Análisis de las propiedades físico-mecánicas de bloques de tierra estabilizadas con cal y reforzadas con fibras de cáscara de yuca

Abstract

La aplicación de desechos agrícolas o químicos eficientes en los bloques de tierra reforzada ha sido y es extensa, pues se busca incrementar su resistencia ante fuerzas externas y ante la erosión fluvial. Uno de los residuos agrícolas que han sido implementados en la mampostería de tierra cruda es la fibra de cáscara de yuca, la cual absorbe menor el agua con la desventaja de no aportar resistencia mecánica. Como solución ante esta problemática está la cal, la cual ha sido investigada que a cantidades límites puede llegar a aportar resistencias mecánicas favorables. Es por eso que, en la siguiente investigación se busca analizar el comportamiento mecánico y su resistencia al agua de los bloques de tierra estabilizadas con cal y reforzadas con diferentes porcentajes de fibra de cáscara de yuca. Para ello, se buscó el lugar de tierra adecuada, según la E-080, resultando encontrarse en Guanabal en base a los ensayos hechos en campo y laboratorio. Es así cómo, se elaboró el diseño de mezcla de la unidad de bloque propuesta con 10% de cal y reemplazo parcial de tierra con 0.5%, 1%, 1.5% y 2% de la fibra de cáscara de yuca para los ensayos de las propiedades de los bloques de tierra. Después de los ensayos realizados, se determinó el porcentaje óptimo de fibra que presentó las mejores propiedades en el aspecto físico y mecánico. En base a este, se reemplazó al mismo valor, pero con ceniza de fibra y se comparó si la ceniza o fibra resulta ser la más óptima de ser aplicado en los bloques. Se realizó los ensayos de compresión en pilas, tracción indirecta en muretes y resistencia a la inundación simulada de muros en base a estas dos unidades y a la muestra patrón, en donde se determinó que las cenizas proveen mejores propiedades mecánicas superiores frente a la fibra de cáscara de yuca (ligeramente superior), no obstante respecto a la inundación simulada, esta última resultó superior, por lo que se busca promover su uso en los bloques, teniendo en cuenta su sinterización, tema que serviría para otras investigaciones.

The application of agricultural waste or efficient chemicals in reinforced earth blocks has been extensive and continues to be so, aiming to increase their resistance to external forces and fluvial erosion. One of the agricultural residues that has been implemented in raw earth masonry is cassava peel fiber, which absorbs less water but does not contribute to mechanical strength. Lime has been investigated as a solution to this problem, and it has been found that at optimal quantities, it can provide favorable mechanical properties. In this research, the goal is to analyze the mechanical behavior and water resistance of stabilized earth blocks reinforced with different percentages of cassava peel fiber and lime. To do this, the appropriate soil location was identified according to the E-080 standard, which was found in Guanabal based on field and laboratory tests. A block mix design was then developed with 10% lime and partial soil replacement with 0.5%, 1%, 1.5%, and 2% cassava peel fiber for testing the properties of the earth blocks. After conducting the tests, the optimal fiber percentage that exhibited the best physical and mechanical properties was determined. Based on this, the same value was replaced with fiber ash to compare whether ash or fiber is more optimal for application in the blocks. Compression tests on piles, indirect tensile tests on small walls, and simulated flood resistance tests on walls were conducted on these two units and a control sample. The results indicated that ash provides slightly superior mechanical properties compared to cassava peel fiber. However, in terms of simulated flood resistance, cassava peel fiber proved to be superior. Therefore, the use of cassava peel fiber in blocks is promoted, considering its sintering process, a topic that would benefit from further research.