Determinación de la resistencia a la compresión de concreto elaborado con ceniza proveniente de madera de cedro común a diversas concentraciones

Jorge Daniel López-Alcántara; Adán Jiménez-Montoya; Juan Carlos Contreras-Ramírez; Héctor García-Sámano

doi:10.29057/icbi.v12iEspecial4.13319

Jorge Daniel López-Alcántara Tecnológico Nacional de México | Estado de México | México. https://orcid.org/0009-0000-4468-2398
Adán Jiménez-Montoya Tecnológico Nacional de México | Estado de México | México. https://orcid.org/0000-0001-6141-7393
Juan Carlos Contreras-Ramírez Tecnológico Nacional de México | Estado de México | México. https://orcid.org/0009-0004-9828-2372
Héctor García-Sámano Tecnológico Nacional de México | Estado de México | México. https://orcid.org/0009-0001-0579-0908

DOI: https://doi.org/10.29057/icbi.v12iEspecial4.13319

Palabras clave: Materiales Puzzolanicos, Ceniza de madera, Concreto, Resistencia a la compresión

Resumen

En el presente trabajo se realiza la determinación de la resistencia a la compresión de especímenes de concreto con incorporación de ceniza proveniente de la quema de leña de cedro común (cupressus sempervirens) en sustitución de cemento portland a porcentajes de 15%, 25%, 40%, 50%, 65%, 75% Y 100%. La dosificación y cálculo de mezclas se realizó con base en la normatividad de Instituto Americano del Concreto (ACI, por sus siglas en inglés) para concretos de resistencia de 200 kg/cm², mientras que el análisis granulométrico y selección de agregados, procedimiento de elaboración, determinación del contenido de humedad y de resistencia a la compresión se realizaron con base en las reglamentaciones respectivas del Organismo Nacional de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación (ONNCCE). Con base en los resultados obtenidos, se determina el porcentaje óptimo de incorporación de ceniza en función del aumento de resistencia a la compresión para determinar su posible aplicabilidad en la localidad de realización del estudio, a la vez que se elabora una comparativa con los resultados provenientes de otras investigaciones

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

Amare, M., Swara, S., Haish, M., Pani, A. K., & Saha, P. (2023). Performance of agro-wastes and chemical admixtures used in concrete: A review. Materials Today: Proceedings. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.08.058

American Concrete Insititute. (2020). ACI 318S-19. Requisitos de Reglamento para Concreto Estructural.

American Concrete Insitute. (2022). ACI PRC-211.1-22: Selecting Proportions for Normal-Density and High -Density Concrete- Guide.

American Society for Testing and Materials. (2022). ASTM C618 Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete.

Amin, M., Zeyad, A. M., Agwa, I. S., & Heniegal, A. M. (2024). Effect of peanut and sunflower shell ash on properties of sustainable high-strength concrete. Journal of Building Engineering, 89, 109208. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2024.109208

Arbelaez-Perez, O. F., Buriticá-Cardona, Y., & Cataño-Ramos, W. A. (2022). Estimación de las emisiones de CO2 de concretos con residuos de vidrio. Revista Politécnica, 18(35), 52–70. https://doi.org/10.33571/rpolitec.v18n35a4

Aristizabal-Alzate, C. E., & González-Manosalva, J. (2021). Revisión de las medidas en pro de la eficiencia energética y la sostenibilidad de la industria del cemento a nivel mundial. Revista UIS Ingenierías, 20(3). https://doi.org/10.18273/revuin.v20n3-2021006

Ates, F., Park, K. T., Kim, K. W., Woo, B.-H., & Kim, H. G. (2023). Effects of treated biomass wood fly ash as a partial substitute for fly ash in a geopolymer mortar system. Construction and Building Materials, 376, 131063. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131063

Bikoko, T. G. L. J. (2021). A Cameroonian Study on Mixing Concrete with Wood Ashes: Effects of 0-30% Wood Ashes as a Substitute of Cement on the Strength of Concretes. Revue Des Composites et Des Matériaux Avancés, 31(5), 275–282. https://doi.org/10.18280/rcma.310502

Cámara Nacional del Cemento. (2023). Hoja de Ruta México: Industria del Cemento.

Cheah, C. B., & Ramli, M. (2011). The implementation of wood waste ash as a partial cement replacement material in the production of structural grade concrete and mortar: An overview. Resources, Conservation and Recycling, 55(7), 669–685. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2011.02.002

Chowdhury, S., Mishra, M., & Suganya, O. (2015). The incorporation of wood waste ash as a partial cement replacement material for making structural grade concrete: An overview. Ain Shams Engineering Journal, 6(2), 429–437. https://doi.org/10.1016/j.asej.2014.11.005

Coyasamin-Maldonado, O. V. (2016). Análisis comparativo de la resistencia a compresión del hormigón tradicional, con hormigón adicionado con cenizas de cáscara de arroz (CCA) y hormigón adicionado con cenizas de bagazo de caña de azúcar (CBC). Universidad Técnica de Ambato.

García Chumacero, J. M., Arriola, G., Villena Zapata, L. I., & Muñoz Perez, S. P. (2023). Strength of Concrete Using Partial Addition of Residual Wood Ash with Respect to Cement. Revista Politécnica, 52(1), 45–54. https://doi.org/10.33333/rp.vol52n1.05

Gharibi, H., Mostofinejad, D., & Teymouri, M. (2023). Impacts of Conifer Leaves and Pine Ashes on Concrete Thermal Properties. Construction and Building Materials, 377, 131144. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.131144

Hamid, Z., & Rafiq, S. (2021). An experimental study on behavior of wood ash in concrete as partial replacement of cement. Materials Today: Proceedings, 46, 3426–3429. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.11.776

Huaquisto Cáceres, S., & Belizario Quispe, G. (2018). Utilización de la ceniza volante en la dosificación del concreto como sustituto del cemento. Revista de Investigaciones Altoandinas - Journal of High Andean Research, 20(2), 255–234. https://doi.org/10.18271/ria.2018.366

Kareem, M. A., Akintonde, B. B., Adesoye, J. S., Ishola, K., Tijani, I. A., Adebanjo, A. U., Thanni, M. O., Oduoye, W. O., Adeyanju, D. O., & Bello, A. A. (2023). Influence of cashew leaf ash as partial replacement for cement on the properties of fresh and hardened concrete. Cleaner Waste Systems, 4, 100063. https://doi.org/10.1016/j.clwas.2022.100063

León-Velez, A., & Guillén-Mena, V. (2020). Energía contenida y emisiones de CO2 en el proceso de fabricación del cemento en Ecuador. Ambiente Construído, 20(3), 611–625. https://doi.org/10.1590/s1678-86212020000300448

Lin, J., Yong, C. L., Zhang, F., Tan, T. H., Metselaar, H. S. C., El Hassan, H., & Mo, K. H. (2024). Sorted municipal solid waste ash as cement substitute: A study on paper ash and food waste ash. Case Studies in Construction Materials, 20, e03329. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2024.e03329

Mendonça, M. de F., Farias, M. M., Farias, C. L. de R., Picanço, M. de S., & Macêdo, A. N. (2023). Partial replacement of Portland cement by bamboo ashes. Matéria (Rio de Janeiro), 28(2). https://doi.org/10.1590/1517-7076-rmat-2022-0298

Nascimento, L. C., Baptista Junior, G., Xavier, G. de C., Monteiro, S. N., Vieira, C. M. F., de Azevedo, A. R. G., & Alexandre, J. (2023). Use of wood bottom ash in cementitious materials: a review. Journal of Materials Research and Technology, 23, 4226–4243. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2023.02.071

ONNCCE. (2015a). NMX-C-021-ONNCCE-2015. Industria de la Construcción - Cemento para Albañilería (Mortero) - Especificaciones y Métodos de Ensayo.

ONNCCE. (2015b). NMX-C-083-ONNCCE-2014. Industria de la Construcción – Concreto – Determinación de la Resistencia a la Compresión de Especímenes – Método de Ensayo.

ONNCCE. (2015c). NMX-C-105-ONNCCE-2010. Industria de la Construcción – Concreto Hidráulico Ligero Para uso Estructural – Determinación de la Masa Volumétrica.

ONNCCE. (2017). NMX-C-159-ONNCCE-2016. Industria de la Construcción – Concreto – Elaboración y Curado de Especímenes de Ensayo.

ONNCCE. (2019). NMX-C -164-ONNCCE-2014. Industria de la Construcción - Agregados - Determinación de la Densidad Relativa y Absorción de Agua del Agregado Grueso.

ONNCCE. (2020). NMX-C-077-ONNCCE-2019. Industria de la Construcción – Agregados para Concreto – Análisis Granulométrico – Método de Ensayo.

ONNCCE. (2021). NMX-C-165-ONNCCE-2020. Industria de la Construcción – Agregados – Determinación de la Densidad Relativa y Absorción de Agua del Agregado Fino – Método de Ensayo.

Rahul Rollakanti, C., Venkata Siva Rama Prasad, C., Poloju, K. K., Juma Al Muharbi, N. M., & Venkat Arun, Y. (2021). An experimental investigation on mechanical properties of concrete by partial replacement of cement with wood ash and fine sea shell powder. Materials Today: Proceedings, 43, 1325–1330. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.09.164

Rendón-Belmonte, M., Martínez-Madrid, M., Martínez-Pérez, R. V., & Arroyo-Olvera, M. (2018). Concretos híbridos durables y sustentables, con Contenidos de ceniza volante.

Rissanen, J., Giosué, C., Ohenoja, K., Kinnunen, P., Marcellini, M., Letizia Ruello, M., Tittarelli, F., & Illikainen, M. (2019). The effect of peat and wood fly ash on the porosity of mortar. Construction and Building Materials, 223, 421–430. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.06.228

Sirico, A., Bernardi, P., Sciancalepore, C., Vecchi, F., Malcevschi, A., Belletti, B., & Milanese, D. (2021). Biochar from wood waste as additive for structural concrete. Construction and Building Materials, 303, 124500. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124500

Snellings, R., Mertens, G., & Elsen, J. (2012). Supplementary Cementitious Materials. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 74(1), 211–278. https://doi.org/10.2138/rmg.2012.74.6

Tavares, J. C., Lucena, L. F. L., Henriques, G. F., Ferreira, R. L. S., & dos Anjos, M. A. S. (2022). Use of banana leaf ash as partial replacement of Portland cement in eco-friendly concretes. Construction and Building Materials, 346, 128467. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128467

Teker Ercan, E. E., Andreas, L., Cwirzen, A., & Habermehl-Cwirzen, K. (2023). Wood Ash as Sustainable Alternative Raw Material for the Production of Concrete—A Review. Materials, 16(7), 2557. https://doi.org/10.3390/ma16072557

Thomas, B. S., Yang, J., Mo, K. H., Abdalla, J. A., Hawileh, R. A., & Ariyachandra, E. (2021). Biomass ashes from agricultural wastes as supplementary cementitious materials or aggregate replacement in cement/geopolymer concrete: A comprehensive review. Journal of Building Engineering, 40, 102332. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102332

Timoteo-Caro, Y. R. (2021). Influencia de sustitución del cemento por ceniza de madera sobre la resistencia a la compresión del concreto f’c=210 kg/cm2 – 2021 [Tesis de Pregrado]. Universidad César Vallejo.