APROVECHAMIENTO DE LOS RESIDUOS DE LA PALMA AFRICANA

MSc. Sandra Patricia Reyes Ortiz quimsanreyes@yahoo.comJulio Alberto Ortiz. Estudiante Ingeniera Civil. Ing_julioalberto_ortiz@hotmail.com

Universidad Cooperativa de Colombia. Direccin: Carrera 22 No.7-06 Sur Va Puerto Lpez. Villavicencio (Meta)Telfono (57)86824795 ext. 119

RESUMEN

El estudio consta de un anlisis estadstico para comprobar la cantidad de residuos de la palma, cuesco y fibra, en dosindustrias aceiteras de la regin, seguido de una caracterizacin fisicoqumica de dichos residuos y suscorrespondientes cenizas, con discusiones importantes de las propiedades fsicas y mecnicas de este material comoaditivo del cemento portland. Se ha estudiado la viabilidad de utilizar las cenizas como material adicionado alcemento. Los resultados experimentales indican que la mezcla de cemento que contienen las cenizas derivadas de losresiduos de aceite de palma muestra satisfactorios tiempos y resultados de las pruebas de solidez. La incorporacinde la ceniza es categorizada como buena, y no se observ segregacin. Los efectos de la ceniza sobre la densidad yabsorcin de agua son insignificantes. La resistencia a la compresin del hormign disminuye con el contenido decenizas en el cemento utilizando hasta un 10% en peso de la ceniza. Los resultados sugieren que la ceniza podra sermezclada en pequeas cantidades con cemento Prtland ordinario para hacer hormign sin efectos perjudiciales alargo plazo sobre la fuerza de la propiedad. La presente investigacin tiene como objetivos contribuir a ladisminucin del impacto ambiental ocasionado por la acumulacin de cuesco y fibra de la palma africana en las reasde extraccin aceitera, dndole un valor agregado a este material al ser usado como puzolana, y obtener un materialcompuesto de menor valor econmico y propiedades diferentes a las del cemento Portland.

INTRODUCCION

En el departamento del Meta, Colombia, seencuentran dos grandes plantaciones e industriaspalmeras, Aceites Manuelita S.A. y Aceites Morichal.En los llanos orientales de Colombia la produccin decuesco para el ao 2008 se prev cercana a 239562toneladas en Colombia de los cuales 72109 toneladascorresponden a la produccin de la regin oriental,convirtindose en un problema ambiental que se hatratado de minimizar utilizando este material para laadecuacin de vas en las plantas aceiteras con uncorto tiempo de vida media. Algunos anlisisfisicoqumicos previos han demostrado la posibilidadde transformar el cuesco en material carbonizado, lacalcinacin o carbonizacin es llevada a cabo adistintas temperaturas entre los 800 C y 1400C, conel fin de obtener una ceniza del cuesco y fibra de altocontenido de slice, que debe ser pulverizada parapermitir una mejor hidratacin y enlace con loscompuestos del cemento.

La fibra y el cuesco de la palma africana sonmateriales denominados como desechos, queactualmente son causales de contaminacin ambientaldebido a la falencia de alternativas que conlleven alaprovechamiento en procesamientos industriales.Inicialmente estos residuos eran tirados en la margende las fuentes hdricas cercanas generando focos deprocreacin de insectos adems de aumentar lacantidad de slidos disueltos que dificultan lafotosntesis y la vida acutica en especies como lospeces. Teniendo en cuenta la dureza del cuesco seutiliz como sub-base granular en las vas de acceso alas plantaciones. De acuerdo a los estudios realizadoscon cascarilla de arroz, la fibra y el cuesco de palmahan sido utilizados como combustible en las calderaspara aprovechar su poder calorfico en la produccinde vapor de agua.

Las cenizas resultantes son apiladas en montaascerca a las calderas, como consecuencia la salud detrabajadores se ve alterada con enfermedades en lapiel y molestias en los ojos, adems de causarmolestias respiratorias y malos olores como productode la descomposicin de los compuestos orgnicos. Anivel internacional esta ceniza ha sido analizadamecnicamente con resultados ptimos en laresistencia a la compresin con adiciones hasta del10% de ceniza.

MARCO TEORICO

Colombia ocupa la cuarta posicin como productor deaceite de palma en el mundo, y el primer lugar enAmrica. Las zonas palmeras colombianas tienenniveles de productividad comparables a losinternacionales tanto en rendimiento por unidad desuperficie cosechada como en hectreas atendidas por

trabajador, esta informacin aumenta las expectativasdel proyecto debido a la necesidad de una solucin,no slo nacional sino internacionalmente, teniendo encuenta que slo en Singapur existe antecedentes quesugieren que la ceniza proveniente de los residuos dela palma de aceite podra ser mezclada en pequeascantidades con cemento Prtland ordinario para hacerhormign sin efectos perjudiciales a largo plazo sobrelas propiedades de resistencia; a nivel nacional, lascenizas del cuesco se han analizado con el fin deobtener carbn activado para uso industrial coninconvenientes como los altos costos de produccin.

De otra parte, la industria palmera de acuerdo a laley de calidad ambiental de 1974 y los reglamentossobre calidad ambiental, requiere de un sistema demanejo slido, eficaz de utilizacin y tratamiento,para reducir los impactos ambientales (Fedepalma2001). Ante esta perspectiva aparece como unaalternativa de solucin la utilizacin del cuesco y lasmismas fibras de desecho de la palma africana,mediante la calcinacin previa de estos y lacorrespondiente adicin al cemento Portland.

La produccin de aceite de palma genera grancantidad de residuos slidos como subproductos, paravaciar el aceite de palma de los racimos de fruta sehace necesaria la generacin de vapor de agua pormedio de calderas en las cuales se usa la fibra y elcuesco como combustible. Despus de la incineracinse produce una considerable cantidad de cenizasaltamente custicas lo que origina problemas deeliminacin. Se ha examinado la viabilidad de utilizarlas cenizas como material de sustitucin de cemento,hallndose como resultado experimental que lamezcla de cemento que contienen las cenizasderivadas muestra satisfactorios tiempos de fraguadoy resistencia, con adiciones no mayores a 10%mezcladas con cemento Prtland (Joo-Hwa Tay,Kuan-Yeow. Show, 1995).

El cuesco de la palma africana se ha estudiado comocarbn activado donde la carbonizacin se lleva acabo a 600 C en atmsfera de nitrgeno durante 2,5horas en un horno vertical provisto de un controladorde temperatura Cole Parmer 89000-10, que permiteajustar la velocidad de calentamiento. Lascondiciones de la carbonizacin son las siguientes:velocidad de calentamiento 10 C min-1, flujo denitrgeno 150-160 mL min-1. El anlisis de estascenizas establece que el contenido de Na, K, Ca, Mgy Fe son respectivamente, 0.33, 0.36, 0.34, 0.13 y0.46 mg.g-1. El contenido de Si, no se ha determinado(Navarrete L., Giraldo L., Baquero C., Moreno J.,2005).

Los estudios realizados en Colombia con el objeto deemplear la ceniza del cuesco y la fibra de la palmaafricana como un material puzolnico son casi nulos.

En analoga con la cascarilla de arroz y de acuerdo alartculo de Joo-Hwa Tay, Kuan-Yeow. Show, 1995,se ha iniciado en la facultad de ingeniera civil de laUniversidad Cooperativa de Colombia lainvestigacin de nuevos materiales que provechen losresiduos agroindustriales.La obtencin de slice a partir de desechos agrcolas,permite la obtencin de concreto de altocomportamiento, en este sentido vale la pena decirque actualmente las exigencias del concreto se dirigena dos premisas especficas: la resistencia y ladurabilidad, estos conceptos enmarcan el tiempo devida til del concreto.

Los materiales puzolnicos son as llamados por lainteraccin qumica con los productos de hidratacindel cemento, principalmente con el hidrxido decalcio, (Ca(OH)2); la reaccin que describe talproceso es llamada reaccin puzolnica

x Sde la puzolana + y CHdel cemento + z H _ CySxH(y+z).

As entonces la reaccin de estas cenizas ricas enslice eliminan los xidos de calcio (culpables demuchos de los problemas del concreto) y generan msgel cementante, es decir mucho ms C-S-H. En estoradica la mejora de las propiedades fsicas,mecnicas, disminucin de la porosidad y aumento dela densidad de los cementos adicionados con slices,materiales adicionados o simplemente puzolanas.

Dentro de las caractersticas que mejoran laspuzolanas como material adicionado al cemento paraobtener concretos de alto comportamiento tenemos:menor requerimiento de agua, mayor trabajabilidad,menor contenido de aire debido al minsculo tamaode las partculas, bajo calor de hidratacin, menorsegregacin del concreto; por lo anterior puededecirse que las ventajas de la utilizacin de estosmateriales son muchas y su implementacin dentro delas obras de Ingeniera mejora las caractersticas delconcreto permitiendo la construccin de estructurasesbeltas, seguras y que garanticen una vida tilsuficientemente adecuada al periodo de diseo de lasmismas

El cemento Prtland es el ingrediente ligante oadhesivo del concreto. Est compuestoprincipalmente por xidos de calcio, silicio, aluminioy hierro hasta en un 95%. Las fases presentescomprenden principalmente: silicatos de calcio(3CaOSiO2 y 2CaOSiO2) y en menor proporcinaluminato de calcio (3CaOAl2O3) y ferroaluminatode calcio (4CaOAl2O3Fe2O3). Las propiedades deendurecimiento del cemento se logran mediante lamezcla de estos compuestos con el agua. Esto resultaen la formacin de productos de hidratacin queposeen cualidades ligantes y baja solubilidad en agua(las estructuras de cemento pueden subsistir aun bajo

el agua). La reaccin qumica principal se da con elsilicato triclcico y el agua, expresada en la siguientefrmula condensada

(C = CaO, S = SiO2, H = H2O)

C3S + H _ Cx-S-H + (3-x) CH

El gel C-S-H (sin indicar composicin especfica) esel responsable de las propiedades mecnicasconocidas del cemento; el CH, hidrxido de calcio,(Ca (OH)2) es un subproducto de poco valorcementoso y puede ser el punto de origen de algunasreacciones degenerativas del cemento Prtlandhidratado (Espinosa J.C., 2004).

METODOLOGIA

La muestra de ceniza producida a 171,8 C y 105,3psi de presin es extrada de las calderas de laindustria Aceites Morichal S.A. ubicado en elDepartamento del Meta, Colombia, el color de lamuestra evidencia una gran cantidad de inquemados,la muestra se referencia como ceniza de cuesco yfibra y no como slice, debido a la falta de anlisis deeste compuesto.

El procedimiento experimental se divide en dos: unaparte que trata de la utilizacin de las cenizas comosustituto del cemento y una segunda parte delaprovechamiento de la ceniza como sustituto de laarena de acuerdo a las normas tcnicas vigentes.

I. Cenizas de fibra y cuesco de palmaafricana como sustituto de cemento.

a. Molienda de la ceniza. Norma I.N.V. E-218

Este mtodo se refiere al procedimiento que sedebe seguir para realizar el ensayo de desgastede los agregados gruesos hasta de 37.5 mm(1_") por medio de la mquina de Los ngelesque tendr las siguientes caractersticas.Consiste en un cilindro hueco, de acero, conuna longitud interior de 508 5 mm (20 0.2")y un dimetro, tambin interior, de 711 5 mm(28 0.2").

La carga abrasiva consistir en esferas de aceroo de fundicin, de un dimetro entre 46.38 mm(1 13/16") y 47.63 mm (1 7/8") y un pesocomprendido entre 390 g y 445 g. La cargaabrasiva depender de la granulometra deensayo.

La muestra de ensayo ser un agregado limpiopor lavado y secado en horno a una temperaturaconstante comprendida entre 105 y 110C (221a 230F).

La muestra y la carga abrasiva correspondiente,se colocan en la mquina de Los ngeles, y sehace girar el cilindro a una velocidadcomprendida entre 188 y 208 rad/minuto (30 y33 r.p.m.); el nmero total de vueltas deber ser500. La mquina deber girar de manerauniforme para mantener una velocidadperifrica prcticamente constante. Una vezcumplido el nmero de vueltas prescrito, sedescarga el material del cilindro y se procede auna separacin de la muestra ensayada por untamiz No 200.

b. Consistencia normal del cemento. I.N.V.E-310

Sobre una superficie pulida y no absorbente secoloca una muestra de 500 g en forma de cono yse le hace un hoyo en el centro. Se vierte en elhoyo una cantidad medida de agua destilada yluego, con ayuda del palustre, se pasa al hoyo elcemento seco que lo rodea exteriormente,empleando en esta operacin 30 segundos.Durante los siguientes 30 segundos, mientras sepermite la absorcin del agua, el cemento quean permanece seco en el exterior del cono debemezclarse suavemente mediante el palustre conla pasta hmeda para reducir las prdidas porevaporacin y facilitar la completa absorcin.Luego se termina la operacin mezclando yamasando con las manos, continua yvigorosamente durante 90 segundos. En esteltimo paso y en el siguiente, el operador debeusar guantes de caucho bien ajustados.

La pasta de cemento preparada se moldea conlas manos dndole forma esfrica y se lanza 6veces de una mano a otra a travs de unadistancia de unos 150 mm (6"). Con la muestraque permanece en una mano se llenacompletamente por la base mayor el molde,sostenido en la otra, quitando el exceso en estabase con un solo movimiento de la palma de lamano. Se coloca la placa de vidrio (H) sobre labase mayor, se voltea el conjunto y con ayudade un palustre se quita el exceso en la basemenor. Finalmente, el conjunto se sacudesuavemente. Durante estas operaciones se debetener cuidado de no comprimir la muestra.

El conjunto constituido por la placa, la pasta yel molde se lleva al aparato y se centra debajodel vstago (B), se hace descender el mismohasta que el extremo del mbolo (C) haga

contacto con la superficie de la pasta y se fijaen esta posicin por medio del tornillo (E). Selee la posicin inicial del ndice (F) en la escalao se desplaza el ndice hasta que coincida con elcero superior; 30 segundos despus determinada la mezcla, se suelta el vstagocuidando que el aparato no est sometido aninguna vibracin durante el ensayo. Seconsidera que la pasta tiene consistencia normalcuando el mbolo penetra 10 1 mm, 30segundos despus de haber sido soltado. Si nose obtiene la consistencia normal en el primerensayo, debe repetirse toda la operacin,variando la cantidad de agua, hasta obtenerla;cada vez hay que emplear cemento nuevo.

c . Tiempo de fraguado del cementohidrulico mtodo del aparato de Vicat.Norma I.N.V. E-305

Deben mezclarse 500 g de cemento con el porcentajede agua de amasado (Nota 1) requerido para laconsistencia normal, siguiendo el procedimientodescrito en la Norma INV E-310

A la pasta preparada, rpidamente debe drsele formaesfrica con las manos enguantadas, y lanzarse de unamano a la otra por seis veces estando stas a unadistancia de 15 cm aproximadamente. Se toma elmolde en una mano y con la otra se presiona la bolahasta llenar el molde completamente por la basemayor. Qutese el exceso en esta base con un solomovimiento de la palma de la mano. El molde debecolocarse con su base mayor sobre la placa de vidrioy el exceso de pasta que aparezca en la base menordebe retirarse pasando el palustre oblicuamente demodo que forme un ngulo pequeo con el bordesuperior del molde. La parte superior de la muestradebe alisarse, si es necesario, con una o dos pasadasdel borde del palustre. Durante las operaciones pararetirar el exceso de pasta y para alisarla, debe tenersecuidado de no ejercer presin alguna sobre sta.Inmediatamente despus de terminado el moldeo,debe colocarse la muestra en el cuarto o cmarahmeda, de donde debe sacarse nicamente para lasdeterminaciones del tiempo de fraguado. La muestradebe permanecer en el molde, soportada por la placade vidrio, durante todo el perodo de ensayo.

La muestra usada para determinar el tiempo defraguado, debe mantenerse dentro de la cmarahmeda durante 30 minutos despus del moldeo sinque sufra ninguna alteracin. Debe determinarse lapenetracin de la aguja de 1 mm en ese instante yluego debe repetirse cada 15 minutos (para cementosde tipo 3 debe repetirse cada 10 minutos), hasta quese obtenga una penetracin de 25 mm o menos. Parael ensayo de penetracin debe hacerse descender laaguja D del vstago B, hasta que el extremo haga

contacto con la superficie de la pasta de cemento.Debe apretarse el tornillo de sujecin E y ajustarse elndice F, en el extremo superior de la escala oanotarse una lectura inicial. Se suelta el vstagorpidamente aflojando el tornillo de sujecin E ydejando que la aguja penetre durante 30 segundos,momento en el cual debe tomarse la lectura paradeterminar la penetracin. (Si durante las primeraslecturas la pasta se mantiene blanda, el descenso delvstago, se puede hacer lentamente para evitar ladeformacin de la aguja de 1 mm, pero lasdeterminaciones de penetracin para el tiempo defraguado se deben hacer aflojando el tornillo).

Las penetraciones deben estar separadas por lomenos 6 mm (_") entre s y 10 mm (_") del bordeinterior del molde. Se anotan los resultados de todaslas penetraciones y por interpolacin debedeterminarse el tiempo obtenido para una penetracinde 25 mm, el cual indica el Tiempo de Fraguado.

d. Resistencia a la compresin de morterosde cemento hidrulico. Norma I.N.V. E-323

A los moldes se les aplicar en sus caras interioresuna capa delgada de aceite mineral ligero. Lassuperficies de contacto de los elementos separables serevestirn de una capa de aceite mineral pesado, luegose unen estos elementos y se elimina el exceso deaceite en cada uno de los compartimentos. Luego secoloca el molde sobre una placa plana, no absorbente,cubierta con una delgada capa de aceite. En la parteexterior de las juntas de las partes que componen elmolde, o de stos con la placa, se aplicar una mezclade 3 partes en peso de parafina y 5 partes de resina ocera calentada a 110 -120C, para impermeaabilizar.

Las proporciones en peso de materiales para elmortero normal sern de una (1) parte de cemento y2.75 partes de arena gradada, usando una relacinagua - cemento de 0.485 para los cementos Portland y0.460 para las que contienen aire; sin embargo, sertal que produzca un flujo de 110 5, expresada enporcentaje del cemento.

Las cantidades que deben ser mezcladas para formarla bachada parra seis (6) cubos de ensayo, sern de500 g de cemento y 1375 g de arena y 242 ml deagua, aproximadamente. Para nueve (9) cubos serequieren 740 g de cemento, 2035 g de arena y 359ml de agua.

Despus de preparado el mortero, hay que dejarloquieto en la mezcladora por 90 segundos, sin cubrirla.Durante los ltimos 15 segundos de este intervalo,rpidamente se debe raspar el mortero pegado en lasparedes y luego remezclar por 15 segundos avelocidad lenta. Dentro de un tiempo transcurrido no

mayor de 2 minutos y 30 segundos despus decompletar la mezcla original de la bachada, se iniciael llenado de los compartimentos, colocando una capade ms o menos 25 mm (1") de espesor(aproximadamente la mitad del molde), en cada unode los compartimentos, y se apisonan con 32 golpesque se aplicarn sobre la superficie, en 4 etapas de 8golpes adyacentes cada una, como se ilustra en elsiguiente esquema.

4 5

1 2 3 4 3 6

8 7 6 5 2 7

1 8

Los golpes de cada etapa se darn siguiendo unadireccin perpendicular a los de la anterior; la presindel compactador ser tal, que asegure el llenado delos compartimentos. Se deben completar las cuatro(4) etapas de compactacin, en cada compartimento,antes de seguir con el siguiente. Una vez terminada laetapa de la primera capa en todos los compartimentos,se llenan con una segunda capa y se procede como enla primera.

Durante la compactacin de la segunda capa, alcompletar cada etapa y antes de iniciar la siguiente, seintroduce en el compartimento el mortero que se hadepositado en los bordes del molde. A lo largo deestas operaciones, el operario usar guantes decaucho. Al finalizar la compactacin, las carassuperiores de los cubos, deben quedar un poco msaltas que el borde superior de los moldes. Lasuperficie de los cubos debe ser alisada con la parteplana del palustre, retirando el mortero sobrante, conun movimiento de vaivn.

Terminada la operacin de llenado, el conjunto demolde y placa, se colocar en la cmara hmedadurante 20 o 24 horas, con la cara superior expuestaal aire hmedo, pero protegidos contra la cada degotas. Si los cubos se retiran del molde antes de las 24horas, se dejarn en la cmara hmeda hastacompletar este tiempo. Los cubos que no se van aensayar a las 24 horas, se sumergen en agua-calsaturada dentro del tanque de almacenamiento,construido con material no corrosivo; el agua deltanque se renovar frecuentemente para quepermanezca limpia.

Los cubos que van a ser ensayados a las 24 horas, sesacan de la cmara hmeda cubrindolos con un paohmedo, mientras se van pasando a la mquina. Paralos otros cubos, deben sacarse del tanque dealmacenamiento uno a uno y probarse

inmediatamente. Todos los cubos se ensayarn dentrode las siguientes tolerancias de tiempo: a los 3 das 1 hora; a los 7 das 3 horas; y a los 28 das 12horas.

Los cubos debern secarse y dejarse limpios de arenasuelta, o incrustaciones, en las caras que van a estaren contacto con los bloques de la mquina de ensayo.Se debe comprobar por medio de una regla, que lascaras estn perfectamente planas.

Colquese cuidadosamente el espcimen en lamquina de ensayo, debajo del centro de la partesuperior de la mquina, comprobndose antes deensayar cada cubo, que la rtula gira libremente encualquier direccin. No se usarn amortiguadoresentre el cubo y los bloques de carga.

Cuando se espera que el cubo resista una cargamxima superior a 13.3 kN (3000 lbf), se aplica a steuna carga inicial de la mitad del valor esperado, avelocidad conveniente; si se espera que la carga queva a resistir sea menor de 13.3 kN (3000 lbf), no seaplicar carga inicial al cubo. La velocidad deaplicacin de la carga se calcula en tal forma que lacarga restante para romper los cubos con resistenciaesperada mayor de 13.3 kN (3000 lbf) o la carga totalen los otros, se aplique sin interrupcin en un tiempocomprendido entre 20 y 80 segundos, desde el iniciode la carga. No se har ningn ajuste a la mquinamientras se est efectuando el ensayo.

e. Determinacin del pH potenciomtricamente

Una muestra de 20 g de material seco se deposita enun vaso de precipitados con una relacin suelo:aguade 1:2,5 peso:volumen de agua destilada, durante 20minutos se agit, el sobrenadante se transvaso y eneste se introdujo el bulbo del pH metro Hanna 8424para registrar las lecturas. Las muestras se trabajaronpor triplicado.

RESULTADOS Y DISCUSINI. Cenizas de fibra y cuesco de palma africanacomo sustituto de cemento.

a. Molienda de la ceniza. Norma I.N.V. E-218

Tabla No 1. Distribucin porcentual de la cenizamolida y tamizada

Fraccin Peso (g) Distribucin(%)

>200_m

749 73,7

Pasa 200 _m 267 26,2

Cumpliendo la norma tcnica para la molienda delmaterial extrado de las calderas, como se observa enla tabla No 1, se obtiene aproximadamente la cuartaparte del material con las caractersticas de fraccingranulomtrica del cemento tipo Portlnd que puedeser utilizado como material puzolnico y con la cualse realizaran los dems procedimientos propuestos eneste proyecto. Se observ que la ceniza pasa tamiz No200 es muy fina y de color beige grisceo, mientrasque la otra fraccin es anloga a una arena griscea.

b. Consistencia normal del cemento. I.N.V.E-310

Tabla No 2. Porcentaje de agua optima

Cantidad de agua(%)

Penetracin (mm)

28 1927 1926 1425 9

La caracterizacin del cemento Portlnd, marcaregistrada cemento diamante, que se trabajar exigela elaboracin de la pasta para determinar la cantidadde agua ptima para formar el gel del cemento, lamejor relacin que cumple con la norma tcnica de laconsistencia normal del cemento es del 25 % en pesode agua en relacin con el peso de cemento. Estamedida fue obtenida por medio del aparato de Vicat.

c . Tiempo de fraguado del cementohidrulico mtodo del aparato de Vicat.Norma I.N.V. E-305

Grfica No 1. Tiempo de fraguado pasta decemento

El resultado que se muestra en la Grfica 1, es eltiempo de fraguado que empieza a ocurrir en elmomento en que la aguja del aparato de Vicat penetrala pasta 25 mm. Se puede observar en la grfica queesto sucedi a los 147 minutos.

Grfica No 2. Tiempo de fraguado con adicin de5% de ceniza

La prueba de tiempo de fraguado con adicin de 5%de ceniza, como se observa en la grfica No 2, es de145 minutos, comparada con el valor obtenido para lapasta sin adicin.

d. Resistencia a la compresin de morterosde cemento hidrulico.

La construccin de los morteros se realiz con baseen la norma I.N.V. 323. Se construyeron morteros enformade cubo de 5 x 5 x 5 cm. La muestra se preparo apartir de relacin cemento: arena1:2 con 0,6 % deagua, basado en la misma norma tcnica. La arenaensayada es extrada del rio Guayuriba deldepartamento del Meta. Se fabricaron triplicados condiferentes cantidades de ceniza, 0%, 5% y 10%.

Los morteros se sometieron a la prueba de resistenciaa la compresin a edades de 3, 7 y 28 das.Se utilizuna mquina de ensayo a compresin. Los valores depeso unitario se realizaron de acuerdo a la normaI.N.V. E-146

.Tabla No 3. Ensayo de compresin de morteros

Resistencia a la compresin de morteros (MPa)Nmero de cubos Peso unitario(g/cm3)

Reemplazo decemento por ceniza

(%)3 das 7 das 28 das

9 2,278 0 14,77 17,93 33,439 2,245 5 14,51 21,87 39,359 2,198 10 8,86 17,31 31,67

Teniendo en cuenta los resultados de la tabla No 3, laadicin de la ceniza a los cubos fallados a los tres dasdisminuye la resistencia, as al adicionar 5 % deceniza decrece 1,77% y con adicin de 10% deceniza la disminucin es de 38,93%. Los morterosfallados a los 7 das muestran un comportamientodiferente, tras la adicin de 5% de ceniza aumenta laresistencia con referencia al blanco (sin adicin deceniza) en 22% y la adicin del 10% de ceniza reportasolo una disminucin de 3,5% de la resistencia. Elmismo comportamiento del material se mantiene a los28 das, con pequeas variaciones de resistencia delmaterial adicionado con ceniza.

De acuerdo con las resistencias obtenidas, el materialadicionado con el 5% de ceniza presenta uncomportamiento ptimo a la ganancia de resistenciafrente a la obtenida utilizando cemento Portlnd. Lamuestra adicionada con 10% de ceniza muestra unatendencia al aumento de la resistencia en el transcursodel tiempo de curado. Los morteros adicionadospresentan un aligeramiento, disminucin del pesoespecifico que lo hace til para construccioneslivianas.

e. pH de las mezclas con ceniza

Tabla No 4. Determinacin de pH

Muestra pH0 % de ceniza 9,175 % de ceniza 9,0510 % de ceniza 9,12Fraccin pasa tamiz No 200 9,16

La reaccin qumica del cemento con la cenizaproduce un aumento en el pH del material por laproduccin de hidrxidos, que de acuerdo con losdatos de la tabla No 4, con adiciones de ceniza, laalcalinidad de la muestra disminuye, sin sersignificativa la variacin. Se confirma que la cenizaes bsica sin afectar la reaccin puzolnica.

CONCLUSION

La utilizacin de la ceniza del cuesco y la fibra de lapalma africana como material puzolnico sustituto delcemento para la construccin de morteros de acuerdoa esta investigacin, es propuesta adicionado 5% de

sta, para obtener una mayor resistencia, una ligeradisminucin del pH y del peso especfico, originandoun concreto de alto rendimiento.

El color de la ceniza al ser recolectada evidencia unagran cantidad de inquemados, que generalmente sonproductos orgnicos que impiden la utilizacin deeste material como sustancia puzolnica, por estarazn se recomienda una hidrlisis cida para retirarestos desechos o una calcinacin a temperaturas de600C como se utiliza para la cascarilla de arroz.

Esta ceniza es aplicable a las obras de ingeniera civildado que sus caractersticas disminuyen el peso de laestructura en la mezcla de pega y mortero de muro,disminuyendo los costos de cimentacin y derefuerzos, adems del impacto ambiental al utilizardesechos agroindustriales.

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