Evaluación preliminar de la respuesta mecánica de un material granular marginal (MGM-1) estabilizado con cemento álcali-activado

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dc.contributor.advisorAlvarez Lugo, Allex Eduardo
dc.contributor.advisorLotero Caicedo, Andres Mauricio
dc.contributor.authorGarcia Ramirez, Benjamin Joel
dc.contributor.authorSepulveda Herrera, Ivan Andres
dc.contributor.evaluatorCapacho Silva, Luis Alberto
dc.contributor.evaluatorCastañeda Pinzon, Eduardo Alberto
dc.date.accessioned2025-02-21T18:54:03Z
dc.date.available2025-02-21T18:54:03Z
dc.date.created2025-02-19
dc.date.embargoEnd2030-02-19
dc.date.issued2025-02-19
dc.description.abstractEste proyecto de investigación busca estudiar de forma preliminar la respuesta mecánica de un material granular marginal (MGM) estabilizado con cemento álcali-activado, compuesto de un precursor (escoria de alto horno) activado alcalinamente, y contrastarlo con un MGM estabilizado con cemento Portland ordinario. Se emplearon dos tipos de escoria: “Escoria 1” y “Escoria 2”. El material granular de estudio, MGM-1, contiene un porcentaje de finos del 18%, con índice de plasticidad de 8%, y partículas de tamaño inferiores al tamiz No. 4 (4.75 mm), descartando gravas. Se utilizaron contenidos de cementante del 3%, 5% y 7% en peso. Para el MGM estabilizado con cemento álcali-activado empleando la “Escoria 2” y cemento Portland, se evaluaron dos tiempos de curado (7 y 28 días), empleando réplicas para cada porcentaje de cementante y tiempo de curado. Para el MGM estabilizado con cemento álcali-activado con “Escoria 1”, se analizaron tiempos de curado de 7 y 28 días, sin réplicas. Se realizaron ensayos de resistencia a la compresión inconfinada (UCS), resistencia a la tracción indirecta (ITS), y módulo resiliente (MR) en el equipo triaxial dinámico. A partir del análisis de resultados, se observó que el cemento Portland es un agente estabilizante más efectivo en comparación al cemento álcali-activado, mostrando mejor respuesta mecánica. Adicionalmente, la “Escoria 1” presenta un mejor desempeño que la “Escoria 2” para ambos periodos de curado. A su vez, el tiempo de curado influye significativamente en la resistencia mecánica del material con ambos estabilizantes, observando un incremento del 145.7% con 7% de cemento álcali-activado usando "Escoria 2". Acorde a lo anterior, a mayor porcentaje de cementante, mayor será la resistencia; sin embargo, no se estableció un porcentaje óptimo para los ligantes, debido a la tendencia de crecimiento, lo que implica que, a mayor porcentaje, mayor será el costo de producción, en especial para el cemento álcali-activado, debido al costo de los reactivos químicos. Finalmente, se establece que, en esta etapa de desarrollo, el cemento Portland es más práctico como estabilizante, ya que el cemento álcali-activado requiere un manejo más técnico y prolongado debido a la activación de los reactivos químicos, consecuencia de los tiempos necesarios para su disolución a temperaturas adecuadas.
dc.description.abstractenglishThis research project aims to preliminarily study the mechanical response of a marginal granular material (MGM) stabilized with alkali-activated cement, composed of an alkali-activated precursor (blast furnace slag), and contrast it with a MGM stabilized with ordinary Portland cement. Two types of slag were used: “Slag 1” and “Slag 2”. The granular material of study, MGM-1, contains a percentage of fines of 18%, with a plasticity index of 8%, and particle size smaller than the No. 4 sieve (4.75 mm), discarding gravels. Cementitious contents of 3%, 5% and 7% by weight were used. For the MGM stabilized with alkali-activated cement using “Slag 2” and Portland cement, two curing times (7 and 28 days) were evaluated, using replicates for each percentage of cementitious agent and curing time. For the MGM stabilized with alkali-activated cement with “Slag 1”, curing times of 7 and 28 days were analyzed, without replicates. Inconfined compressive strength (UCS), indirect tensile strength (ITS), and resilient modulus (RM) tests were performed on dynamic triaxial equipment. From the analysis of the results, it was observed that Portland cement is a more effective stabilizing agent compared to alkali-activated cement, showing better mechanical response. Additionally, “Slag 1” performs better than “Slag 2” for both curing periods. In turn, the curing time significantly influences the mechanical strength of the material with both stabilizers, observing an increase of 145.7% with 7% alkali-activated cement using “Slag 2”. According to the above, the higher the percentage of cementitious agent, the higher the strength; however, an optimum percentage was not established for the binders, due to the growth trend, which implies that the higher the percentage, the higher the production cost, especially for alkali-activated cement, due to the cost of chemical reagents. Finally, it is established that, at this stage of development, Portland cement is more practical as a stabilizer, since alkali-activated cement requires a more technical and prolonged handling due to the activation of the chemical reagents, as a consequence of the time required for their dissolution at adequate temperatures.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Civil
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/45054
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingeníerias Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Civil
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenieria Civil
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coarhttp://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectCemento álcali-activado
dc.subjectCemento Portland
dc.subjectCurado
dc.subjectMaterial granular marginal
dc.subjectResistencia a la tracción indirecta
dc.subjectResistencia a la compresión inconfinada
dc.subject.keywordAlkali-activated cement
dc.subject.keywordPortland cement
dc.subject.keywordCuring
dc.subject.keywordMarginal granular material
dc.subject.keywordIndirect tensile strength
dc.subject.keywordUnconfined compressive strengths
dc.titleEvaluación preliminar de la respuesta mecánica de un material granular marginal (MGM-1) estabilizado con cemento álcali-activado
dc.title.englishPreliminary evaluation of the mechanical response of a marginal granular material (MGM-1) stabilized with alkali-activated cement
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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Ingeniería Civil