Evaluación de las propiedades físico-mecánicas en la adición de metacaolín y aserrín calcinado en bloques de concreto ligero para muros portantes

Abstract

El estudio evaluó las características físico-mecánicas de bloques de concreto ligero para muros portantes con la incorporación de metacaolín y aserrín calcinado. Se examinarán los rasgos químicos y físicos de estos aditivos y se determinó la dosificación óptima para su inclusión en el concreto. La investigación, de naturaleza cuantitativa y experimental, se basó en normativas técnicas (NTP 399.604, 399.605, 399.613 y 399.621) y consideró 204 bloques de concreto. Los resultados probaron que, aunque la adición de metacaolín y aserrín calcinado reduce significativamente la resistencia a fuerzas de compresión, aumenta la absorción de agua y disminuye la densidad, logrando bloques más ligeros. Específicamente, su resistencia de la muestra base (83.97 kg/cm²) disminuyó a 39.42 kg/cm² con 10% de metacaolín y 20% de aserrín calcinado, mientras que la absorción de agua incrementó del 8.51% al 14.53%. En términos de densidad, los bloques con 20% de aserrín calcinado registraron 1898.20 Kg/m³ frente a los 2286.41 Kg/m³ de la muestra patrón. Además, las pruebas de compresión diagonal y axial mostraron una reducción en la resistencia al aumentar la proporción de aserrín calcinado, con valores de 80.92 kg/cm² en compresión axial y 8.90 kg/cm² en compresión diagonal para la adición de 10% de metacaolín y aserrín calcinado. Estos hallazgos sugieren que, aunque viable, la adición de estos materiales requiere un balance cuidadoso entre resistencia y peso para acatar con los esquemas de construcción instituidos en el RNE E.070 de albañilería.

The study evaluated the physical and mechanical characteristics of lightweight concrete blocks for load-bearing walls with the incorporation of metakaolin and calcined sawdust. The physical and chemical properties of these additives were analyzed, and the optimal dosage for their inclusion in the concrete was determined. The research, quantitative and experimental in nature, was based on technical standards (NTP 399.604, 399.605, 399.613, and 399.621) and considered 204 concrete blocks. The results showed that, although the addition of metakaolin and calcined sawdust significantly reduces compressive strength, it increases water absorption and decreases density, resulting in lighter blocks. Specifically, the compressive strength of the control sample (83.97 kg/cm²) decreased to 39.42 kg/cm² with 10% metakaolin and 20% calcined sawdust, while water absorption increased from 8.51% to 14.53%. In terms of density, the blocks with 20% calcined sawdust recorded 1898.20 kg/m³ compared to 2286.41 kg/m³ for the control sample. Additionally, diagonal and axial compression tests showed a reduction in strength with increased proportions of calcined sawdust, with values of 80.92 kg/cm² in axial compression and 8.90 kg/cm² in diagonal compression for the addition of 10% metakaolin and calcined sawdust. These findings suggest that, although viable, the addition of these materials requires a careful balance between strength and weight to comply with the construction standards established in the RNE E.070 masonry regulations.