Desarrollo preliminar de material granular estabilizado con cemento álcali-activado obtenido empleando cascarilla de arroz para uso en vías terciarias

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dc.contributor.advisorÁlvarez Lugo, Allex Eduardo
dc.contributor.advisorLópez Parra, Jhonatan Steevens
dc.contributor.authorAcevedo Jerez, Sergio Leonardo
dc.contributor.authorAnacona Chavez, Victor Daniel
dc.contributor.evaluatorMerchan Jaimes, Vladimir Ernesto
dc.contributor.evaluatorBautista Prada, Emily
dc.date.accessioned2025-08-29T12:07:37Z
dc.date.available2025-08-29T12:07:37Z
dc.date.created2025-08-28
dc.date.embargoEnd2030-08-29
dc.date.issued2025-08-28
dc.description.abstractEl presente proyecto de investigación tiene como finalidad evaluar la respuesta mecánica de un material granular marginal (MGM) estabilizado con un cemento álcali-activado (CAA), compuesto por un precursor (ceniza de cascarilla de arroz), activado por medio de hidróxido de calcio (Ca(OH)₂) y una solución alcalina conformada por hidróxido de sodio (NaOH) y silicato se sodio (Na2SiO3). El material estabilizado se compara con el MGM sin estabilizar y estabilizado con cemento Portland convencional (CP). Como parte del proceso experimental se llevó a cabo el diseño de mezcla, en el cual se consideraron tres proporciones de activadores (10%, 20%, y 30% de contenido de cementante) y dos proporciones de hidróxido de calcio (10% y 20% respecto al contenido cementante). A partir de los resultados de resistencia a la compresión inconfinada (RCI) a 7 días, se seleccionó la fórmula de trabajo. Se emplearon dos tipos de ceniza de cascarilla de arroz (CCA) identificadas como CCA-1 y CCA-2, obtenidas a temperaturas de 800°C y con tiempos de calcinación de 1 y 2 horas, respectivamente. El material granular es codificado como MGM 1 y está compuesto por tamaños de partículas inferiores al tamiz No. 4 (4.75 mm), cuyo porcentaje de finos corresponde a 18%, con índice de plasticidad de 8%. Para la estabilización, se utilizaron contenidos de cementante de 3%, 5%, y 7% del peso seco para las probetas estabilizadas con CP y CAA. Las probetas fueron sometidas a ensayos de RCI después de tiempos de curado de 7 y 28 días, con un periodo de 24 horas en inmersión previo al ensayo. A partir de los resultados obtenidos, se logró evidenciar una ganancia significativa en términos de resistencia por parte de la estabilización con CAA, alcanzando valores competitivos, e incluso superando, a los obtenidos con el CP a los 7 días. No obstante, a los 28 días, las probetas estabilizadas con CAA no evidenciaron un incremento de resistencia respecto a los valores obtenidos a 7 días, alcanzando hasta un 60% de la resistencia obtenida con CP. Estos hallazgos representan un punto de partida prometedor para futuras investigaciones orientadas al mejoramiento para la futura producción e implementación de este CAA como alternativa sostenible al CP en la estabilización de materiales granulares para vías terciarias.
dc.description.abstractenglishThe purpose of this research project is to evaluate the mechanical response of a marginal granular material (MGM) stabilized with an alkali-activated cement (AAC), created using a precursor (rice husk ash) activated through calcium oxide (Ca(OH)₂) and an alkaline solution made up of sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na2SiO3). The stabilized material is compared to the unbound MGM and the MGM stabilized with Portland cement (PC). As part of the experimental process, the mix design was carried out. For this purpose, three proportions of activators (10%, 20%, and 30% with respect to the cementitious content) and two proportions of calcium oxide (10% and 20% of the cementitious content) were analyzed. The working formula was selected based on results from the unconfined compressive strength (UCS) test at 7 days. Two rice husk ash (RHA) types were used, identified as RHA-1 and RHA 2, produced at temperatures of 800°C and calcination times of 1 and 2 hours, respectively. The granular material is coded as MGM-1 and is composed of particle sizes smaller than the No.4 sieve (4.75 mm), with a fines content of 18% and a plasticity index of 8%. For stabilization, cementitious contents of 3%, 5%, and 7% of dry weight were used for the specimens fabricated with CP and AAC. The specimens were subjected to UCS tests after curing times of 7 and 28 days, with a 24-hour immersion period before the test. From the results obtained, a significant gain in strength was evidenced by the stabilization with AAC, reaching competitive values, and even surpassing those obtained with CP at 7 days. However, at 28 days, the specimens stabilized with AAC did not show an increase in strength with respect to the values obtained at 7 days, reaching up to 60% of the strength obtained with CP. These findings represent a promising starting point for future research to improve the production and implementation of AAC as a sustainable alternative to CP in stabilizing granular materials for low-volume roads.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Civil
dc.description.orcid0009-0006-9450-0672
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/20.500.14071/46066
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.subjectceniza de cascarilla de arroz
dc.subjectcemento alternativo
dc.subjectcemento álcali-activado
dc.subjectmaterial granular marginal
dc.subjectvías terciarias
dc.subjectsostenibilidad
dc.subjectresistencia a la compresión inconfinada
dc.subject.keywordrice husk ash
dc.subject.keywordalternative cement
dc.subject.keywordalkali-activated cement
dc.subject.keywordmarginal granular material
dc.subject.keywordlow-volume roads
dc.subject.keywordsustainability
dc.subject.keywordunconfined compressive strength
dc.titleDesarrollo preliminar de material granular estabilizado con cemento álcali-activado obtenido empleando cascarilla de arroz para uso en vías terciarias
dc.title.englishPreliminary development of granular material stabilized with alkali-activated cement obtained using rice husk for use in tertiary roads
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