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
| Identifer | oai:union.ndltd.org:PUCP/oai:tesis.pucp.edu.pe:123456789/13435 |
| Date | 08 February 2019 |
| Creators | Alvarez Ordoñez, Syndy Yesenia |
| Contributors | Aguilar Vélez, Rafael |
| Publisher | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Source Sets | Pontificia Universidad Católica del Perú |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | Pontificia Universidad Católica del Perú, Repositorio de Tesis - PUCP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess, Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Perú, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/pe/ |
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