Please use this identifier to cite or link to this item:
http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/68368| Title: | Caracterización mecánica de un hormigón sostenible con sustitución parcial de cemento por arcillas calcinadas y reforzados con fibras naturales Amazónicas |
| Authors: | Bonilla Coca, Michelle Caroline Naranjo Canales, Walter Barnye Mazón Ortiz, Pablo Daniel, Director |
| Keywords: | Hormigón sostenible, Arcillas calcinadas Fibras naturales Resistencia tardía índice relativo |
| Issue Date: | 2025 |
| Publisher: | ESPOL.FICT |
| Citation: | Bonilla Coca M.C, Naranjo Canales W.B. (2025) Caracterización mecánica de un hormigón sostenible con sustitución parcial de cemento por arcillas calcinadas y reforzados con fibras naturales Amazónicas [Tesis Maestría] Escuela Superior Politécnica del Litoral. Guayaquil, 115 páginas |
| Abstract: | The research presented herein constitutes the master’s degree Project in Civil Engineering, with a specialization in Sanitation and Construction, at the Escuela Superior Politécnica del Litoral (ESPOL). Concrete remains the most widely utilized material in contemporary construction; however, its production is associated with a considerable carbon footprint. This circumstance necessitates the exploration of alternative materials with reduced environmental impact. Accordingly, this study aims to characterize the mechanical behavior of a sustainable concrete wherein cement is partially replaced by calcined clays and reinforced with natural fibers sourced from the Amazon, thereby supporting the anticipated reduction in CO₂ emissions and promoting the sustainable use of national resources. The local clay used in this investigation was procured from Puyo city, in Pastaza province. These clays were analyzed by X-ray Diffraction (XRD) both before and after calcination, and the material exhibiting superior characteristics was selected for further study. The concrete mixture was designed in accordance with American Concrete Institute (ACI) standards, targeting an expected compressive strength of 21 MPa. The mixture’s fresh properties—specifically workability and setting time—were assessed, and, upon hardening, specimens were subjected to compressive strength testing in accordance with ASTM C39 (cylinders) and flexural strength testing per ASTM C293 (beams). Results from several mix proportions indicated that mixtures with calcined clay reached 80% of the compressive strength of conventional concrete at 28 days, suggesting the potential for later strength gain. Regarding the flexural strength results, the sample with a calcined clay mixture showed a higher relative index compared to the compressive strength at the same age, reaching up to 59%. It is confirmed that the design of concrete with a fractional substitution of cement by calcined clay, at an optimal and moderate substitution level, constitutes a viable approach toward the production of sustainable concrete with a lower carbon footprint and efficient mechanical performance. Keywords: Sustainable concrete, calcined clays, natural fibers, long-term mechanical strength, relative performance index. |
| Description: | La investigación realizada en este documento corresponde al proyecto de grado de la Maestría en Ingeniería Civil con mención en Saneamiento y Construcción de la Escuela Superior Politécnica del Litoral, al ser el hormigón el material más utilizado en la construcción moderna y por la huella de carbono que genera su producción, demanda la investigación de alternativas con menor impacto, con base a esta necesidad se plantea caracterizar el comportamiento mecánico de hormigón sostenible con reemplazo de un porcentaje de cemento por arcillas calcinadas reforzado con fibras naturales de la Amazonía. Y así sustentar la probable reducción potencial de emisiones de CO2 y el aprovechamiento de los recursos naturales locales de nuestro país. Se obtuvieron y caracterizaron arcillas locales ubicadas en la ciudad del Puyo en Pastaza por el ensayo de Difracción de Rayos X (DRX) antes y posterior a la calcinación de la muestra con mejor caracterización presentada. Se realizó el diseño de la mezcla de hormigón con base a parámetros de ACI con una resistencia esperada de 21 MPa. Evaluamos las propiedades de la mezcla tanto en estado fresco, trabajabilidad y fraguado, y en estado endurecido posterior a la fundición de las probetas con ensayos a compresión ASTM C39 (cilindros) y a flexión ASTM C293 (vigas). Los resultados obtenidos por las diferentes dosificaciones de hormigón planteadas indicaron que las mezclas con arcilla calcinada a los 28 días llegaron a una resistencia a la compresión del 80% en comparación con respecto al hormigón convencional, es importante recalcar la resistencia tardía que pueden presentar producto de la sustitución de cemento. Respecto a los resultados a flexión las mezclas con arcilla presentaron mayor índice relativo al relacionarlas con la resistencia a la compresión obtenida al tiempo de análisis, llegando hasta un 59% de relación. Se confirma que el diseño de hormigones con sustitución parcial con arcillas calcinadas con una relación porcentual optima y moderada de reemplazo constituye una vía prometedora hacia hormigones sostenibles con menor producción de huella de carbono y comportamiento mecánico competitivo. |
| URI: | http://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/68368 |
| Appears in Collections: | Tesis de Maestría en Ingeniería Civil con mención en Construcción y Saneamiento |
Files in This Item:
| File | Size | Format | |
|---|---|---|---|
| T-116050 POSTG201 BONILLA-NARANJO.pdf | 5.74 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.