La construcción en tierra, es una técnica constructiva que al pasar de los años aún mantiene fuerza. Se sigue desarrollando en la actualidad en las zonas donde los materiales industrializados aun no llegan y en las zonas donde la economía no tiene un máximo esplendor. Por lo cual la técnica del adobe se ha ido mejorando durante el pasar de los años e incluso forma parte de la norma técnica peruana. Por lo cual esta investigación busca hacer mejoras de la fabricación del adobe con algunos agregados naturales que varíen el comportamiento del adobe fabricado. Teniendo así adobes mejorados para requerimientos especiales de acuerdo a al uso o al clima.

El interés y la necesidad de los países en desarrollo en el uso de la tierra como material de construcción ha fomentado el estudio continuo de sistemas de construcción más resistentes, económicos y sostenibles. Una de las tecnologías más conocidas es la construcción industrial con Bloques de Tierra Comprimida (BTC) que beneficia esencialmente a las regiones con bajo desarrollo económico. Los BTC son unidades de albañilería con geometría y propiedades físicas y mecánicas homogéneas. Los BTC son fabricados en base a tierra con determinadas características granulométricas, la cual es compactada dentro del molde de una máquina con forma definida. La evolución en la fabricación de BTC permite que el proceso sea más rápido, sencillo y automatizado. Uno de los avances más útiles en las máquinas de fabricación de BTC es la incorporación de un sistema hidráulico para compactar el suelo, lo cual evita la compactación manual que solía ser el proceso convencional. En la actualidad, existen máquinas que producen BTC de diversas formas y tamaños para su uso en mampostería. En la presente investigación, la forma del BTC consiste en un prisma rectangular con un sistema de interconexión de 10 mm que se encuentra en las superficies superior e inferior del bloque. El sistema de interconexión permite el enganche de los BTC y provee resistencia al corte a la mampostería. Además, posee dos agujeros de 90 mm cada uno que atraviesan el cuerpo del BTC, los cuales reducen la masa sísmica y permiten la colocación de refuerzo vertical. La tierra utilizada para la fabricación de BTC es sometida a un proceso de estabilización. La estabilización química de suelos para la fabricación de BTC ha sido foco de atención de diversos investigadores que buscan mejorar sus propiedades mecánicas de forma económica y ecosostenible. Uno de los métodos más conocidos es la estabilización química con cemento. Sin embargo, el cemento produce un impacto ambiental negativo durante su ciclo de vida. La presente investigación incluyó el uso de un geopolímero de puzolana, con lo cual se estudia un material de construcción que no solo genere menos cantidad de CO2 en su producción, sino que también posea propiedades mecánicas adecuadas para la construcción de viviendas económicas. El objetivo del estudio es comparar las propiedades mecánicas de las unidades y prismas de BTC estabilizados con cemento y geopolímero de puzolana teniendo como línea base de comparación al BTC convencional fabricado sin agente estabilizante. El estudio comienza con el estado del arte de la construcción con tierra y de BTC. Posteriormente, se presenta el protocolo de los ensayos ejecutados durante de la campaña experimental. A continuación, se desarrolla la campaña experimental dividido en tres partes: i) proceso de producción y caracterización mecánica de BTC, ii) proceso de producción y caracterización mecánica de BTC estabilizada y iii) caracterización mecánica del sistema de mampostería de BTC de junta seca. Finalmente, el análisis comparativo del estudio se lleva a cabo en base a los resultados obtenidos de la caracterización mecánica de las unidades y prismas de BTC, BTC estabilizada con cemento y BTC estabilizada con geopolímero de puzolana. El suelo base analizado proveniente del distrito de Ventanilla, Callao, fue mejorado con arena gruesa con la finalidad de que la curva granulométrica del suelo mejorado se encuentre dentro del huso granulométrico indicado en la norma UNE 41410 (2008). El proceso de estabilización química del suelo permitió conocer que el contenido óptimo de cemento es de 8% y de geopolímero de puzolana de 15%. El porcentaje óptimo de agente estabilizante óptimo cumple con la resistencia a la compresión mínima requerida por la norma UNE 41410 (2008) que es de 1.3 MPa para ambos casos. Los resultados de la caracterización mecánica de BTC y BTC estabilizada se realizó en términos de la compresión y flexión. Se obtuvieron resistencias a la compresión a los 28 días de edad de 1.3 MPa (CV 6.2%), 3.6 MPa (CV 17.9%) y 2.4 MPa (CV <1%) para BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. La resistencia a la compresión en estado saturado del BTC estabilizada con 8% de cemento bajó en 52% respecto a su resistencia a los 28 días de edad y en un 66% en el caso del BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana. Además, se obtuvo el módulo de elasticidad (E) de cada tipo de BTC: 88.2 MPa (CV 2%), 249.9 MPa (CV 3%) y 208.5 MPa (CV 3%) para el BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. Finalmente, se obtuvo la resistencia a la flexión, que resultó 0.1 MPa (CV <1%), 0.7 MPa (CV 24.8%) y 0.2 MPa (CV 23.2%) correspondiente a los BTC, BTC estabilizada con 8% y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. La caracterización de la mampostería de BTC de junta seca mediante el ensayo de compresión uniaxial dio como resultado resistencias a la compresión de 0.40 MPa (CV <1%), 1.44 MPa (CV 4%) y 0.75 MPa (CV 9%) para prismas de BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. Se obtuvieron, además, el módulo de elasticidad (E), el módulo de Poisson (υ) y el módulo de corte (G) en cada caso. / Tesis

La tierra es considerada como uno de los materiales más antiguos usados en la construcción y continúa utilizándose en países desarrollados y en proceso de desarrollo. Diversas investigaciones se enfocan en proponer metodologías que permitan incrementar la resistencia de la tierra ante fenómenos sísmicos con la finalidad de brindar sistemas constructivos eficientes, económicos y sostenibles. Un ejemplo de ello es la mampostería de bloques de tierra comprimida (BTC) los cuales actualmente han ganado gran notoriedad en países europeos y de América Latina al presentar una resistencia mecánica óptima, alta durabilidad y buenas prestaciones acústicas y térmicas. Adicionalmente, se estudian métodos para la estabilización del suelo con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas de las unidades de BTC, y para el reforzamiento sísmico del sistema de albañilería. En este trabajo se desarrolló una propuesta de lineamientos para la fabricación, diseño y construcción de viviendas usando BTCs ensamblables y estabilizados con cemento y cal, además de presentar una propuesta de reforzamiento sísmico para regiones de alta sismicidad. El trabajo inicia con una revisión bibliográfica sobre el uso de BTCs en la construcción para luego realizar el estudio de las propiedades físicas, químicas y mineralógicas del suelo original para su correcto mejoramiento utilizando material granular. Posteriormente se realizó la caracterización física y mecánica de las unidades y de los sistemas de albañilería de BTCs, respectivamente. Se realizaron ensayos de corte cíclico en el plano y análisis numéricos no lineales para evaluar la efectividad del reforzamiento sísmico planteado. De acuerdo a la evaluación de las dosificaciones óptimas y caracterización mecánica de unidades, la dosificación con un aporte del 7.5 % de cal y 2.5 % de cemento, respecto al peso de secos, resultó ser gran opción que sustituye a la dosificación con un aporte del 10 % de cemento, respecto al peso de secos, para la fabricación de unidades. Los bloques fabricados con la dosificación que incluyen cal y cemento presentaron una resistencia a compresión que superó el valor mínimo de 1.5MPa de acuerdo a la norma española UNE-41410 (2008), y de 1.0 MPa según la norma peruana de adobe Norma E.080 (2006). Asimismo, los ensayos realizados a los sistemas estructurales de pilas de BTC con bloques estabilizados con cal y cemento permitieron evaluar el comportamiento de los sistemas de encastre ante esfuerzos de compresión y de corte dando resultados eficaces presentando un coeficiente de determinación igual a R2 = 0.98. Asimismo, durante el ensayo de compresión no se observó pérdida de material en las caras libres de los prismas ante los esfuerzos generados, y las unidades recuperadas aún presentaban el sistema de encastre. Los resultados obtenidos del ensayo de corte cíclico ejecutados en muros de BTC con y sin refuerzo de geomallas mostraron que el patrón de grietas generado se dispersó a lo largo de las caras de los muros en las derivas más bajas, afectando sólo a bloques individuales. En los muros reforzados se concretaron daños en las esquinas de los muros creando macrobloques, mientras que en los muros sin refuerzo el patrón de fisuras muestra una concentración de daños en las esquinas y en la parte central del muro dando origen a una típica falla por corte, la cual era la esperada y no se generaron indicios de fallas por volteo. Como parte de los trabajos a futuro, se pretende elaborar un manual didáctico con pautas específicas para construir viviendas óptimas y seguras en zonas de gran sismicidad. Teniendo en cuenta que en el Perú la construcción con tierra es una técnica que aún se practica de manera artesanal, este trabajo sentará las bases para la implementación de un nuevo sistema de construcción que ofrezca viviendas seguras y ecoamigables que mejoren la calidad de vida de los usuarios.

El interés y la necesidad de los países en desarrollo en el uso de la tierra como material de construcción ha fomentado el estudio continuo de sistemas de construcción más resistentes, económicos y sostenibles. Una de las tecnologías más conocidas es la construcción industrial con Bloques de Tierra Comprimida (BTC) que beneficia esencialmente a las regiones con bajo desarrollo económico. Los BTC son unidades de albañilería con geometría y propiedades físicas y mecánicas homogéneas. Los BTC son fabricados en base a tierra con determinadas características granulométricas, la cual es compactada dentro del molde de una máquina con forma definida. La evolución en la fabricación de BTC permite que el proceso sea más rápido, sencillo y automatizado. Uno de los avances más útiles en las máquinas de fabricación de BTC es la incorporación de un sistema hidráulico para compactar el suelo, lo cual evita la compactación manual que solía ser el proceso convencional. En la actualidad, existen máquinas que producen BTC de diversas formas y tamaños para su uso en mampostería. En la presente investigación, la forma del BTC consiste en un prisma rectangular con un sistema de interconexión de 10 mm que se encuentra en las superficies superior e inferior del bloque. El sistema de interconexión permite el enganche de los BTC y provee resistencia al corte a la mampostería. Además, posee dos agujeros de 90 mm cada uno que atraviesan el cuerpo del BTC, los cuales reducen la masa sísmica y permiten la colocación de refuerzo vertical. La tierra utilizada para la fabricación de BTC es sometida a un proceso de estabilización. La estabilización química de suelos para la fabricación de BTC ha sido foco de atención de diversos investigadores que buscan mejorar sus propiedades mecánicas de forma económica y ecosostenible. Uno de los métodos más conocidos es la estabilización química con cemento. Sin embargo, el cemento produce un impacto ambiental negativo durante su ciclo de vida. La presente investigación incluyó el uso de un geopolímero de puzolana, con lo cual se estudia un material de construcción que no solo genere menos cantidad de CO2 en su producción, sino que también posea propiedades mecánicas adecuadas para la construcción de viviendas económicas. El objetivo del estudio es comparar las propiedades mecánicas de las unidades y prismas de BTC estabilizados con cemento y geopolímero de puzolana teniendo como línea base de comparación al BTC convencional fabricado sin agente estabilizante. El estudio comienza con el estado del arte de la construcción con tierra y de BTC. Posteriormente, se presenta el protocolo de los ensayos ejecutados durante de la campaña experimental. A continuación, se desarrolla la campaña experimental dividido en tres partes: i) proceso de producción y caracterización mecánica de BTC, ii) proceso de producción y caracterización mecánica de BTC estabilizada y iii) caracterización mecánica del sistema de mampostería de BTC de junta seca. Finalmente, el análisis comparativo del estudio se lleva a cabo en base a los resultados obtenidos de la caracterización mecánica de las unidades y prismas de BTC, BTC estabilizada con cemento y BTC estabilizada con geopolímero de puzolana. El suelo base analizado proveniente del distrito de Ventanilla, Callao, fue mejorado con arena gruesa con la finalidad de que la curva granulométrica del suelo mejorado se encuentre dentro del huso granulométrico indicado en la norma UNE 41410 (2008). El proceso de estabilización química del suelo permitió conocer que el contenido óptimo de cemento es de 8% y de geopolímero de puzolana de 15%. El porcentaje óptimo de agente estabilizante óptimo cumple con la resistencia a la compresión mínima requerida por la norma UNE 41410 (2008) que es de 1.3 MPa para ambos casos. Los resultados de la caracterización mecánica de BTC y BTC estabilizada se realizó en términos de la compresión y flexión. Se obtuvieron resistencias a la compresión a los 28 días de edad de 1.3 MPa (CV 6.2%), 3.6 MPa (CV 17.9%) y 2.4 MPa (CV <1%) para BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. La resistencia a la compresión en estado saturado del BTC estabilizada con 8% de cemento bajó en 52% respecto a su resistencia a los 28 días de edad y en un 66% en el caso del BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana. Además, se obtuvo el módulo de elasticidad (E) de cada tipo de BTC: 88.2 MPa (CV 2%), 249.9 MPa (CV 3%) y 208.5 MPa (CV 3%) para el BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. Finalmente, se obtuvo la resistencia a la flexión, que resultó 0.1 MPa (CV <1%), 0.7 MPa (CV 24.8%) y 0.2 MPa (CV 23.2%) correspondiente a los BTC, BTC estabilizada con 8% y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. La caracterización de la mampostería de BTC de junta seca mediante el ensayo de compresión uniaxial dio como resultado resistencias a la compresión de 0.40 MPa (CV <1%), 1.44 MPa (CV 4%) y 0.75 MPa (CV 9%) para prismas de BTC, BTC estabilizada con 8% de cemento y BTC estabilizada con 15% de geopolímero de puzolana respectivamente. Se obtuvieron, además, el módulo de elasticidad (E), el módulo de Poisson (υ) y el módulo de corte (G) en cada caso. / Tesis

Tesis por compendio / [ES] En todos los continentes, un rico patrimonio arquitectónico atestigua el uso de la tierra como apto para la construcción, acuciando unas bondades difícilmente alcanzables por sus homólogos contemporáneos. Hoy en día, la tierra como material de construcción es utilizada por aproximadamente la mitad de la población mundial, mediante diversas técnicas. Durante las últimas décadas ha surgido un creciente interés por parte de arquitectos e ingenieros investigadores, aplicando la tecnología moderna en construcción e investigación para facilitar el uso de la tierra cruda, así como en la mejora de las técnicas y sistemas tradicionales readaptándolos a las exigencias normativas contemporáneas. La dificultad más importante detectada en la incorporación de la construcción con tierra al flujo de trabajo del sector de la construcción actual es su velocidad de secado y, por tanto, la velocidad de puesta en obra del sistema, ya que esto repercute en gran medida en los rendimientos unitarios de las partidas de ejecución, dejando la construcción con tierra relegada a casos puntuales y extraordinarios de ejecución de obra o a la rehabilitación. El objetivo principal de la investigación ha sido determinar y aplicar medidas de mejora de la puesta en obra de elementos constructivos ejecutados con técnicas de construcción con tierra para su conciliación a la logística y rendimientos de trabajo del sector convencional actual. Para ello se han detectado medidas de mejora mediante aditivos naturales para aumentar y mejorar las posibilidades mecánicas del material tierra cruda demostrando su idoneidad técnica mediante ensayos mecánicos, subrayando finalmente su importancia en clave sostenible en comparación con sus homólogos convencionales. / [CA] En tots els continents, un ric patrimoni arquitectònic testifica l'ús de la terra com a apte per a la construcció, acuitant unes bondats difícilment assolibles pels seus homòlegs contemporanis. Avui dia, la terra com a material de construcció és utilitzada per aproximadament la meitat de la població mundial, mitjançant diverses tècniques. Durant les últimes dècades ha sorgit un creixent interès per part d'arquitectes i enginyers investigadors, aplicant la tecnologia moderna en construcció i investigació per facilitar l'ús de la terra crua, així com en la millora de les tècniques i sistemes tradicionals readaptándolos a les exigències normatives contemporànies. La dificultat més important detectada a la incorporació de la construcció amb terra a el flux de treball de sector de la construcció actual és la seva velocitat d'assecat i, per tant, la velocitat de posada en obra de sistema, ja que això repercuteix en gran mesura en els rendiments unitaris de les partides d'execució, deixant la construcció amb terra relegada a casos puntuals i extraordinaris d'execució d'obra o la rehabilitació. L'objectiu principal de la recerca ha estat determinar i aplicar mesures de millora de la posada en obra d'elements constructius executats amb tècniques de construcció amb terra per a la seva conciliació a la logística i rendiments de treball de sector convencional actual. Per això s'han detectat mesures de millora mitjançant additius naturals per augmentar i millorar les possibilitats mecàniques de l'material terra crua demostrant la seva idoneïtat tècnica mitjançant assaigs mecànics, subratllant finalment la seva importància en clau sostenible en comparació dels seus homòlegs convencionals. / [EN] On all continents, a rich architectural heritage testifies to the use of the earth as suitable for construction, stressing benefits that are difficult to achieve by its contemporary counterparts. Today, land as a building material is used by approximately half of the world's population, through various techniques. During the last decades there has been a growing interest on the part of architects and research engineers, applying modern technology in construction and research to facilitate the use of raw land, as well as in the improvement of traditional techniques and systems, readapting them to regulatory requirements contemporary. The most important difficulty detected in the incorporation of construction with earth into the workflow of the current construction sector is its drying speed and, therefore, the speed of putting the system into work, since this has a great impact on the unit returns of the execution items, leaving the construction with land relegated to specific and extraordinary cases of work execution or rehabilitation. The main objective of the research has been to determine and apply measures to improve the implementation of construction elements executed with earth construction techniques for their reconciliation to the logistics and work performance of the current conventional sector. For this, improvement measures have been detected using natural additives to increase and improve the mechanical possibilities of the raw earth material, demonstrating its technical suitability through mechanical tests, finally underlining its importance in a sustainable key compared to its conventional counterparts. / La tesis doctoral está adscrita al proyecto competitivo europeo DRIVE0 (Driving decarbonization of the EU building stock by enhancing a consumer centred and locally based circular renovation process) del programa HORIZON 2020. / Romero Clausell, J. (2021). Estabilización de revestimientos de tierra usando Ceratonia Siliqua L [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/169468 / Compendio

Este estudio tiene como objetivo evaluar cual es el comportamiento físico mecánico en unidades de tierra reforzadas con residuos naturales como las fibras de pseudotallo de Musa Paradisiaca con valores de 0.5%, 3.5% y 7% en relación con el peso de cada unidad y mucílago de café al 25% en sustitución del agua. Dándole así una nueva oportunidad de aprovechamiento a los residuos mencionados. Los resultados indican un significativo aumento en la resistencia a la compresión y tracción mejorando hasta un 237% y 135% en unidades respectivamente, y 27.98% y 9% en muretes, en el ensayo de absorción se verificó que las muestras reforzadas absorben agua presentando menos desintegración que las muestras patrón. Se determinó que el porcentaje óptimo de adición es de 0.5% de fibra y 25% de mucilago para evaluar los ensayos de resistencia en muretes a compresión, tracción diagonal e inundación simulada. Se ha concluido que la incorporación de residuos naturales, como fibra de pseudotallo de Musa Paradisiaca y mucílago de café, en unidades de adobe permite mejorar sus propiedades mecánicas con un ligero incremento económico. Además, el uso de fibras y mucílagos en la construcción contribuye a reducir el impacto ambiental, lo que la convierte en una opción viable para abordar los problemas habitacionales en zonas con recursos limitados. / This study aims to evaluate the physical-mechanical behavior in soil units reinforced with natural waste such as Musa Paradisiaca Pseudostem fibers with values of 0.5%, 3.5%, and 7% in relation to the weight of each unit and mucilage of 25% coffee as a replacement of water. Thus, giving a new opportunity to use the waste as mentioned above. The results indicate a significant increase in compressive and tensile strength, improving up to 237% and 135% in units respectively, and 27.98% and 9% in walls. In the absorption test, it was verified that the reinforced samples absorb water, presenting less disintegration. than the standard samples. It was determined that the optimal addition percentage is 0.5% fiber and 25% mucilage to evaluate the resistance of walls in compression, diagonal traction, and simulated flooding. It has been concluded that incorporating natural waste, such as Musa Paradisiaca pseudostem fiber and coffee mucilage, in adobe units allows their mechanical properties to be improved with a slight economic increase. Additionally, using fibers and mucilage in construction contributes to reducing environmental impact, making this a viable option to address housing problems in areas with limited resources.