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Uso de la metodología de la tierra comprimida
estabilizada para la fabricación de ladrillos
Use of stabilized compressed earth methodology for bricks
manufacturing
ABSTRACT
Keywords:
RESUMEN
Los materiales de construcción como los bloques de hormigón
y el ladrillo de arcilla cocida son muy costosos y en algunas
circunstancias generan un efecto perjudicial en el medio
estudios para mejorar la durabilidad de los ladrillos estos no
desarrollo de construcción de estos ladrillos es in situ y requiere
Palabras clave: Suelo estabilizado, cemento, cal, ladrillos.
Universidad Señor de Sipan
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Introducción
En la era moderna de la ingeniería civil, la
sostenibilidad tiene mayor atención, pero el
inconveniente de los materiales de construcción
tradicionales como el cemento, el agregado de ladrillos y
el acero se suman a la contaminación (Islam, et al., 2020)
provocada por la emisión de dióxido de carbono durante
el desarrollo de preparación de ladrillos convencionales,
ocasionando muchos problemas ambientales.
(Malkanthi, et al., 2020). Asimismo, existe un malestar
dentro de la industria de las viviendas para dar
soluciones menos costosas y técnicamente superiores, se
propone los sistemas prefabricados, que pueden ser una
solución al problema; sin embargo, este tipo de vivienda
puede resultar ser muy costosas, teniendo en cuenta que
no solo debe ser rentables sino debe ofrecer una mejor
habitabilidad, longevidad y sostenibilidad (Bradley, et
al., 2018). Existe una preocupación en la búsqueda de
materiales alternativos que sean baratos y asequibles.
(Akinwumi, et al., 2019). además, hay una inquietud
gases del efecto invernadero, esto ocasiona la necesidad
de una solución de vivienda urgente que cumpla con
los criterios de estabilidad estructural y sostenibilidad
(Khadka, 2019). En tal sentido se plantea la tierra
comprimida estabilizado, como solución porque es un
material sostenible y localmente disponible, mezclados
con estabilizadores que aumenta su resistencia (Abd-
Alkarem, et al., 2020). Hoy en día se ha retomado el
sistema tradicional del adobe mediante estudios para
aumentar sus características originales, originando
o ladrillo de tierra comprimido estabilizado (Roux,
2002). Anteriormente los ladrillos de tierra se han usado
comúnmente como material de relleno o revestimiento
no portante (Obonyo, et al., 2010), el criterio desfavorable
de utilizar solo tierra para la construcción es su
durabilidad, que está relacionada con su resistencia a
la compresión, debido a que la mayoría del suelo
está en su estado natural que carece de resistencia,
estabilidad dimensional y durabilidad (Venny, et al.,
2010). En ese sentido se considera que el ladrillo de
tierra estabilizado, es un material de construcción
compuesto por suelo húmedo compactado a alta presión
y aglutinantes químicos como cemento portland (Ahire,
et al., 2019), que frecuentemente se aplica alrededor de
21 MPa en compresión y el volumen original del suelo se
unidades de albañilería son materiales de construcción
en el uso de energía y el amortiguamiento de costo
(Saeed, et al., 2020), es reciclable regresa a la tierra sin
contaminar el suelo (Temitope et al., 2019) como material
de construcción refuerza la resistencia mecánica con
aditivos estabilizadores, los más conocidos son el
propiedades mecánicas pueden caracterizarse por el
índice de resistencia a la compresión y las propiedades
térmicas por el índice de conductividad térmica (Chen,
2020). El objetivo es ofrecer una visión de materiales
amigables con el medio ambiente (Islam, et al., 2020).
En cuanto al bloque de tierra comprimida sin adición
de estabilizantes para la construcción de muros.
Este mampuesto elimina en su fabricación la etapa
de cocción (Galíndez, 2009). Son varios los métodos
de aprovechamiento de la tierra para la construcción
estabilizados han demostrado buena condición técnica
y durabilidad en relación al adobe o al suelo apisonado
(Gatani, 2000). Tomando en cuenta el suelo-cemento
cemento y agua, que posteriormente compactado se
termo aislaste, casi impermeable, y duradero en el tiempo
(Toirac, 2008), no es tóxico y puede renovarse presenta
(Abd-Alkarem, et al., 2020). También realizaron estudios
de estabilización de tierra con bacterias ureolíticas,
obteniendo como resultado el acrecentamiento de la
resistencia a compresión y la reducción de absorción de
agua, el cual indica el éxito del uso de bacterias como
una solución ecológica, para mejorar la durabilidad del
material de construcción (Zamer, et al., 2016). plantean
desafíos adicionales debido a que pertenecen a una
nueva clase de materiales a base de cemento. (Obonyo,
2011). Un claro ejemplo tenemos la piscina municipal
Toro (Figura 1 y 2), galardonada por presentar una
construcción sostenible, elaborada de tierra estabilizada
con cemento blanco y cal.
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Figura 1. Interior de la piscina cubierta, fuente: (vier arquitectos S.L.).
Figura 2. Entrada de acceso piscina cubierta, fuente:( vier arquitectos S.L.).
Revisión de las técnicas usadas en ladrillo de
tierra comprimida
Esta revisión analiza la tierra comprimida con
estabilización para la fabricación de ladrillos y sus
propiedades, por medio de las revisiones de la literatura
el desarrollo se analizaron diferentes métodos:
Suelo
La tierra es un material alternativo y sostenible
que se usa desde tiempos conmemorables (Tripura,
et al., 2019). Es considerado un recurso abundante
en casi todo el mundo (Sitton, et al., 2018), tiene
propiedades higroscópicas ventajosas debido a que
respira absorbiendo o liberando humedad (Walter, et
con diferentes componentes químicos y el agua,
originan un papel decisivo en la aplicación de ingeniería
de las materias primas (Akinwumi, et al., 2019). por lo
poroso suelto, cuando la materia prima del suelo de alta
densidad se somete a una carga externa, las partículas
de suelo de cada componente se disponen y se ocluyen
(Muntohar, 2011). En el caso de los suelos salinos tienen
un potencial limitado para el cultivo, el uso de este tipo
de suelo es un modo de mitigar la destrucción de tierras
agrícolas. (Yu, et al., 2015)
Selección del suelo
Depende de la ubicación como del entorno debido
a la variada plasticidad que presenta (Kinuthia, 2015),
clases, para suelos con LS>11,0 (primera clase); para
suelos con LS=6,0-11,0 (segunda clase); y para suelos con
LS<6,0 (tercera clase). Los suelos de la primera clase no
son aptos para la estabilización y deben excluir como
candidatos para la estabilización, la segunda y la tercera
clase se analizan para determinar la cantidad de arena y
el contenido de arcilla- limo para considerar el tipo y la
cantidad de estabilizador (Burroughs, 2010).
Estabilizadores
propiedades del suelo, teniendo en cuenta algunos
factores como el porcentaje de estabilizador, la presión
aplicada en la fabricación y la mezcla adecuada del suelo
con el estabilizador (Ameem, et al., 2020). El cemento
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hidratado mejora la resistencia a la compresión de las
estabilizadores que se usa ampliamente porque reduce
el límite de líquido, mejora la trabajabilidad del suelo
y aumenta el límite de plasticidad, acelera el proceso
de sinterización y mejora la reacción química (Abed,
resistencia al agua, a la compresión y la estabilización
en las dimensiones (Burroughs, 2010), agregando de
de albañilería, genera características de aislamiento
la estabilización del cemento, los bloques deben curarse
durante cuatro semanas después de la fabricación
(Toirac, 2008). Una de las funciones del estabilizador es
disminuir la hinchazón del suelo mediante la creación
de una estructura sólida y cohesiva con la masa de tierra
(Ameem, et al., 2020). En cuanto a la estabilización
con la cal depende más del tiempo que de la dosis,
por tanto, gana fuerza con el tiempo (Abed, 2020).
La estabilización con cal necesita un mayor tiempo
de curado para obtener porcentajes de resistencia
relevantes (Izemmouren, et al., 2015). Si se trata de La
estabilización con geopolimeros mejora los parámetros
mecánicos por su producción de geles geopolimeros
que conectan las partículas, generando que la muestra
sea más resistente y compacta, los parámetros térmicos
varían ligeramente con el contenido de geopolimeros,
pero permanecen por debajo de los estabilizadores con
cemento (Sore, et al., 2018). y por ultimo las bacterias
como estabilizador presentan excelentes propiedades
de estabilización el cual genera mejor durabilidad del
suelo. (Irwan, et al., 2016). El silicato de sodio, el ácido
la actividad puzolánica del suelo salino. (Yu, et al., 2015)
Es el valor más universalmente aceptado para
determinar la calidad de los ladrillos, pero está
relacionada con el tipo de suelo y el contenido del
estabilizador (Venny, et al., 2010). Asimismo, si se
adiciona bacteria estos actúan como reemplazo a la
piedra caliza (Irwan, et al., 2016). En cuanto a las fallas
muy pequeña que varía de 2mm a 6mm (Muntohar,
2011). Asimismo, la resistencia a la compresión no debe
húmedo (Islam, et al., 2020).
Absorción de agua
Las muestras estabilizadas conservan su masa
durante la inmersión en agua, mientras que las
muestras no tratadas con estabilizantes se deterioran
durante la inmersión (Muntohar, 2011). La absorción de
agua varía de acuerdo al estabilizador usado, en el caso
la entrada de agua a los poros de la muestra debido a que
estos se llenan con calcita. (Irwan, et al., 2016)
Procedimiento de fabricación del ladrillo de
tierra comprimida
• Reconocimiento y fabricación.
Se elabora un estudio de las características químicas y
físicas con ensayos de laboratorio o en situ. dependiendo
de la muestra se hará un tamizado y molturado de la
tierra (Saeed, et al., 2020) Es importante considerar la
trabajabilidad en la producción, una trabajabilidad baja
puede romperse la unidad de albañilería fácilmente al
momento de sacar del equipo de prensado. (Sturm, et
• Incorporado
Se combinan los elementos secos cuidadosamente,
posterior se agrega gradualmente la proporción de agua
para un conveniente apisonado (Ameem, et al., 2020).
• Comprimir
Trabajo primordial en la fase de producción de
los ladrillos de tierra comprimida, por medio de la
compactación de presión externa, logrando como
resultado la reducción del suelo y del volumen
de los poros. (Chen, 2020). La mezcla debe estar
completamente húmeda para unirse al momento de
compactar con el objetivo de lograr una compactación
• Secado
Debe ejecutarse de manera vigilada. Existen dos
etapas: etapa de curado (adición de estabilizantes)
(mantener al abrigo del viento y el sol) debido a que
• Almacenamiento
de albañilerías para su colocación, se recomienda
embalar en plástico para conservar sus propiedades de
humedad adecuado (el caso de haber sido estabilizado).
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Si las unidades no fueron estabilizadas, pueden ser
idóneos para su colocación en obra a los 20 días (Ameem,
et al., 2020).
Discusión
La tierra comprimida estabilizada con la adición
de cal redujo la capacidad de absorción (Muntohar,
2011), mostro una buena respuesta de resistencia a
la compresión debido a la capacidad de la cal para
descomponer el tetraedro de sílice y crear materiales
hidratados más estables (Abd-Alkarem, et al., 2020).
El cemento portland es el estabilizador más usado,
se consideraría económico para producir ladrillos
(Ameem, et al., 2020). Se debe tener en cuenta el
índice de plasticidad del suelo, (Obonyo, 2011) si su
índice es menor a 15 es adecuado usar cemento como
estabilizador, si el índice es superior a 15 o tiene un
contenido de arcilla, se sugiere utilizar cal como
estabilizador (Venny, et al., 2010). En cuanto al uso de
las bacterias el resultado de resistencia a la compresión
mm con la bacteria llamada
calcita bacteriana (Zamer, et al., 2016). Considerando
la estabilización con aglutinante de geopolimeros del
Conclusión
La tierra estabilizada es un componente que brinda
una alternativa de construcción, mediante los ladrillos
de tierra comprimida estabilizada que son materiales
de construcción sostenibles, porque no se queman,
no es necesario tener electricidad para la combustión
y reduce la contaminación ambiental. Asimismo, la
tierra que incluye un alto porcentaje de grava necesita
más cemento que la tierra arenosa. También, para
obtener una resistencia temprana de durabilidad y
ductilidad, el cemento puede considerarse como un
agente aglutinante más apropiado en comparación con
el estabilizador de cal. Pero el cemento es costoso si se
como estabilizador generan un crecimiento en la
resistencia a la compresión y reduce la permeabilidad
un mejor resultado con una resistencia de compresión
buena cohesión de partículas, promueve una vida más
saludable, presentan buenas propiedades de durabilidad
y conductividad térmica. En conclusión, el empleo de
estabilizador para la fabricación de ladrillos sin cocer,
Estas nuevas unidades de albañilería tienen la propiedad
de absorber la humedad atmosférica.
Fuente de Financiamiento
Los autores del artículo declaran que no existe
mismo.
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