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MEJORAMIENTO DE LAS PROPIEDADES
MECANICAS DEL CONCRETO CON EL USO

DE CENIZAS DE CASCARA DE ARROZ Y
FIBRAS DE PALMERA
Kalla Chambi Roy Oliver; Cutipa Coaquira Daniel Anthony; Ccari Mendoza Ronaldo
Orlando; Aduvire Mamani Daniela
1. CAPITULO I
FUNDAMENTOS DE INVESTIGACIÓN
1.1. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
En enero de 2023, la producción de arroz cáscara alcanzó las 220,101 toneladas, lo que
representó un incremento del 5,0% en comparación con el mismo mes de 2022. Este
crecimiento se debió a la expansión de las áreas cosechadas y a las condiciones térmicas
favorables que beneficiaron el desarrollo del cultivo en su fase de maduración, según
informó el Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) en su informe técnico
"Perú: Panorama Económico Departamental". A nivel departamental, Piura destacó con
un aumento del 83,1%, contribuyendo con el 34,1% del total producido. San Martín le
siguió con un incremento del 2,5%, aportando el 28,0%; mientras que Huánuco y Pasco
contribuyeron con el 15,1% y el 5,9%, respectivamente. En contraste, se registraron
disminuciones en Junín (-68,8%), Ucayali (-62,5%), Lambayeque (-32,7%), Amazonas (-
18,0%), Tumbes (-17,8%), La Libertad (-13,9%), Cajamarca (-10,9%), Madre de Dios (-
6,1%) y Loreto (-3,0%).
La producción de arroz genera residuos como la cascarilla de arroz, que generalmente es

incinerado produciendo ceniza de cascarilla de arroz, que tiene propiedades
puzolánicas. Sin embargo este material es en su mayoría es desperdiciado afectando al
medio ambiente, solo en el año 2019 el sector agricultura desecho153.34 Gg de dióxido
de carbono equivalente (INEI), por lo cual se desea darle un uso particular en la industria
del cemento aprovechando sus propiedades puzolánicas.
La demanda del cemento en el Perú a ido incrementando año tras año, el consumo
interno del cemento en el Perú durante el año 2022 registro un incremento de 3.49%
con respecto al año 2021 (INEI).
En los últimos años, se comenzó a usar fibras de origen vegetal para mejorar las
propiedades mecánicas del cemento. El Perú cuenta con una amplia diversidad de
especies de palmeras, pero no hay mucha información que registre el uso de palmeras y
cascarilla de arroz juntos
1.1.1 Pregunta de investigación

¿Pueden mejorar las propiedades mecánicas del concreto portland tipo 1 con el uso de la
fibra de palmera y cenizas de cascara de arroz?
1.2. OBJETIVOS
1.2.1. OBJETIVO GENERAL
Mejorar las propiedades mecánicas del concreto utilizando fibras de palmera y cenizas
de cascara de arroz.
1.2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO
Realizar las probetas de acuerdo con las especificaciones y datos de la tesis

proporcionada.
1.3. HIPÓTESIS
¿El uso de las cenizas de cascara de arroz y fibras de palmera influye
en la mejora significativa de las propiedades mecánicas del concreto?
1.4. JUSTIFICACIÓN
1.4.1. SOCIAL
Este estudio da a conocer que la construcción en general origina un

elevado impacto social, debido al enfoque del desarrollo de la infraestructura
tanto a nivel privada como pública en aras de acortar las diferencias
accesibilidad a los servicios como salud, educación, vivienda, viales, etc. Por lo
tanto, la sustitución parcial del aglomerante por la CCA y la adición de fibras de
palmera, podría ser una posibilidad de solución para la población en general.
1.4.2. AMBIENTAL
La abundante producción de arroz y su posterior procesamiento en los molinos

generan gran cantidad de desechos derivados de la RH, como son las CCA,
debido a su difícil eliminación se ha convertido en un gran problema de
almacenamiento acarreando consigo un grave problema medio ambiental.
1.4.3. TÉCNOLOGICO
Las expectativas de los resultados a obtener serán de mucha ayuda
para ser empleados en el área de la construcción, ya que con el aprovechamiento

de las CCA y fibras de palmera en el concreto mejore sus propiedades,
aumentando su dureza a la fuerza compresiva, resistencia a la tracción y
resistencia a la flexión.
.CAPÍTULO II.
2. MARCO TEÓRICO
2.1 Antecedentes de la Investigación
2.1 Antecedentes de la Investigación

Para preparar la palma se le somete a un pretratamiento, la cual puede ser el
tratamiento de agua hirviendo, tratamiento con Hidroxido de Sodio y el tratamiento
con recubrimiento con aceite de linaza. Primero, el tratamiento de agua hirviendo
consistió en hervir fibras de palma datilera en una olla a presión durante distintos
tiempos: 5 minutos, 1 hora, 2 horas y 3 horas. Tras la ebullición, se escurren las fibras y
se lavan con agua para quitar las sustancias orgánicas que pueden retrasar la
adherencia del cemento. Posteriormente, las fibras limpias se dejan secar a
temperatura ambiente por dos días. Las fibras resultantes se conocen como BF.
Segundo, El tratamiento con hidroxido de sodio consiste en sumergir las fibras de
palma datilera en una solución de NaOH durante 2 horas, utilizando concentraciones
de 1%, 3%, 6% y 9% en peso. Posteriormente, se enjuagan con ácido acético al 1% y
agua destilada hasta que el agua de enjuague alcance la neutralidad química, verificada
mediante mediciones de pH. Por último, las fibras se secan en un horno a 60°C durante
24 horas. Las fibras resultantes se conocen como SHF. Por ultimo. El tratamiento con
recubrimiento con aceite de linaza Las fibras se secan a 50 ± 0.1 °C durante 24 horas y
luego se mezclan con aceite de linaza utilizando un mezclador planetario. Se han
evaluado diferentes proporciones de masa de aceite de linaza a fibra: 0.25, 0.50, 1 y
1.50. Después del tratamiento, las fibras se ponen en un horno ventilado a 50 ± 0.1 °C
hasta que estén completamente secas, lo cual toma alrededor de siete días. Las fibras
resultantes se conocen como LOF.
El análisis de tamiz de la ceniza de cáscara de arroz se lleva a cabo de acuerdo con el

procedimiento estándar indio, y los resultados se emplean en el diseño de la mezcla para
crear concreto con la calidad y resistencia deseadas. Tras realizar la prueba del cono de
asentamiento en el concreto para determinar su trabajabilidad, se moldean cubos de
concreto para su análisis posterior. Se determinó que la ceniza de cáscara de arroz
debería reemplazar la arena en la mezcla en proporciones del 0%, 10%, 20%, 30% y 40%
en volumen. La concentración del superplastificante y la relación agua-cemento se
mantuvieron constantes en 0.35% y 0.9%, respectivamente. Las muestras de concreto
moldeado se curaron bajo condiciones de laboratorio estándar durante 7, 14 y 28 días
antes de iniciar las pruebas. Se analizaron tres muestras de concreto curado después de
cada uno de estos períodos. Las muestras para la prueba de resistencia a la compresión
eran cubos de 150 mm, mientras que las muestras para la prueba de resistencia a la
tracción por división tenían 150 mm de diámetro y 300 mm de altura.
El cultivo del arroz genera dos residuos principales: la paja y la cascarilla. La paja de
arroz, si se deja en el campo, puede causar anoxia en las aguas de riego y la muerte de
peces, y su quema provoca contaminación atmosférica, por lo que es necesario retirarla
tras la cosecha. La cascarilla representa un 20% del peso del arroz y se desecha en gran
medida. La paja puede ser valorizada energéticamente como combustible debido a su
poder calorífico (4,30 kWh/kg). La cascarilla, con un alto contenido de sílice (11-12%),
puede ser utilizada en la construcción o fabricación de vidrio. Este trabajo propone una
metodología para aprovechar estos residuos mediante el tratamiento de la cascarilla con
HCl y calcinación para obtener sílice, y la determinación del poder calorífico, trituración
y peletización de la paja para producir combustible.
3. CAPITULO III.
METODOLOGÍA
1. Métodos para alcanzar los objetivos

Se realizarán diferentes ensayos a las muestras de concreto (testigos cilíndricos
y vigas prismáticas) donde se sustituirá de manera parcial el cemento en 5%,
10%, 15% y 20% por CCA y se incluirá fibras de palmera en 1%, 2,5%, 4%, y
5,5% respectivamente.
a. Tratamiento de la materia prima
• Cenizas de cascara de arroz
Se comprara un lote de cascarillas de arroz en la ubicación. Las
cenizas de cascara de arroz seran calcinadas en una mufla a una temperatura
determinada, se usaran crisoles de volumen optimo para cada muestra.
• Fibra de palmera
Sera adquirida en el mercado , una cantidad de kg sera
suficiente para el desarrollo de la investigación. Este material sera tratado para
su posterior uso, se ser cortadas a una longitud promedio de 40,75 mm, 0,56
mm, de espesor y 2,60 mm de ancho, medidos en laboratorio. El tratamiento
aplicado sera con el uso del hidroxido de sodio en una solución de 1 Lt de agua
para 50 gramos de hidróxido de sodio, las FP se saturaron durante 12 horas a
temperatura ambiente, y después se secaron al aire libre, para ser pesados y
determinar el porcentaje de humedad siendo esta de 29,51%
• Cemento
El cemento adquirido sera el portland tipo 1, conseguido en , con un precio,
Norma tecnica:
b. Ensayo de mezclas
c. Ensayo de concreto endurecidos
Los datos para la resistencia a la compresión, resistencia a la flexión,
resistencia a a la tracción, modulo de la elasticidad, seran sacados de la Tesis
“MEJORAMIENTO DE LAS PROPIEDADES MECANICAS DEL CONCRETO
CON EL USO DE CENIZAS DE CASCARA DE ARROZ Y FIBRAS DE PALMERA”
5. DESCRIPCIÓN Y DURACIÓN DE LAS ACTIVIDADES
CAPITULO IV. RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS

1. RESULTADOS
4.1. ANALISIS DE RESULTADOS
4.2. ANALISIS ESTADISTICO
4.3. HALLAZGOS Y APORTES DE LA INVESIGACIÓN
CONCLUSIONES
RECOMENDACIÓNES
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICA
Ali-Boucetta, T., Ayat, A., Laifa, W., & Behim, M. (2021). Treatment of date palm fibres mesh:
Influence on the rheological and mechanical properties of fibre-cement
composites. Construction and Building Materials, 273, 121056.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0950061820330609?fr=RR-
2&ref=pdf_download&rr=893b4aa5aafb0ddd
Singh, S., Kumar, V., & Parashar, A. K. (2023). A study on the substitution of rice husk ash with
natural sand of cement concrete. Materials Today: Proceedings.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214785323052859
Colomer Mendoza, F. J., Gallardo Izquierdo, A., CARLOS, M., & Lin, J. (2021). Valorización de los
residuos generados en el cultivo del arroz: paja y cascarilla.
https://repositori.uji.es/xmlui/handle/10234/197131
ANEXOS
INEI (2023) Produccion de arroz cázcara alcanzo 220 mil toneladas y aumento en 5.0%
durante enero de 2023.
https://m.inei.gob.pe/prensa/noticias/produccion-de-arroz-cascara-alcanzo-220-mil-
toneladas-y-aumento-en-50-durante-enero-de-2023-
14320/#:~:text=En%20enero%20de%202023%2C%20la,dio%20a%20conocer%20el
%20Instituto

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MECANICAS DEL CONCRETO CON EL USO

La producción de arroz genera residuos como la cascarilla de arroz, que generalmente es

1.1.1 Pregunta de investigación

1.2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO

Realizar las probetas de acuerdo con las especificaciones y datos de la tesis

¿El uso de las cenizas de cascara de arroz y fibras de palmera influye

en la mejora significativa de las propiedades mecánicas del concreto?

Este estudio da a conocer que la construcción en general origina un

La abundante producción de arroz y su posterior procesamiento en los molinos

Las expectativas de los resultados a obtener serán de mucha ayuda

para ser empleados en el área de la construcción, ya que con el aprovechamiento

2.1 Antecedentes de la Investigación

El análisis de tamiz de la ceniza de cáscara de arroz se lleva a cabo de acuerdo con el

1. Métodos para alcanzar los objetivos

5. DESCRIPCIÓN Y DURACIÓN DE LAS ACTIVIDADES

CAPITULO IV. RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS

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