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FACULTAD DE INGENIERIAFACULTAD ACADEMICO PROFECIONAL DEINGENIERIA CIVILEfecto De La Ceniza De Tuza De Maíz Sobre La ResistenciaA Compresión Y Eflorescencia Del Ladrillo De Concreto.AUTORSaldaña Chaupe José Miguel ( ORCID: 0000-0002-9969-5089)ASESORES:José Antonio Contreras Velásquez (ORCID: 0000-000...

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FACULTAD DE INGENIERIA FACULTAD ACADEMICO PROFECIONAL DE INGENIERIA CIVIL

Efecto De La Ceniza De Tuza De Maíz Sobre La Resistencia A Compresión Y Eflorescencia Del Ladrillo De Concreto.

AUTOR Saldaña Chaupe José Miguel (ORCID: 0000-0002-9969-5089)

ASESORES: José Antonio Contreras Velásquez (ORCID: 0000-0001-5630-1820)

LINEA DE INVESTIGACION Diseño Sísmico Estructural

Trujillo- Perú 2021

DEDICATORIA

A mis padres Leoncio Saldaña y sebastiana chaupe, por su motivación y apoyo de manera incesable a lo largo de todo el transcurso de mi carrera, por siempre alentarme a seguir adelante y luchar para alcanzar mis metas, también quiero agradecer a mis hermanos Julio y Marcos Saldaña chaupe, el primero por ser siempre mi protector y maestro y el segundo por siempre estar apoyándome en cada uno de mis proyectos y anhelos, a ellos siempre mis respeto y admiración por su apoyo constante. A mi amada esposa Rosalía Quispe Gutiérrez y mi hijo José Gianfranco Saldaña Quispe quienes han sido el complemento perfecto para que cada minuto, cada instante hayan valido la pena en toda esta etapa de mi formación profesional.

José Miguel Saldaña Chaupe

AGRADECIMIENTO

Agradezco de manera muy especial a Dios por estar conmigo en los momentos más difíciles de mi vida y por permitirme culminar mis estudios bajo su protección y benevolencia. A mis padres y hermanos por todo su amor brindado hacia mí. Agradezco también a todos los integrantes de esta prestigiosa escuela de ingeniería civil, especialmente a todos los docentes que contribuyeron en mi formación profesional a mi asesor ingeniero José Antonio contreras Velásquez por su exigencia y su excelente apoyo brindado

I.

INTRODUCCION Uno de los materiales más importantes dentro del rubro de la construcción son los ladrillos, los mismos que se conocen por sus características y funcionabilidades dentro de cada edificación. Para nuestro estudio utilizaremos el ladrillo de concreto King Kong, debido a que se ajusta a nuestra línea de estudio diseño sísmico y estructural cumpliendo también con la norma (E 0.70).

En el presente trabajo utilizaremos agregados de las canteras ubicadas en el Distrito de Huanchaco, ubicadas en el sector león encantado por ser las más reconocidas en el medio y para el tema propuesto de las ceniza de tuza de maíz buscaremos reciclar los residuos de ceniza de tuza de maíz del sector Valdivia en el distrito de huanchaco, sector conocido por ser una zona agrícola productora de maíz y otras zonas aledañas con los cuales podamos aprovechar los recursos de mi sector. Respecto a la realidad problemática, el motivo fundamental del presente trabajo de investigación es determinar cuál es el efecto de la adición de las cenizas de tuza de maíz en la resistencia a la compresión y la eflorescencia en ladrillos de concreto. Por más de dos décadas viviendo en el sector Valdivia (huanchacoTrujillo) ,donde la agricultura ha sido el eje motriz de la economía de este sector siendo el maíz el sembrío predominante en la zona debido a la facilidad que este producto da por su corto tiempo en siembra de 130 a 150 días según [ CITATION MIN15 \l 10250 ] .somos productores .Esto hace que después de la cosecha quede los residuos como la tuza del maíz queden en la intemperie usándose un mínimo en otros sectores y lo demás se calcina a cielo abierto convirtiéndolo en ceniza . Es por ello la presente investigación donde proponemos la utilización de la ceniza de tuza de maíz, desde mi posición como futuro profesional de ingería civil quisiera que sea valorado quizás como un pequeño aporte al tema de ladrillo. Como se conoce los ladrillos de concreto en especial los de King Kong

son materiales importantes dentro de los proyectos de

construcción, y es aquí donde se puede aprovechar los residuos de la ceniza de tuza de maíz, aprovechándolo así este producto ya no será un desperdicio que muchas veces acaba en el botadero el milagro, sino también permitir que este nuevo conocimiento sea de aprovechamiento en todas las carreras comprometidas en la rama de la construcción.

El problema en el presente trabajo de investigaciones: ¿Qué efecto tiene la ceniza de tuza de maíz sobre la resistencia a compresión y eflorescencia del ladrillo de concreto? Como justificación podemos decir, que en el sector de la construcción las cantidades de ladrillos que se necesitan para cubrir todo el mercado son inmensas y serán más grandes aun con el desarrollo de nuevas obras en la cuidad, debido a esto se busca tener un stock más amplio para el ladrillo de concreto King Kong. En el caso más específico de la ciudad de Trujillo en el distrito de huanchaco , donde resido existe una cantidad de sembríos de maíz los cuales después de la cosecha se quedan con las tusas como material

de desperdicio siendo esta zona productora de maíz su

desperdicios son

de gran

consideración esto

afecta de

manera

considerable a la zona urbana ,pues quedan expuestos a la intemperie y son calcinadas al aire libre ,este es el material que podemos aprovechar e introducirlo a nuestro ámbito de la construcción. En el mundo de la construcción actual, la innovación aún está surgiendo en la investigación y esto puede generar nuevo conocimiento como

los efectos de agregar

nuevos componentes como ya se ve en el mercado actual, debido a esto considero una idea importante estudiar la incorporación de la ceniza de tuza de maíz en los ladrillos de concreto, experimentando los efectos en la resistencia a la compresión y eflorescencia dejando así sembrados los cimientos de nuevas investigaciones que puedan profundizar más en el mundo de la construcción y también soluciones al a problemática para del medio ambiente. El objetivo principal es Determinar el efecto de la ceniza de tuza de maíz sobre la resistencia a compresión y eflorescencia del ladrillo de concreto. Y como

objetivos específicos tenemos el diseñar una mezcla patrón sin

cenizas de tuza de maíz; Determinar la resistencia a la compresión del ladrillo de cemento incorporado los porcentajes de la ceniza de tuza de maíz; Determinar la suficiencia ala eflorescencia que obtendrá el ladrillo de concreto con adición de ceniza de tuza de maíz; Determinar la mejor

dosificación para la mejora del ladrillo en la resistencia a la compresión y reducción de eflorescencia. En el presente trabajo de investigación planteamos nuestra hipótesis como: El uso de la ceniza de tuza de maíz tiene efecto positivo en la mejora de la resistencia de la compresión y reduce la eflorescencia del ladrillo de concreto.

II.

MARCO TEORICO [ CITATION Har17 \l 10250 ] El hormigón, el material de construcción más común, tiene una capacidad de tensión insignificante. Sin embargo, un material de refuerzo como fibras naturales, se puede utilizar para mejorar las propiedades de tracción del hormigón. Este artículo presenta experimentos realizados en concreto súper ligero mezclado con fibras de coco (SLNFRC). Las fibras de coco son consideradas como una de las fibras naturales más duras para fortalecer el hormigón. Los compuestos reforzados con fibra de coco han sido considerados como un material de construcción sostenible porque las fibras se derivan de residuos. Estos desechos, que están disponibles en grandes cantidades en Asia, deben extraerse de la cáscara de los frutos de coco y deben pasar un proceso mecánico antes de ser añadidos a una mezcla de concreto. El concrete se hizo mezclando pasta de hormigón con agente de espuma que puede reducir el peso total del hormigón hasta un 60% con resistencia a la compresión de hasta 6 MPa. El hormigón súper ligero está diseñado para ser utilizado para muros no estructurales, como materiales de construcción convencionales alternativos como paredes de ladrillo. En esta investigación se estudió la influencia del contenido de fibras de coco en el aumento de la resistencia a la tracción a la flexión del hormigón súper ligero. El contenido de fibra estudiado incluye 0%, 0,1%, 0,175% y 0,25% en peso del contenido de cemento. Dieciséis especímenes de mini haces SLNFRC de 60 mm x 60 mm x 300 mm fueron probados para no investigar sus fortalezas de flexión. El porcentaje óptimo de fibras que producen mayor resistencia a la tracción fue de 0,175%

[ CITATION SHA18 \l 10250 ]. La investigación experimental se llevó a cabo para estudiar la variación en las propiedades de resistencia y durabilidad del hormigón de alta resistencia incorporado con fibras de sisal, plátano y fibra de coco. En este estudio se fundieron tres porcentajes diferentes 0,5%, 1% y 1,5% en volumen de fibras de sisal, plátano y coco y se compararon los resultados con la mezcla testigo. Se estudiaron las propiedades de resistencia como resistencia a la compresión, resistencia a la tracción por división y resistencia a la flexión y durabilidad como absorción de agua, sortividad y permeabilidad rápida al cloruro. Los resultados de las pruebas muestran que la adición de sisal, fibra de plátano y fibra de coco dio como resultado la mejora de la resistencia a la compresión, la resistencia a la rotura y la resistencia a la flexión del hormigón en el rango de 4% o a 10% o. La mezcla óptima se obtuvo como 1% o fibra de sisal y plátano y 0,5% fibra de coco. Las propiedades de durabilidad de la mezcla óptima como absorción de agua, sorptividad y los valores de prueba de penetración rápida de cloruro (RCPT) tienen un mejor rendimiento en comparación con la mezcla de control debido a su efecto de relleno de poros de fibras naturales que hacen que el hormigón sea más denso. Según [CITATION MarcadorDePosición1 \l 10250 ], en su artículo investiga la viabilidad de utilizar cenizas de rastrojo de maíz (CSA) como material cementante suplementario para reemplazar el cemento en el hormigón. Se produjeron tres tipos de CSA: rastrojo de maíz quemado lavado con agua, lavado con ácido y sin tratar, y se evaluó la influencia de los regímenes de pretratamiento en las propiedades físicas y químicas de las cenizas producidas. Además, se analiza la influencia de la CSA en la cinética de hidratación de las pastas de cemento y la resistencia a la compresión y la resistividad eléctrica en masa de las muestras de hormigón. Los resultados de este estudio muestran que el tratamiento previo del rastrojo de maíz antes de la combustión aumenta el contenido de SiO 2 de la ceniza y reduce el Cl y el K 2.Contenido de O, la pérdida por ignición y el tamaño medio de partícula. Los resultados también muestran que el CSA pretratado es más reactivo y puede acelerar el proceso de hidratación del cemento. Tanto el CSA lavado con ácido como con agua aumentan la resistencia y la resistividad eléctrica general del concreto en edades posteriores. La incorporación de CSA sin tratar en la mezcla de concreto, por otro lado, reduce la resistencia a la compresión y la resistividad

eléctrica a granel del concreto, debido a los impactos negativos de los agentes nocivos (tales como altos contenidos de cenizas alcalinas) en el proceso de hidratación del cemento. Si bien se necesita más trabajo, el CSA pretratado podría potencialmente usarse como un nuevo material cementante suplementario en el concreto. [ CITATION Soo18 \l 10250 ]. Este estudio desarrolló hormigones ligeros utilizando tres fibras naturales diferentes de las industrias agrícolas en Tailandia, que fueron fibra de cáscara de maíz, fibra de bagazo y fibra de cáscara de coco. Los hormigones ligeros de bajo costo en este estudio se fabricaron utilizando Cemento Portland Ordinario tipo 1, cenizas volantes de carbón, fibras naturales no tratadas y fibras naturales tratadas con NAOH. Los especímenes fueron probados para la densidad aparente, resistencia a la compresión, microestructura y deterioro. El resultado mostró que el compuesto de concreto más fuerte se obtuvo utilizando fibra fina de cáscara de coco de 30 vol% en la composición de hormigón. Las fibras tratadas mostraron una mejora en la adherencia superficial entre la matriz de cemento y las fibras, lo que resultó en un mayor valor de resistencia a la compresión. [ CITATION Muh21 \l 10250 ] Los aglutinantes tradicionales (cemento Portland ordinario; OPC y cal) debido a su alta naturaleza alcalina muestran una mala biocompatibilidad y degradación de los productos de hidratación cuando se mezclan con los materiales lignocelulósicos . Como resultado, los compuestos de hormigón vegetal (PCC) producidos exhiben propiedades mecánicas y de durabilidad inferiores. En este sentido, este trabajo adopta el enfoque de pretratamiento de partículas de tallo de maíz (alcalinización y pretratamiento hidrofóbico) y uso de ligantes alternativos (geopolímero; GP y cementos de fosfato de magnesio).; MPC) para abordar estos problemas relacionados con el rendimiento. Los resultados mostraron una mejora significativa en la microestructura de los PCC y la unión de la interfaz entre los aglutinantes y los agregados del tallo de maíz debido al pretratamiento hidrófobo. Entre los PCC que contienen diferentes tipos de aglutinantes, los PCC basados en MPC mostraron un rendimiento superior en términos de resistencia y propiedades higroscópicas en

comparación con los PCC basados en OPC y GP. La reducción de la porosidad y la contracción por secado también fue importante para el PCC preparado con aglutinantes GP y MPC y agregados de tallos de maíz pretratados hidrófobos. Sin embargo, la conductividad térmica de los PCC aumentó para los PCC que contienen agregados de tallos de maíz pretratados. [ CITATION AAr16 \l 10250 ]. Se estudió experimentalmente los efectos de la adición de fibra de polipropileno en las propiedades plásticas (asentamiento, contenido de aire, peso unitario, temperatura y potencial de figuración) y mecánicas (compresión y flexión) del concreto hidráulico en la región Lambayeque, mediante adiciones de fibra en dosis de 0, 200, 300 y 400 gr/m³ de concreto de resistencias a la compresión de 175, 210 y 280 kg/cm². Se utilizó agregado fino y grueso (piedra de ½ pulg.) de las canteras La Victoria y Tres Tomas, respectivamente, Cemento Portland Tipo MS, fibra de Polipropileno, aditivo curador y aditivo supe plastificante. Se concluye que una dosis de fibra de polipropileno de 400 gr/m³ de concreto logra reducir el potencial de figuración en condiciones reales hasta en un 90%, demostrándose que esta dosis causa los siguientes efectos respecto a sus propiedades plásticas, reduce el asentamiento hasta en un 50%, el contenido de aire lo disminuyo hasta en un 25%, no altera la temperatura y el peso unitario del concreto fresco. Mientras que respecto a sus propiedades mecánicas de resistencia a la compresión y flexión las incremente aproximadamente en un 3% y 14% a la edad de 28 días, respectivamente. [ CITATION Cha17 \l 10250 ]. El siguiente estudio de investigación tiene como objetivo analizar el comportamiento en las propiedades del concreto hidráulico en el diseño de pavimentos rígidos adicionando fibra de polipropileno en el A.A.H.H Villa María Nuevo Chimbote, dado que por el tipo de suelo que se presenta en esa zona y por las cargas que serán transmitidas en estas, es importante diseñar un concreto óptimo que nos ayude a obtener un mejor comportamiento del pavimento rígido. Se realizaran todos los ensayos requeridos para los agregados según la

norma CE.010 Pavimentos Urbanos y el Manual de carreteras, luego se elaborará un concreto patrón de una resistencia de diseño de 280 kg/cm2, según el metodología ACI-211, además de cuatro mezclas con la misma resistencia,

en

donde

se

adicionara

en

porcentajes

de

75%,100%,115%,125% de fibra y se hará una comparación de estas. Luego se efectuaran testigos de concreto que serán ensayadas en el caso de las probetas, a compresión y en el caso de las vigas, a flexión; basados en las normas ASTM, MTC, NTP. Todos estos ensayos servirán para determinar la calidad de la mezcla tanto en estado fresco como en estado endurecido. En donde se llegó a concluir que el porcentaje óptimo de fibra fue de 115% de la cantidad recomendada por el fabricante

[CITATION Dar17 \l 10250 ]. Esta investigación está basada en determinar la influencia de la fibra de polipropileno con adición de 5%, 10% y 15& con respecto al volumen del cemento para un diseño de mezcla de f Sc=210kg/cm2. Este trabajo de investigación empezó en la visita a la cantera, para la recolección de agregados, para realizar los ensayos necesarios para el diseño de mezcla. Luego de obtener el diseño, se realizaron las probetas con concreto patrón y el modificado con fibras de polipropileno, se dejó secar las probetas hasta desmoldar y empezar a curar (7dias, 14dias y 28 días). Una vez sacadas del curado y dejar secar, se pasó a las roturas por compresión y tracción en la prensa eléctrica. Los datos fueron procesadosy analizados, los resultados arrojaron que la resistencia disminuye en el ensayo a la compresión, caso contrario en la de tracción donde la resistencia aumenta

[CITATION Mes16 \l 10250 ]. En la presente investigación se muestran los resultados de densidades y esfuerzos obtenidos de los ensayos a compresión de los especímenes de concreto con una resistencia de diseño f’c= 240 kg/cm², y reforzados confibra de polipropileno en un 0.2% del volumen de concreto de acuerdo a las recomendaciones dadas por la

norma ACI 544.1R-96. Se procedió a realizar los ensayos respectivos de los componentes del concreto: agregado fino, grueso y cemento, ensayos de granulometría, densidad aparente suelta y compactada de los agregados y de la mezcla, densidad real del agregado fino, grueso y cemento,

capacidad

de

absorción

de

los

agregados,

con

las

especificaciones de la norma INEN, donde se obtuvo porcentaje óptimo de agregado fino y grueso. Los especímenes en estado fresco alcanzaron un asentamiento de 6 centímetros cuya consistencia es blanda. Se determinó la resistencia a compresión de los especímenes curados en los distintos ambientes severos fueron: El concreto curado en baja temperatura 3°C, tiene un aumento en su densidad de 1,64% y una disminución de 15 % en su resistencia a la compresión. Los especímenes curados en alta temperatura 45°C, aumenta su densidad en un 2,13% y tiene un incremento de 15%, en su resistencia a compresión. La presencia de cloruro de sodio provocó que en los cilindros curados con agua de mar la densidad aumente en un 2,36% y que su resistencia a la compresión disminuya en un 27%. [ CITATION Jia21 \l 10250 ] Este documento tiene como objetivo proporcionar una revisión completa de las tendencias recientes en la incorporación de cenizas de biomasa de desechos agrícolas en cemento Portland ordinario (OPC) y concreto geopolímero. Se revisan las propiedades de los materiales de diferentes cenizas de biomasa y su efecto sobre las propiedades del hormigón fresco y endurecido (es decir, propiedades mecánicas y de durabilidad). Reemplazo parcial de OPC con subproductos, como ceniza de hoja de bambú, ceniza de palmera datilera, ceniza de hoja de elefante, ceniza de hoja de plátano y ceniza de cáscara de plátano, ceniza de paja de arroz, ceniza de desecho de oliva, ceniza de paja de trigo y ceniza de mazorca de maíz, reducción de escoltas en carbono emisiones de dióxido (CO 2 ) y calentamiento global. También contribuirá al esfuerzo de lograr una tecnología sin residuos y un desarrollo sostenible.

Domínguez

y

Loor (2018). La presente investigación se

hizo con la

intención de analizar el uso de los desperdicios de los cultivos de maíz (Zea mays) como innovación en la fabricación de bloques para la construcción. Para el desarrollo de esta tesis se hizo una encuesta a los productores del cultivo de maíz en la parroquia Boyacá, cantón Chone para saber el lugar final de estos residuos. Los resultados del estudio ejecutado a los productores r...