Mejora del bloque de tierra comprimida con aditivos regionales naturales para la auto construcción de viviendas

Abstract

Con el fin de valorar los materiales locales y ayudar a reducir los costos de construcción y la energía consumida, se han utilizado la ceniza de cáscara de arroz y la fibra de plátano como aditivos para estabilizar los bloques de tierra comprimida (BTC). El objetivo principal de esta tesis es el de contribuir a la mejora de la tecnología para la fabricación de los BTC estabilizados con aditivos naturales regionales para la construcción de viviendas, con bajo costo energético y ambiental y que puedan ser promovidos por medio de autoconstrucción. Para conseguir esto se investigó la influencia en la resistencia a la compresión y la resistencia a la flexión de los BTC, usando el mismo tipo de suelo, manteniendo constante la presión de compactación, y como usando como agentes estabilizadores la cal (en porcentaje constante), con diferentes proporciones de ceniza de cáscara de arroz y fibra de plátano. En la fabricación de los BTC se usó una prensa manual de volumen constante, aplicando una presión de compactación constante, y como aditivos se usaron la cal (5%), cuatro contenidos diferentes de ceniza de cáscara de arroz (2.5%, 5%, 7.5% y 10%) y dos contenidos diferentes de fibra de plátano (0.175% y 0.25 %). Los resultados muestran un aumento de la resistencia a la compresión y a la flexión del BTC cuando se adiciona, dentro de ciertos límites, la cal, ceniza de cáscara de arroz, y fibra de plátano; de hecho, la resistencia a la compresión del BTC obtenida adicionando diferentes combinaciones de aditivos naturales es comparable a los exigidos por algunos códigos de construcción con tierra para el BTC. Los resultados también muestran que si los contenidos de la ceniza de cáscara de arroz y la fibra de plátano superan estos límites establecidos, su influencia es perjudicial para las características de resistencia de los BTC. Adicionalmente, la investigación muestra que la adición de la fibra de plátano aumenta la ductilidad del BTC en comparación con el comportamiento frágil de los bloque fabricados sin fibra. En general, el trabajo concluye que los BTC estabilizados con ceniza de cáscara de arroz y fibra de plátano cuentan con las propiedades de resistencia adecuadas para su uso como material de construcción para la autoconstrucción de viviendas, especialmente para los países en vías de desarrollo, entre ellos el Perú, en particular en la Región de San Martín, debido a la abundancia y bajo costo de los aditivos seleccionados. Otro de los propósitos de esta tesis es el de motivar la necesidad de un marco estandarizado para la producción del BTC y para esto se desarrolló una propuesta para la Norma Técnica para las especificaciones técnicas y producción del BTC.

In order to assess local materials and help reduce construction costs and energy consumed, rice husk ash and banana fiber have been used as additives to stabilize compressed earth blocks (CEB). The main objective of this thesis is to contribute to the improvement of technology for the manufacture of stabilized CEBs with regional natural additives for the construction of houses, with low energy and environmental costs and that can be promoted through self-construction. To achieve this, the influence on the compressive strength and flexural strength of the CEB was investigated, using the same type of soil, keeping the compaction pressure constant, and using lime as stabilizing agents (in constant percentage), with different proportions of rice husk ash and banana fiber. In the manufacture of the CEB a constant volume manual press was used, applying a constant compaction pressure, and as additives the lime (5%), four different contents of rice husk ash (2.5%, 5%, 7.5% and 10%) and two different contents of banana fiber (0.175% and 0.25%). The results show an increase in the resistance to compression and flexion of the CEB when it is added, within certain limits, lime, rice husk ash, and banana fiber; in fact, the compressive strength of the CEB obtained by adding different combinations of natural additives is comparable to those required by some building codes with soil for the CEB. The results also show that if the contents of the rice husk ash and the banana fiber exceeds these established limits, their influence is detrimental to the resistance characteristics of the CEBs. Additionally, the research shows that the addition of banana fibers increases the ductility of the CEB compared to the fragile behavior of the blocks manufactured without fiber. In general, the work concludes that CEBs stabilized with rice husk ash and banana fiber have the adequate strength properties for use as construction material for the self-construction of housing, especially for developing countries, among they are Peru, particularly in the San Martín Region, due to the abundance and low cost of the selected additives. Another purpose of this thesis is to motivate the need for a standardized framework for the production of BTC and for this a proposal was developed for the Technical Standard for the technical specifications and production of the BTC.