Estudio del comportamiento mecánico del concreto utilizando cenizas de cascarilla de arroz y microsílice

Abstract

El concreto es un material fundamental en la construcción, pero su producción tiene un impacto ambiental significativo debido a la extracción insostenible de recursos naturales como arena y agregados. La creciente demanda global ha llevado a problemas como la erosión costera, destacando la necesidad de alternativas más sostenibles. Este estudio investiga el comportamiento mecánico del concreto al incorporar cenizas de cascarilla de arroz y microsílice, buscando determinar la dosificación óptima que mejore sus propiedades mecánicas en Trujillo, Perú. La metodología empleada se clasifica como un estudio experimental, donde se diseñaron mezclas de concreto que incorporan CCA y MS en diversas proporciones: 2%, 4% y 5% de CCA, y 9%, 10% y 11% de MS, en relación con el peso total del cemento. Se realizaron ensayos para determinar las propiedades físico-mecánicas del concreto patrón y experimental a los 7, 14 y 28 días. Para el análisis de los resultados, se aplicaron pruebas estadísticas que incluyeron ANOVA y pruebas post hoc para validar las hipótesis planteadas. Los resultados obtenidos indican que la incorporación de CCA y MS mejora significativamente la resistencia a la compresión del concreto. En particular, se logró una resistencia óptima a la compresión de 370.43 kg/cm² al utilizar una mezcla que contenía 9% de CCA y 11% de MS, lo que representa un aumento del 16.91% en comparación con el concreto patrón. En conclusión, esta investigación proporciona evidencia sólida sobre los beneficios del uso de cenizas de cascarilla de arroz y microsílice en el concreto, proponiendo un enfoque sostenible que puede contribuir a reducir el impacto ambiental asociado con la industria de la construcción en Perú.

Concrete is a fundamental building material, but its production has a significant environmental impact due to the unsustainable extraction of natural resources such as sand and aggregates. Increasing global demand has led to problems such as coastal erosion, highlighting the need for more sustainable alternatives. This study investigates the mechanical behavior of concrete by incorporating rice husk ash and microsilica, seeking to determine the optimum dosage to improve its mechanical properties in Trujillo, Peru. The methodology used is classified as an experimental study, where concrete mixes were designed incorporating CCA and MS in different proportions: 2%, 4% and 5% of CCA, and 9%, 10% and 11% of MS, in relation to the total weight of cement. Tests were carried out to determine the physical-mechanical properties of the standard and experimental concrete at 7, 14 and 28 days. For the analysis of the results, statistical tests including ANOVA and post hoc tests were applied to validate the hypotheses. The results obtained indicate that the incorporation of CCA and MS significantly improves the compressive strength of concrete. In particular, an optimum compressive strength of 370.43 kg/cm² was achieved when using a mix containing 9% CCA and 11% MS, which represents an increase of 16.91% compared to the standard concrete. In conclusion, this research provides solid evidence on the benefits of using rice husk ash and microsilica in concrete, proposing a sustainable approach that can contribute to reduce the environmental impact associated with the construction industry in Peru.