“INFLUENCIA DE LA CENIZA DE BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR

EN LAS PROPIEDADES FÍSICAS Y MECÁNICA DE UN MORTERO

APLICADO A LA MAMPOSTERIA”

Bulnes Reyna Manuel, Carbajal Tiburcio Juliana, Ibañes Moreno Christian, Muñoz Soledad Andrea, Tamayo Avalos Junior

RESUMEN

El presente estudio de investigación tiene como objetivo el análisis e influencia de la ceniza de bagazo de caña de azúcar en las propiedades físicas y mecánicas de un mortero para pega de ladrillos.

La (CBCA) es subproducto de la industria azucarera; en la construcción son múltiples los usos en donde se puede utilizar la CBCA, desde diferentes tipos de concreto hasta morteros. Esta ceniza es desechada, por lo cual se tuvo como idea elaborar mortero con dicha ceniza, utilizando dos dosificaciones: 1:3 y 1:4; cada una con 5 muestras: con 0%, 10%,20%,30% y 40% con 7 días de curado, determinando cuál es el comportamiento en propiedades mecánicas como la resistencia a la compresión de un mortero utilizando CBCA, cuales son las ventajas y desventajas que trae utilizarlo en la mezcla de morteros.

Finalmente se concluyó que los mortero más favorables a utilizar son los morteros de dosificación 1:3 con porcentaje de ceniza de 20% x tener una resistencia a la compresión

Palabras claves: morteros, ceniza de caña de azúcar, resisntencia a la compresión, días de curado.

ABSTRACT

This research study aims to analyze and influence of the ashes of sugar cane bagasse in the physical and mechanical properties of a mortar to brick hits.

The (CBCA) is a byproduct of the sugar industry; in construction are many applications where you can use the CBCA, from different types of concrete to mortars. This ash is disposed of, so he had the idea to develop this ash mortar, using two dosages: 1: 3 and 1: 4; 5 samples each with: with 0%, 10%, 20%, 30% and 40% with 7 days of curing, determining what behavior in mechanical properties such as compressive strength of a mortar using CBCA, which are brings advantages and disadvantages is used for blending mortar.

Finally it was concluded that the most favorable mortar are used dosage mortars 1: 3 with ash percentage 20% x have a compressive strength

INTRODUCCIÓN

La ceniza del bagazo de la caña de azúcar (CBCA) es subproducto de la industria azucarera. El cual se ha utilizado en diferentes campos de la ciencia, tales como la ingeniería, la biología, y la agricultura.

En la construcción son múltiples los usos en donde se puede utilizar la CBCA, desde diferentes tipos de concreto hasta morteros.

Actualmente, existe la necesidad de crear nuevos materiales que sean totalmente ecológicos, económicos y saludables, para la construcción. Ante esto el bagazo de la caña de azúcar, se presenta como un material con características puzolánicos que puede modificar las propiedades del cemento, como en su fluidez, densidad, capilaridad, y resistencia a la compresión.

Los estudios realizados a la CBCA indican que los materiales cementantes suplementarios crean cementos más resistentes, el uso de CBCA en cemento ha sido un material orgánico con potencial para algunas aplicaciones comprobado por investigaciones hechos en distintos países tales como, Brasil, Cuba, Alemania, México

ANTECEDENTES

En Brasil un equipo coordinado por el ingeniero civil Almir Sales, docente de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), muestran que ese residuo podrá tener un destino ambientalmente adecuado y transformarse en un importante insumo para la fabricación de argamasa y hormigón de uso en la construcción civil.

Los resultados se presentaron en un artículo publicado en febrero en la versión online de la revista Waste Manajeent.

La propuesta del investigador consiste en reemplazar parte de la arena actualmente utilizada en la preparación de argamasa y concreto por cenizas de bagazo de caña de azúcar. La investigación, que empezó hace

tres años y contó con apoyo financiero de la FAPESP, demostró que el reemplazo de entre un 30% y un 50% en masa de la arena natural por ceniza no solamente preserva las características físicas y mecánicas de un hormigón de buena calidad, sino que también aporta beneficios. En esa franja de reemplazo, el hormigón elaborado con ceniza puede tener un incremento de resistencia de un 20% con relación al concreto convencional, afirma Sales, quien contó con la colaboración de la doctoranda Sofia Araújo Lima y de otros cinco alumnos de iniciación científica. Asimismo, este tipo de concreto reducirá la necesidad de áreas destinadas los residuos, y al mismo tiempo, llevará menos arena, con lo cual habrá un menor impacto ambiental en los lechos de los ríos, que es de donde se la extrae.

JUSTIFICACIÓN

La ceniza de bagazo de caña de azúcar es desechada por las fábricas de caña de diversos lugares; por lo que se tuvo como idea la elaboración y/o empleabilidad de dicha ceniza para verificar la resistencia de un mortero, sometiéndolo a compresión y de esta manera utilizar ese desecho para algo útil, como un medio de reciclaje.

El presente trabajo de investigación es realizado teniendo como objetivo principal el demostrar si la ceniza del bagazo de caña de azúcar puede lograr que una construcción pueda tener una mayor resistencia y a su vez esta genere una mayor durabilidad al mortero.

Material

Cemento Antisalitre, Arena Simbal, Balanza, Moldes cubos de 10x10, Martillo de goma, badilejos, ceniza, Depósitos plásticos / bandejas, Bolsas polipropileno.

Muestra

Se realizó 30 probetas y 10 muretes, dichos ensayos se realizaron en el Laboratorio de Civil del campus de Ingeniería de la Universidad Privada del Norte-San Isidro y laboratorio de materiales

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en la Universidad Nacional de Trujillo con un tiempo de curado de 7 días.

PROCEDIMIENTO

Posteriormente a los ensayos de caracterización de la arena se procedió a la elaboración de los especímenes.

Los moldes utilizados fueron de madera de medidas de cada cubo de 10cm x 10cm x 10cm.

Se limpiaron los moldes y luego se procedió a enceitarlos bien, esto se hace con la finalidad que al momento de desencofrar sea más sencillo desmoldar.

Con las dosificaciones de diseño de mezcla se pasa a pesar cada uno de los materiales incluido el agua. Después se inicia el proceso de mezclado, este procedimiento se hizo con la ayuda de un badilejo, hasta que la mezcla sea homogénea, luego se empieza a incorporar la mezcla a los moldes entres capas distintas, y en cada capa compactando con pizón, teniendo en cuenta que la presión para compactar el espécimen debe ser la necesaria para asegurar un llenado uniforme del molde.

ENSAYOS

Resistencia a la compresión de morteros de las dosificaciones 1:3 y 1:4

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 500

50

100

150

200

DOSIFICACION 1:4

DOSIFICACION 1:3

% DE CENIZA

RESI

STEN

CIA

A LA

CO

MPR

ESIO

N

Resistencia a la compresión de los muretes

0 5 10 15 20 25 30 35 40 450

20

40

60

80

100

120

140

160

180

DOSIFICACION 1:3

DOSIFICACION 1:4

% DE CENIZA

RESI

STEN

CIA

A LA

CO

,PRE

SIO

N

2

1.50 1.60 1.70 1.80 1.90 2.00 2.100

5

10

15

20

25

30

35

40

45

DOSIFICACION DE 1:3

DOSIFICACION DE 1:4

DENSIDAD

%DE

CEN

IZA

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.000

10

20

30

40

50

DOSIFICACION 1:3

DOSIFICACION 1:4

%ABSORCION

% C

ENIZ

A AÑ

ADID

A

CONCLUSIONES

Se realizaron los ensayos necesarios para determinar que la arena utilizada este en un buen estado, se determinó que la arena tiene 400ppm de partículas de cloruros lo que hace que la arena apta para utilizarla, debido a que el número máximo de partículas con cloruros presentes es de 1000ppm; a su vez se determinó el PH de la arena teniendo un resultado de 8.2. Esto indica que es una arena que puede ser utilizada en la construcción, también se hicieron ensayos de caracterización tales como contenido de humedad (1.8%), peso volumétrico suelto (1646.19kg/cm3), peso volumétrico compacto (1861.21/cm3), grado de absorción (3.04%), peso específico (1.586 gr/cm3) y un módulo de finura de (3.16mm).

Se realizó un muestreo de la CBCA, para realizar un análisis granulométrico teniendo como resultado un módulo de finura de (0.95mm)

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Mediante el ensayo de resistencia a la compresión a los cubos de mortero de dosificaciones 1:3 y 1:4 se determinó:

El mortero que tuvo una resistencia a la compresión mayor fue el mortero de dosificación de 1:3 con un porcentaje de ceniza de 20% teniendo una resistencia de 161.82kg/cm2.

El mortero que tuvo una resistencia a la compresión menor fue el mortero de dosificación 1:4 con un porcentaje de ceniza de 40% teniendo una resistencia a la compresión de 36.06kg/cm2.

Se determinó que los morteros de dosificación 1:3 con 10%,20%, 30% porcentaje de ceniza tienen una resistencia mayor que un mortero de la misma dosificación pero con un porcentaje de ceniza de un 0%.

Se determinó que los morteros de dosificación 1:4 con 10% de ceniza tiene una resistencia a la compresión mayor al mortero de la misma dosificación pero con un porcentaje de ceniza de 0%.

Se determinó que los morteros a más porcentaje de ceniza más densidad presentan:

Se determinó que el mortero que tuve menor densidad es de la dosificación 1:4 con un porcentaje de ceniza de 40% y teniendo una densidad de 1.56.

Se determinó que el mortero que presenta mayor densidad (2.14) es el mortero es de la dosificación 1:4 con un porcentaje de ceniza de 0%.

Al ir incrementando el porcentaje de ceniza el mortero en estado endurecido disminuye su densidad.

Se determinó el grado de absorción de cada mortero y se pudo observar que a medida que el porcentaje de ceniza va incrementando el porcentaje de absorción también aumenta

El mortero con menos porcentaje de absorción (3.22%) es el de dosificación 1:3 con 0% de ceniza.

El mortero que presenta mayor grado de absorción (24.23%) es el mortero de dosificación 1:3 con porcentaje de ceniza de 40%.

Analizando los ensayos realizados a los morteros, se llegó a la conclusión que los mortero más favorables a utilizar son los morteros de dosificación 1:3 con porcentaje de ceniza de 20% x tener una resistencia a la compresión mayor que el resto de morteros y porque presenta una densidad estable y un porcentaje de absorción no muy elevado, y el mortero de dosificación 1:4 con un 10% de porcentaje de ceniza añadida ya que presenta una resistencia a la compresión alta y tanto su porcentaje de absorción y su densidad son regularmente favorables para utilizarlo en construcción, ambas mezclas son lo suficientemente trabajables y aptas para ser utilizadas para mortero de pega de ladrillo.

RECOMENDACIONES

Se recomienda hacer un estudio de porosidad a muestras de mortero para determinar la cantidad de poros que puede tener un mortero al añadirle cierto porcentaje de ceniza.

Se recomienda utilizar algún tipo de aditivo que mejore la trabajabilidad y consistencia en morteros al añadirle un 30% y 40% de ceniza.

Se recomienda añadir un porcentaje de cal a las muestras de mortero para evaluar si estas mejoran su resistencia.

BIBLIOGRAFIA

Sales, a.; Lima, s.a. use of brazilian sugarcane bagasse ash in concrete as sand replacement. Waste manajeent. 2010. Versão on-line. Doi: 10.1016/j.wasman.2010.01.026.

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