivo natural CBCA sino lo compara con otro elemento analizando la resistencia a la compresión, comprobando su beneficio en la construcción. Universidad Francisco de Paula Santander Ocaña (2012). Evaluación de la aptitud de concretos, remplazando parcialmente el cemento portland por cenizas volantes y cenizas de bagazo de caña de azúcar. “Se estudió la resistencia a la compresión de las mezclas de concreto, sustituyendo el 5%, 10%, 15% y 20% de cemento por ceniza volante y ceniza de bagazo de caña de azúcar, se clasificaron las cenizas, posteriormente se determinó la resistencia de las muestras de 7, 14 y 28 días. En cuanto a los resultados, se obtuvo como porcentaje óptimo de adición el 5% para ambas cenizas”. (p. 219). Este trabajo fue realizado por dos ingenieros, ellos trabajaron con datos reales de laboratorio y se puede observar en sus estudios los valores reales después de haber usado los aditivos. Además cumple con las condiciones necesarias que pide la norma para un cemento en mortero de calidad. César Hayro Chávez Bazán (2017), Empleo de la ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA) como sustituto porcentual del agregado fino en la elaboración del concreto hidráulico. “El objetivo es determinar la influencia de la ceniza de bagazo de caña de azúcar sobre la propiedad resistente a la compresión del concreto”

(p.4). Investigación aplicada el cual concluye que la influencia que presenta la adición de la ceniza de bagazo de caña de azúcar sobre la propiedad de resistencia a compresión del concreto es de manera positiva, dado que aumenta en un 21,88% y que la dosificación óptima encontrada es de 3.4% del volumen absoluto de agregado fino. Manzaneira, Cezario, Barreto & Torales (2017). Ceniza de bagazo de caña de azúcar como material puzolánico. “Se realizaron análisis mineralógicos y químicos con dos muestras de ceniza, crudas y calcinadas a una temperatura de 600°C, donde se observó que tenían que ser calcinadas y molidas” (p1). En relación a los resultados de los estudios que se hicieron mostró que hubo un incremento tanto en la ceniza innatura como la ceniza calcinada deben ser sometidas a un proceso de molienda para presentar actividad puzolánica. Monteneiro, helene, silva & Berenguer (2018). La influencia de las cenizas de bagazo de caña de azúcar como reemplazo parcial del cemento en la resistencia a la compresión de morteros. “Al evaluar la resistencia a la compresión se verificó que sustituya en un 15 % de la masa del cemento, procedente de la industria azucarera, con una resistencia a la compresión a los 91 días de curado, obteniendo un 3% más de a las que no tienen aditivo CBCA” (p36). En esta investigación no solo se consideró el 15% de sustitución en el mortero, sino que también se reemplazó el 30% donde se observó un comportamiento pésimo a la resistencia a la compresión, esto se debe tomar en cuenta al momento de su dosificación. Cordeiro, Dias, Moraes, Guilherme & Romildo (2009). Caracterización de la ceniza del bagazo de caña de azúcar para su uso puzolana en materiales cementosos. “Actualmente, diversos materiales puzolanicos, como ceniza volante, sílica activa, metacaolín y ceniza de cascara de arroz, son usadas como puzolanas posibilitando una reducción de problemas ambientales debido a que el uso sin ella causa una gran emisión de gases de efecto invernadero- emitidos a la atmosfera” (p3). Según este estudio y el conocimiento que se tiene sobre las enfermedades del concreto y el mortero, este estudio relacionado a la agroindustria ayuda evaluar que debemos cuidar el medio ambiente usando aditivos de origen natural. Pinel (2014). Valorización de cenizas de bagazo procedentes de honduras: posibilidades de uso en matrices de cemento portland. “Para evaluar las propiedades mecánicas de morteros en los que se utiliza como conglomerante cemento Portland y ceniza de

4

bagazo de caña de azúcar se fabricaron probetas de probetas de mortero de 4x4x4 cm. Se determinó la trabajabilidad de los tres tipos de mortero con diferente procedencia y posteriormente ensayadas a la compresión” (p56). La resistencia a la compresión de un mortero con el uso de aditivos no solo depende del comportamiento con los demás agregados, sino que su origen sea libre agentes nocivos que afecte la dosificación y por lo tanto la resistencia a la compresión. Juliet Gaitán (2013). Influencia de la ceniza de bagazo de caña de azúcar proveniente del ingenio Monte Rosa sobre las propiedades físico-mecánicas y de durabilidad de morteros de cemento. "El SIO2 es aportado por la puzolana y el Ca (OH)2 -hidróxido de calcio- es el subproducto de poco valor cementoso generado durante la hidratación primaria y puede ser uno de los puntos de origen de algunas reacciones degenerativas del cemento Portland hidratado. Podrá observarse que durante la hidratación de las puzolanas no hay generación de Ca (OH)2." (p.17). En la hidratación del cemento se genera el hidróxido de calcio que puede ser origen de reacciones degenerativas y se observa que la hidratación de las puzolanas no se genera. Singh et al. (2000) Hidratación del bagland de cemento portland mezclado con ceniza. Investigación de cemento y hormigón. “Estudios sobre el deterioro provocado por el ácido sulfúrico (H2SO4, N/60) medido por pruebas de expansión de prismas. Ellos descubrieron que las expansiones producidas en pastas de cemento, con un contenido de 10% de CBC, fueron significativamente menores que las expansiones en las pastas de referencia.” El aumento de la resistencia al ácido fue atribuido a la reacción puzolánica con el hidróxido de calcio, reduciendo así la permeabilidad debido a la presencia de la CBC. (p. 1485-1488). Pamela Camargo (2014) Rendimiento de morteros producidos con la incorporación de ceniza de bagazo de caña de azúcar. “Según la caracterización de resultados de la CBC, el trabajo fue realizado con materiales de baja actividad puzolánica. Sin embargo, se confirmó que la CBC puede ser empleada como reemplazo parcial de agregados finos para la producción de morteros”. Como informó en esta parte se puede reemplazar un porcentaje de agregado fino de los morteros. Ojeda-Farías (2018). Influencia de la inclusión de ceniza de bagazo de caña de azúcar sobre la compactación, CBR y resistencia a la compresión simple de un material granular tipo subrasante. “El 25% de sustitución parcial de CPC por CBCA puede ser establecido como porcentaje óptimo en

un suelo granular arenoso, ya que presentó un excelente desempeño en los ensayos de compactación, resistencia a la compresión simple”. (p.12). Al sustituir un 25% del cemento Portland compuesto por CBCA observaron que tenía un desempeño excelente. El objetivo principal es establecer el comportamiento mecánico entre un mortero tradicional y un mortero tradicional con ceniza de bagazo de caña de azúcar, en la UPN, 2018.

2.

MATERIALES Y MÉTODO

2.1.- Tipo: La investigación es de tipo básicaaplicada. Según Salomón (2014) Evaluación de la ceniza proveniente del bagazo de caña de azúcar como material cementante alternativo para la elaboración de morteros. “El objetivo de esta tesis fue evaluar la utilización de ceniza proveniente de la combustión de bagazo de caña de azúcar como reemplazo parcial del cemento portland para la fabricación de morteros”. (p.8) Tiene el objetivo principal de discutir sobre las posibilidades de usar cenizas de bagazo de caña de azúcar (CBCA), ampliando el conocimiento de la ceniza de bagazo y su utilidad, además de dar solución a un problema con su hipótesis propuesta. 2.3.- Enfoque: El enfoque es cuantitativo. Según Berenguer (2017) La influencia de las cenizas de bagazo de caña de azúcar como reemplazo parcial del cemento en la resistencia a la compresión de los morteros. “La muestra fueron 10 unidades de albañilería hechas con una sustitución del cemento Portland por los diferentes porcentajes de ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA) utilizados (10%, 20% y 30%).” (p15). En esta investigación se utiliza cuadros estadísticos y recojo de muestras. 2.4- Diseño: Tiene un diseño Experimental. Según Vidal (2014). Ceniza de bagazo de caña para elaboración de materiales de construcción: estudio preliminar. “A partir de los resultados obtenidos y teniendo en cuenta datos como la composición química, la pérdida al fuego, y el reporte de otros autores [6-9, 15], se tomó la determinación de realizar un tratamiento térmico a las cenizas, a temperaturas entre 500 y 700°C durante 3 horas.” (p18). En esta investigación se

5

establece resultados de la unidad de análisis con la variable Y se muestra incrementos de resistencia.

Según Chávez Bazán (2017), Empleo de la ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA) como sustituto porcentual del agregado fino en la elaboración del concreto hidráulico. “Concluyendo que la influencia que presenta la adición de la ceniza de bagazo de caña de azúcar sobre la propiedad de resistencia a compresión del concreto es de manera positiva, dado que aumenta en un 21,88% y que la dosificación óptima encontrada es de 3.4% del volumen absoluto de agregado fino”. (p.8) Se hace referencia a una dosificación la cual es tomada por uso de su instrumento que fue realizado acorde a las normas técnicas peruanas; en similitud con este artículo, se realizó una lista de cotejo acorde a las NTP.

2.5.- Alcance. - Tiene un alcance o nivel preexperimental. Según Salomón (2014) Evaluación de la ceniza proveniente del bagazo de caña de azúcar como material cementante alternativo para la elaboración de morteros. “Los resultados muestran que, aunque hubo incrementos en los tiempos de fraguado inicial y final de hasta el 221% y 234%, respectivamente, las resistencias a compresión a los 56 días no solo no presentaron diferencias significativas, sino que los morteros con remplazo del 10 y 20% superaron la resistencia a compresión de la muestra de referencia en 2.5 y 5.0%, respectivamente”. (p.8). Se hace el uso de un pre test-estímulo y un post test.

1.

RESULTADOS

1

2.6.- Población y muestra: 2.6.1. Población: No aplica 2.6.2. Muestra: La muestra en este artículo fue un total de 9 cubos de mortero con 50mm en cada lado. Según Salomón (2014) Evaluación de la ceniza proveniente del bagazo de caña de azúcar como material cementante alternativo para la elaboración de morteros. “La muestra fueron bloques de morteros con consistencia plástica y 21 MPa de resistencia a compresión donde se reemplazó el 10%, 20% y 30% del cemento portland en cada bloque respectivamente” (p.6), Se usa bloques de mortero (normas técnicas) con el fin de someterlos al ensayo de compresión. Este tipo de muestra fue adoptado similarmente por la investigación.

ENSAYO N°1: ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO DE AGREGADO FINO ASTM C136 /MTC E 204-2000:

En este ensayo se determina la distribución de tamaños de las partículas de los áridos finos mediante el tamizado en secos de acuerdo a la norma ASTM C136.

Tamaño de la malla %Retenid o % Acumulad Retenido o

Fuente: Propia No

2.7.-Técnica e instrumento: 2.7.1.-Técnica: En esta investigación se utiliza una técnica de observación. Según la Universidad Nacional Experimental Politécnica Antonio José de Sucre, Venezuela (2018). Evaluación de la eficiencia de morteros de revestimiento con aditivos reciclados aplicando análisis envolvente de datos (idea). ). “En este trabajo se aplica análisis envolvente de datos (DEA) para conocer la eficiencia relativa de las resistencias a la compresión de 12 mezclas de morteros de revestimientos (frisos), los cuales han sido analizados en 4 estudios previamente publicados.”(p.8) En esta investigación se da uso de instrumentos y procesos para probar el objetivo propuesto. 2.7.2. Instrumento: Lista de cotejo para ensayos de mortero acorde a las NTP.

6

mm

Peso

% Finos que pasan

N° 3/8"

9.52 0.0000 kg

0

0

100

N°4

4.75 0.0000 kg

0

0

100

N°8

2.36 0.0150 kg

1.91

1.91

98.09

N°16

1.18 0.1000 kg

12.74

14.65

85.35

N°30

0.6 0.1700 kg

21.66

36.31

63.69

N°50

0.3 0.1850 kg

23.56

59.87

40.13

N°100

0.15 0.1700 kg

21.66

81.53

18.47

N°200

0.075 0.0700 kg

8.92

90.45

9.55 0

Charola -

0.0750 kg

9.55

100

Total

0.7850 kg

100

332.49

El análisis granulométrico de la ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA), se observó que el mayor porcentaje de retención fueron en las mallas N°30 y N°100 y el menor porcentaje retención fue la malla N°8. Con un módulo de finura de 1.68, es decir, que tiene una finura muy fina. Al respecto no hay anomalías como una arena de CBCA fina para que no sea un agregado para los morteros.

2

Prueba de capilaridad a mortero con 50% arena - 50% CBCA a una edad de 14 días. 3: Resultados Wo Tabla W A de laTprueba de √t Fagerlund k a mortero con 50% de arenaCBCA 88,9 300 50% 17,32

ENSAYO N°2: GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DE AGREGADOS FINOS (MTC E205 – ASTM C128 – NTP 400.022)

89

El objetivo de este ensayo es obtener el coeficiente de absorción, según las norma (MTC E205) para agregados finos.

64,6

Se rrealizó la prueba conforme con la prueba de Fagerlund con la cual obtendremos el coeficiente de capilaridad de absorción de cada uno de los

Tabla 2: Resultados de la prueba de Fagerlund a mortero con 100% de arena

Se

Prueba de capilaridad a morteros con 100% arena a una edad de 14 días Qo W A T √t k 95,7 300 17,32 96,1 600 24,49 96,3 900 30 96,6 1800 42,43 96,8 3600 60 96,9 7200 84,85 75,2 97,1 0,0025 10800 103,92 10,12 97,2 14400 120 97,4 21600 146,97 97,9 86400 293,94 98,5 259200 509,12 98,7 518400 720 98,8 597600 773,05

600

24,49

89,2 900 30 89,5 1800 42,43 89,8 3600 60 89,8 7200 84,85 90,1 0,0025 10800 103,92 9,66 90,2 14400 120 90,5 21600 146,97 91,2 86400 293,94 92,2 259200 509,12 92,3 518400 720 92,6 597600 773,05

Fuente: Propia Se desarrolló el ensayo de contenido de humedad dándonos un resultado de que; el mortero a base de agregado fino con 50% de CBCA y 50% de arena, en una duración de 14 días; su contenido de humedad fue de 9.66 kg/m2S2 .

Tabla 4: Resultados de la prueba de Fagerlund a mortero con 100% de CBCA

desarrolló el ensayo de contenido de humedad dándonos un resultado de que; el mortero a base de agregado fino con 100% de arena, en una duración de 14 días; su contenido de humedad fue de 10.12 kg/m2S2 .

7

-

Prueba de capilaridad a mortero de 100% CBCA a una edad de 14 días. Wo W A T √t K 78 300 17,3 78 600 24,5 79 900 30 79 1800 42,4 79 3600 60 79 7200 84,9 53,5 80 0 10800 104 9,25 80 14400 120 80 21600 147 81 86400 294 82 259200 509 82 518400 720 82 597600 773

-

El contenido de humedad del agregado CBCA es de 1.6%. El contenido de humedad del agregado fino es de 1.2%. El contenido de humedad de nuestro agregado CBCA con respecto a la arena fina obtiene un mayor contenido de agua. El contenido de humedad se debió por el espacio que hay entre los bloques de los sólidos y por su tamaño.

3.4.- ENSAYO Nº4: FLUIDEZ DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRÁULICO (MESA DE FLUJO) Según los resultados la mezcla de 100% de CBCA tiene mucha fluidez en comparación de las otras dos, asimismo se observó que la mezcla se expandió por toda la mesa de fluidez. Tal vez una de las razones se deba a que la CVCA absorbe mucha cantidad de agua por su origen de ceniza y no tenga humedad.

Se desarrolló el ensayo de contenido de humedad dándonos un resultado de que; el mortero a base de agregado fino con 100% de CBCA, en una duración de 14 días; su contenido de humedad fue de 9.25 kg/m2S2 .

Tabla 5: Comportamiento de la fluidez de los morteros analizados

LEYENDA DEL CUADRO DE VALORES DE FAGERLUND:

La mezcla que contiene 50% CBCA señala que Tablase7:debe Comportamiento tiene 80.00% de fluidez, a que tiene dos de la materiales distintos fluidez en sudemezcla y distintas los morteros analizados propiedades físicas como el peso volumétrico, porcentaje de humedad, de absorción y finura. La mezcla de arena de control, tuvo una fluidez de 95.25%. Con agregado fino es de notar ue también dio una fluidez muy alta en comparación con las otras mezclas.

3.3.ENSAYO N°3: CONTENIDO DE HUMEDAD PARA AGREGADO POR SECADO MTC E 215 En este ensayo se busca determinar el porcentaje de humedad para una muestra de agregado fino o grueso por secado. Los resultados fueron:

8

3.5.-ENSAYO N°5: COMPRESIÓN DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRÁULICO (CUBOS DE 50 mm) Norma MTC E 609 Este ensayo se aplica para determinar la resistencia a la compresión de cemento Pórtland y otros morteros, y los resultados pueden ser usados para verificar el cumplimiento de requisitos. (MTC, 2003).

Mezclas

Relación (ArenaCBCA)

Promedio de las resistencias kg/cm2 7 días

nª1

Debido a la cantidad de días de curado de los cubos de mortero con arena y CBCA, la resistencia a la compresión no llegó al máximo, pero aun así se puede observar una notoria diferencia en cuanto a la relación de Arena y CBCA, teniendo como resultado que a los 14 días la sustitución del 50% de Arena con el CBCA, se obtuvo una mayor resistencia a la compresión de 6.47 kg/cm2.

14 días

nº2

100% Arena 0.13 50% Arena- 2.81 50% CBCA

6.06 6.47

nº3

100%CBCA

5.83

3.03

Grafico 1: Resistencia a la compresión de las muestras de mortero

El gráfico muestra que; según la cantidad de días de curado de los cubos de mortero con arena y CBCA, la resistencia a la compresión no llegó al máximo, pero aun así se puede observar una notoria diferencia en cuanto a la relación de Arena y CBCA, teniendo que a los 14 días la sustitución del 50% de Arena con el CBCA, se obtuvo una mayor resistencia a la compresión de 6.47 kg/cm2.

Según los resultados; la mezcla de 100% de CBCA tiene mucha fluidez en comparación de las otras dos. La mezcla que contiene 50% CBCA señala que tiene 80.00% de fluidez y la mezcla de arena de control, tuvo una fluidez de 95.25%. Fuente: Propia

2.

DISCUSIÓN (O ANÁLISIS DE RESULTADOS)

Los datos recopilados en la investigación de Salomón (2014) concuerda con la conclusión de nuestro trabajo, aunque él haya decidido reemplazar una parte de cemento Porland por CBCA y nosotros hayamos decidido cambiar el agregado fino, se llega a la misma conclusión que se presenta una mejor resistencia en la compresión.

9



Según Ma-tay (2014) en sus estudios reemplazó el 25% de cemento por CBCA dando así una mayor resistencia a la compresión concordando así con nuestro estudio, aunque con una diferencia de sustitución de materiales como ya explicamos Matay sustituyó un porcentaje de cemento y en nuestro caso se sustituyó un porcentaje de arena. La universidad francisco de Paula Santander Ocaña (2012) en su artículo sobre la aptitud de concretos, reemplazando parcialmente el cemento portland por ceniza volante de bagazo desde un 5% hasta un 20% en su composición generando valores de resistencia muy semejantes a nuestro ensayo en laboratorio aunque se alejaron a nuestra resistencia final, ya que tuvieron más tiempo de curado desde 7 a 28 días, mientras que nosotros realizamos de 7 a 14 con un 6.47 kg/cm2 ellos llegaron a una resistencia de 10.58 kg/cm2.

3.

Efectuado el ensayo de resistencia a la compresión del mortero de CBCA de 100% de agregado fino (arena), 50% agregado fino y 50% de CBCA, y 100% de CBCA nos da los resultados esperados; pues la resistencia a la compresión de un mortero con ceniza de bagazo de caña de azúcar fue significativa en comparación con un mortero tradicional. Concluyendo que la CBCA mejora en la resistencia a la compresión dependiendo de la cantidad de este material en el mortero.

5.3.- Se logró el objetivo principal de establecer el comportamiento mecánico entre un mortero tradicional y un mortero tradicional con ceniza de bagazo de caña de azúcar, en la UPN, 2018. Puesto que según los resultados obtenidos; con una sustitución de arena fina por ceniza de bagazo de caña de azúcar de 0%, 50% y 100% dándonos una resistencia a la compresión a los 14 días de 6.06; 6.46 y 5.83 kg/cm2 respectivamente.

CONCLUSION

5.1.-Hipótesis: Existe una relación significativa del comportamiento mecánico entre un mortero tradicional y un mortero con ceniza de Bagazo de caña de azúcar (CBCA) 5.2.-Nuestra hipótesis fue aceptada ya que nuestros resultados muestran que:  Se analizó el comportamiento mecánico del mortero (con relación a las investigaciones encontradas sobre el tema) con una sustitución de arena fina por ceniza de bagazo de caña de azúcar de 0%, 50% y 100% dándonos una resistencia a la compresión a los 14 días de 6.06; 6.46 y 5.83 kg/cm2 respectivamente.  Realizado el ensayo de granulometría del agregado fino con las fórmulas de su respectivo ensayo su módulo de finura es igual a 1.94.  Se desarrolló el ensayo de contenido de humedad dándonos un resultado de, el mortero con agregado fino 100%, 50% de agregado fino (arena) y 50% de CBCA, y 100% de CBCA sus contenidos de humedad es 10.12, 9.66 y 9.25 kg/m 2S2 respectivamente.  Ejecutado el ensayo de fluidez del mortero nos dio un resultado de 100% de agregado fino (arena), 50% agregado fino y 50% de CBCA, y 100 de CBCA sale 95.25%, 80.00% y 100% de fluidez.

4.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos por sobre todo a Dios, porque sin Él nada podemos hacer; agradecemos a nuestra familia, por su apoyo incondicional; al ingeniero Gacés Díaz quién nos dio visto bueno a nuestro instrumento; y por supuesto, a nuestro gran maestro Alexis Aldo García Domínguez, quien nos ayudó a concretar el desarrollo de este artículo de investigación.

5.

REFERENCIAS

Berenger. (2017). “La influencia de las cenizas de bagazo de caña de azúcar como reemplazo parcial del cemento en la resistencia a la compresión de los morteros”.

Camargo. (2014). “La importancia de aditivos en el mortero”. Obtenido de https://scielo.conicyt.cl/scielo.php? script=sci_arttext&pid=S071850732014000200005

10

Chavez. (2013). “Empleo de la ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA) como sustituto porcentual del agregado fino en la elaboración del concreto hidráulico”.

cemento en la resistencia a la compresión de morteros” Ojeda. (2018). “Influencia de la inclusión de ceniza de bagazo de caña de azúcar sobre la compactación, CBR y resistencia a la compresión simple de un material granular tipo subrasante”. ALCONPAT.

Cordeiro, Guilherme & Romildo (2009). “Caracterización de la ceniza del bagazo de caña de azúcar para su uso puzolana en materiales cementosos”.

Salomon. (2014). “Evaluación de la ceniza proveniente del bagazo de caña de azúcar como material cementante alternativo para la elaboración de morteros”.

Dominguez. (2015). “Ceniza de bagazo de caña para elaboración de materiales de construcción”. Colombia: universidad nacional de Colombia.

UFPSO. (2012). “Evaluación de la aptitud de concretos, remplazando parcialmente el cemento portland por cenizas volantes y cenizas de bagazo de caña de azúcar”.

Gaitán, J. (2013). “Influencia de la ceniza de bagazo de caña de azúcar proveniente del ingenio Monte Rosa sobre propiedades físico-mecánicas y de durabilidad de morteros de cemento tipo GU”.

UNEP. (2018). “Evaluación de la eficiencia de morteros de revestimiento con aditivos reciclados aplicando análisis envolvente de datos”.

Giraldo. (2012). “Ceniza de bagazo de caña como aditivo al cemento portland para la fabricación de elementos de construcción”. Hito. (2018). “Empleo de la ceniza de bagazo de caña de azúcar (CBCA) como aditivo en el agregado fino de la elaboración del mortero”.

UNI. (2012). “Influencia de la ceniza de bagazo de caña de azúcar proveniente del ingenio monte rosa sobre las propiedades fisicomecanicas y de durabilidad de morteros de cemento tipo gu”.

Jara. (2015). “Utilización de la ceniza de bagazo de caña de azúcar (cbca) como sustituto porcentual del cemento en la elaboración de ladrillos de concreto”.

Vidal. (2014). “Ceniza de bagazo de caña para elaboración de materiales de construcción: estudio preliminar. “.

Matay. (2014). “Valorización de cenizas de bagazo procedentes de honduras: posibilidades de uso en matrices de cemento pórtland”.

Pinel (2014). “Valorización de cenizas de bagazo procedentes de honduras: posibilidades de uso en matrices de cemento portland”.

Manzaneira, Cesario, Barreto & Torales (2017). “Ceniza de bagazo de caña de azúcar como material puzolánico”.

Uriel, A. J. (2011). “COMPORTAMIENTO MECANICO Y FISICO DEL MORTERO A BASE DE CBCA COMO ARIDO EN APLANADOS EN MUROS. VERACRUZ”.

Monteneiro, helene, silva & Berenguer (2018). “La influencia de las cenizas de bagazo de caña de azúcar como reemplazo parcial del

11

Castillán (2016). “Prueba mecánica a cubos de morteros con adición de cenizas volantes”. Quevedo (2014). “Determinación del uso de cenizas de Bagazo de caña de azúcar como aditivo mecánico para la utilización en morteros de alta resistencia”. URP. (2016) “Resistencia a la compresión elevada de concreto hidráulico a causa de aditivo cbca”. Castro, c. c. (2014). Evaluación de la resistencia a la compresión, tensión y flexión de morteros. INEI. (2016). Producción de caña de azúcar se incrementó 8,7%. Salvador, H. E. (2017). Ensayos de laboratorio concreto en estado fresco. Lima.

12

X

7.- ¿La absorción es mínima? CONTENIDO DE HUMEDAD

6.

malla N°200 según NTP 339.127? de

X

10.- ¿Está en el rango bueno de

X

9.1.-LISTA DE COTEJO SOBRE MORTEROS SEGÚN NTP:

ENSAYOS

MORTERO TRADICIONAL CON CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO AGREGADOS FINOS

X

8.- ¿Hay porcentaje retenido por la

ANEXOS:

DE

SI

¿Se encontró muestra agregado fino húmedo?

DE

NO

FLUIDEZ DE MORTEROS CEMENTO HIDRAÚLICO

X X

2.- ¿El porcentaje total del material retenido en cada tamiz es permitido según la norma ASTM C136 /MTC E 204-2000?

X

3- ¿El porcentaje de material retenido entre tamices consecutivos es permitido según la norma ASTM C136 /MTC E 204-2000?

X

12.- ¿Se encuentra en los intervalos

X

de tiempo al momento de volverse plástico?

13.- ¿se encuentra en el rango 110 + -

X

15%? PESO ESPECÍFICO DEL CEMENTO

14.- ¿El origen según sus canteras

X

es natural?

15.- ¿Posee porcentaje de agua el

X

cemento?

¿Con qué tipo de cemento se realizó el ensayo? X

X

COMPRESIÓN DE MORTEROS DE CEMENTO HIDRAÚLICO

N°4 es suficiente para poder realizar el ensayo de gravedad específica? X

para hallar la gravedad específica en este estado?

6.- ¿La gravedad específica aparente

X

demasiada fluidez?

GRAVEDAD ESPECÍFICA Y ABSORCIÓN DE LOS AGREGADOS FINOS

5.- ¿Es óptimo el porcentaje de agua

DE

11.- ¿El mortero de ensayo presenta

1.- ¿El porcentaje total del material que pasa por cada tamiz es permitido según la norma ASTM C136 /MTC E 204-2000?

4.- ¿El material que pasa por la malla

contenido de humedad de según la norma NTP 339.127?

16.- ¿El área es mayor a 25 cm2?

X

17.- ¿La carga máxima es superior a

X

15 kN? X

coincide con los parámetros requeridos en el ensayo en laboratorio?

13

14