Sustitución de parte de material cementante por cenizas volantes tipo F en la producción del mortero de reparación tipo Grout

Granados Muñoz, Claudia Ximena; Guzmán Pérez,  Isaura

Sustitución de parte de material cementante por cenizas volantes tipo F en la producción del mortero de reparación tipo Grout

dc.contributor.advisor	Martínez Rincón, Julián Andrés
dc.contributor.author	Granados Muñoz, Claudia Ximena
dc.contributor.author	Guzmán Pérez, Isaura
dc.coverage.spatial	Bogotá D.C.
dc.date.accessioned	2026-02-10T20:45:58Z
dc.date.issued	2024-12-02
dc.description	Analizar el efecto en las características físicas, económicas y ambientales que presentarían los morteros de reparación tipo Grout con el reemplazo de material cementante por cenizas volantes tipo F
dc.description.abstract	La industria de la construcción es una de las principales contaminantes de la atmósfera debido a los gases liberados en sus procesos productivos, además, es una industria que enfrenta desafíos económicos, ya que uno de sus principales productos y materiales, el cemento, tiene costos de producción altos y poco favorables. Los estudios que ahondan en esta problemática desde el punto de vista financiero son pocos, aún más escasos aquellos que abordan también el componente ambiental. El presente estudio evaluó los efectos en las propiedades físico-mecánicas, el costo de producción y el impacto ambiental del reemplazo de parte del cemento por ceniza volante tipo F en un mortero de reparación tipo Grout. Para ello se elaboraron 135 cubos de mortero, divididos en 5 grupos de 27 especímenes cada uno, correspondiendo un grupo al control y cuatro grupos experimentales con diferentes de porcentajes de reemplazo (10%, 18%, 26% y 34%) basados en la literatura. La resistencia a la compresión fue determinada en una prensa mecánica bajo los lineamientos de las normas ASTM-C109 y NTC-220. Se realizaron análisis estadísticos en JASP, así como un comparativo entre los precios del producto y sus homólogos en el mercado, y el cálculo de la huella de carbono con y sin tratamiento. Se determinó que el mejor tratamiento es el T2 (18%) ya que cumple las expectativas en los tres aspectos, manteniendo la resistencia a la compresión ofrecida por el producto, disminuyendo el costo de producción 5% y la huella de carbono 16%. Esta investigación es un inicio en el estudio de alternativas con morteros.
dc.format.extent	135 páginas
dc.identifier.citation	Granados Muñoz, C. X. & Guzmán Pérez, I. (2024). Sustitución de parte de material cementante por cenizas volantes tipo F en la producción del mortero de reparación tipo Grout. [Tesis de maestría, Corporación Universitaria Minuto de Dios - UNIMINUTO]. Repositorio UNIMINUTO.
dc.identifier.uri	https://hdl.handle.net/10656/23140
dc.language.iso	es
dc.publisher	Corporación Universitaria Minuto de Dios
dc.publisher.department	Posgrado (Distancia)
dc.publisher.program	Maestría en Gerencia de la Innovación en Proyectos
dc.rights	Acceso Abierto - http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
dc.rights.license	https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject.keywords	Cemento
dc.subject.keywords	Construcción civil
dc.subject.keywords	Desarrollo sostenible
dc.subject.keywords	Economía de la empresa.
dc.title	Sustitución de parte de material cementante por cenizas volantes tipo F en la producción del mortero de reparación tipo Grout
dc.type	Tesis de Maestría
dc.type.coar	thesis
dcterms.bibliographicCitation	Abdalla, A., & Mohammed, A. (2022). Surrogate Models to Predict the Long-Term Compressive Strength of Cement-Based Mortar Modified with Fly Ash. Archives of Computational Methods in Engineering, 29(5), 4187-4212. https://doi.org/10.1007/s11831-022-09734-7 Abdulhasan, A., Idan, F., & Zuboon, K. (2018). Effect the Local Fly Ash on Cement Mortar Properties. Journal of University of Babylon, Engineering Sciences, 26(5), 383-394. https://www.iasj.net/iasj/download/87e0d6c96f8fc1b9 Alvarado, A., Patiño, V., Balladares, M., & Patiño, W. (2018). Mucosa nasal y determinación de alteraciones psicopatológicas por exposición al cemento. Dominio de las Ciencias, 3(4), 602-612. https://doi.org/2477-8818 American Society for Testing and Materials [ASTM]. (2016). Standard Test Method for Flow of Grout for Preplaced-Aggregate Concrete (Flow Cone Method). ASTM: https://www.astm.org/standards/c939 Angulo, V., & Aguilar, O. (2021). Influence of the Addition of 2%, 3%, and 5% of Fly Ash on the Physical-Mechanical Properties of Cement Mortar [Conference]. Prospective and trends in technology and skills for sustainable social development. Leveraging emerging technologies to construct the future: Proceedings of the 19th LACCEI International Multi-Conference for Engineering, Education and Technology . https://doi.org/10.18687/LACCEI2021.1.1.142 Arias, J. (2021). Diseño y metodología de la investigación. Editorial ENFOQUES CONSULTING EIRL. Asociación de Productores de Cemento [ASOCEM]. (2019). Panorama mundial de la industria del cemento. ASOCEM: http://www.asocem.org.pe/archivo/files/Vision%20General%20de%20la%20Industria%2 0del%20Cemento%20y%20sus%20Principales%20Actores.pdf Bala, A., Gupta, S., & Shelote, K. (2024). Durability and Cost Analysis of High-Volume Fly Ash Blended Self-Compacting Mortar. Journal of Materials in Civil Engineering, 36(3). https://doi.org/10.1061/JMCEE7.MTENG-16780 Becerra, O. (2019). Análisis de la aplicación de procesos de mejora para reducir la contaminación en la salud de la población y el medio ambiente por polución de cemento en empresas concreteras. Repositorio Universidad del Norte. Cámara Colombiana del Cemento y del Concreto [PROCEMCO]. (2021). Hoja de Ruta Colombia Industria del Cemento. https://procem.co/pdf/hoja-de-ruta/hr-colombia-final11032021.pdf Campdesuñer, C., Alena, B., & Antúnez, A. F. (2015). La contaminación ambiental, problemática del desarrollo sostenible en la producción de cemento. Cub@: Medio Ambiente Y Desarrollo, 15(29), 4. https://doi.org/https://cmad.ama.cu/index.php/cmad/article/view/214 Cedeño-Valdiviezo, A. (2011). Aglomerantes, morteros y aplanados adecuados para proteger el medioambiente. Revista de Arquitectura, 13, 106-117. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=125121298012 Chandías, M. (1992). Introducción a la construcción de edificios. Librería y editorial Alsina. Cyprowski, M., Zapór, L., Marciniak, L., Golofit-Szymczak, M., Ławniczek-Wałczyk, A., Stobnicka-Kupiec, A., & Górny, R. (2023). 93 Microbial Contaminants and ProInflammatory Properties of Organic Dust From Different Occupational Settings. Annals of Work Exposures and Health, 67(1). https://doi.org/10.1093/annweh/wxac087.067 Davidovits, J. (1978). Geopolymer: Chemistry and Applications. Departamento Nacional de Planeación [DNP]. (2021). Informe del estado de la calidad del aire en Colombia. Du, S., Zhao, Q., & Shi, X. (2023). Quantification of the reaction degree of fly ash in blended cement systems. Cement and Concrete Research, 167, 107-121. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2023.107121 Ebid, A. M., Onyelowe, K. C., Kontoni, D.-P. N., Quintana Gallardo, A., & Hanandeh, S. (2023). Heat and mass transfer in different concrete structures: a study of self-compacting concrete and geopolymer concrete. International Journal of Low-Carbon Technologies, 18, 404-411. https://doi.org/10.1093/ijlct/ctad022 Florez-Moreno, W. (2024). Comunicación personal. Free Software Foundation. (2007). GNU Affero General Public License. GNU: https://www.gnu.org/licenses/agpl-3.0.html Galarza, C. (2020). Los alcances de una investigación. CienciAmérica: Revista de divulgación científica de la Universidad Tecnológica Indoamérica, 9(3), 1-6. García, L. (2021). Crisis ambiental en Colombia. Universidad Central: https://www.ucentral.edu.co/noticentral/crisis-ambiental-colombia Gessa, A., & Sancha, M. (2016). Alternativas de reducción de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) en la producción de cemento. Propuesta de un modelo de evaluación. Innovar, 26(60), 51-66. https://doi.org/10.15446/innovar.v26n60.55532 Gjorv, O. (2014). Concrete Technology for a Sustainable Development in the 21st Century. (S. Koji, Ed.) CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781482272215 Global Concrete and Cement Association [GCCA]. (2021). Key Facts. GCCA: https://gccassociation.org/key-facts/ Gobierno de Colombia. (2005). Decreto 4741 de 2005. Ministerio de Ambiente: https://www.funcionpublica.gov.co/eva/gestornormativo/norma.php?i=18718 Gobierno de Colombia. (2022). Hoja de Ruta Nacional de Edificaciones Neto Cero Carbono. Godínez, D., Rodríguez, A., González, O., & Caparrós, Y. (2022). Evaluación ambiental en la comercializadora de cemento Camagüey. Energías Renovables y Medio Ambiente, 49, 17- 20. https://doi.org/ISSN: 2684-0073 Gómez, M. (2009). Introducción a la metodoloogía de la investigación científica (Segunda ed.). Brujas. González, A. (2014). Comportamiento frente a la durabilidad de morteros de reparación de cemento modificados con polímeros. Repositorio Universidad Politécnica de Madrid. http://purl.org/dc/dcmitype/Text Goss-Sampson, M. A. (2022). Statistical Analysis in JASP. A Guide for Students (Quinta ed.). JASP. https://jasp-stats.org/wp-content/uploads/2022/04/Statistical-Analysis-in-JASP-AStudents-Guide-v16.pdf Grimmeissen, L., Jensen, A., & Wehner, S. (2020). Hoja de ruta para el desarrollo de bajas emisiones en la Industria Chilena del Cemento. Proyecto Mecanismos y Redes de Transferencia de Tecnología Relacionada con el Cambio Climático en América Latina y el Caribe. Gutiérrez, L. (2003). El concreto y otros materiales para la construcción. Universidad Nacional de Colombia. Hernández, R., Fernández, C., & Baptista, P. (2014). Metodología de la investigación (Sexta ed.). McGraw-Hill. Hsu, S., Chi, M., & Huang, R. (2018). Effect of fineness and replacement ratio of ground fly ash on properties of blended cement mortar. Construction and Building Materials, 176, 250- 258. https://doi.org//10.1016/j.conbuildmat.2018.05.060 Huaquisto Cáceres, S., & Belizario Quispe, G. (2018). Utilización de la ceniza volante en la dosificación del concreto como sustituto del cemento. Journal of High Andean Research, 20(2), 225-234. https://doi.org/10.18271/ria.2018.366 IBM. (2024). ANOVA de un factor: Contrastes Post-hoc. https://www.ibm.com/docs/es/spssstatistics/saas?topic=anova-one-way-post-hoc-tests Instituto Colombiano de Normas Técnicas [ICONTEC]. (2019). NTC 385: 2019 Terminología relativa al concreto y sus agregados. ICONTEC: https://tienda.icontec.org/gpterminologia-relativa-al-concreto-y-sus-agregados-ntc385-2019.html Instituto Colombiano de Normas Técnicas [ICONTEC]. (2021). NTC 121:2021 Especificación de desempeño para cemento hidráulico. ICONTEC: https://tienda.icontec.org/gpespecificacion-de-desempeno-para-cemento-hidraulico-ntc121-2021.html Instituto Colombiano de Normas Técnicas [ICONTEC]. (2021). NTC-ISO 14067:2021 Gases de efecto invernadero. Huella de carbono de productos. Requisitos y directrices para cuantificación. ICONTEC: https://tienda.icontec.org/catalog/product/view/id/23444/s/gpntc-iso-gases-de-efecto-invernadero-huella-de-carbono-de-productos-requisitos-ydirectrices-para-cuantificacion-ntc-iso14067-2021/category/2/ Instituto Colombiano de Normas Técnicas [ICONTEC]. (2024). NTC 220: 2024 Método de ensayo para determinar la resistencia de morteros de cemento hidráulico a la compresión, usando cubos de 50 mm (2 pulgadas) de lado. ICONTEC: https://tienda.icontec.org/gp-ntc-me-a-todo-de-ensayo-para-determinar-la-resistencia-demorteros-de-cemento-hidre-aulico-a-la-compresie-a-n-usando-cubos-de-50-mm-2- pulgadas-de-lado-ntc220-2024.html Instituto Colombiano de Normas Técnicas. (2023). NTC 3493:2023 Cenizas de carbón y puzolanas naturales calcinadas o crudas, para uso en el concreto. ICONTEC: https://tienda.icontec.org/gp-ntc-cenizas-de-carbon-y-puzolanas-naturales-calcinadas-ocrudas-para-uso-en-el-concreto-ntc3493-2023.html Jaimes, C., & Montaño, L. (2022). Análisis ambiental de los efectos del uso del cemento basado en estudios a nivel mundial. Repositorio Universidad Mariana. JASP Team. (2024). JASP (Version 0.19.1) [Computer software]. https://jasp-stats.org/ Jiménez-Becerra, I. (2020). El triángulo lógico: una ecuación didáctica emergente para aprender metodología de la investigación. Universidad de la Sabana. Kurbetci, S., Nas, M., & Sahin, M. (2022). Durability properties of mortars with fly ash containing recycled aggregates. Advances in Concrete Construction, 13(1), 101-111. https://doi.org/10.12989/acc.2022.13.1.101 León, A., & Guillén, V. (2020). Energía contenida y emisiones de CO2 en el proceso de fabricación el cemento en Ecuador. Ambiente Construido, 20(3), 611-625. https://seer.ufrgs.br/index.php/ambienteconstruido/article/view/91532 Lerma, H. (2016). Metodología de la investigación: propuesta, anteproyecto y proyecto (Quinta ed.). ECOE. Mahdi-Olewi, S. (2021). Compressive Strength of Mortar with Partial Replacement of Cement by Fly Ash and GGBFS. Diyala Journal of Engineering Sciences, 14(4), 147-156. https://doi.org/10.24237/djes.2021.14412 Matallana, R. (2019). El concreto. Fundamentos y nuevas tecnologías. Corona. https://doi.org/978-958-57497-4-0 Mironyuk, I., Tatarchuk, T., Paliychuck, N., Heviuk, I., Horpynko, A., Yarema, O., & Mykytyn, I. (2021). Effect of surface-modified fly ash on compressive strength of cement mortar. Materials Today: Proceedings, 35(4), 534-537. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2019.10.016 Molina Bas, O. (2018). La influencia de las cenizas volantes como sustituto parcial del cemento Pórtland en la durabilidad del hormigón. Universidad Politécnica de Madrid. https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.1139 Moscoso, I., Abarca, R., Cruz, R., & Aceituno, C. (2022). Rompiendo paradigmas en la investigación científica. Atenea Editoras. Moses, P., Chockalingam, M., Venkatakrishnaiah, R., & Dayakar, P. (2020). Strength Aspects of Fly Ash in Cement Mortar. International Journal of Advanced Research in Engineering and Techonology [IJARET], 11(1), 38-44. https://doi.org/10.34218/IJARET.11.1.2020.006 Mutlu, S., Atici, Ö., & Gülen, Y. (2013). Cement dust pollution induces toxicity or deficiency of some essential elements in wild plants growing around a cement factory. Toxicology and Industrial Health, 29(5), 474-480. https://doi.org/10.1177/0748233712442727 Narváez, O., & Villegas, L. (2014). Introducción a la investigación: guía interactiva. Universidad Veracruzana. Navaratnam, S., Tushar, Q., Jahan, I., & Zhang, G. (2023). Environmental Sustainability of Industrial Waste-Based. Sustainability, 1873(15). https://doi.org/10.3390/su15031873 Neville, A. (2013). Tecnología del concreto (Cuarta ed.). Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A. C. Nihalani, S. A., Mishra, Y. D., & Meeruty, A. R. (2020). Handling and Utilisation of Fly Ash from Thermal Power Plants. En S. K. Ghosh, & V. Kumar, Circular Economy and Fly Ash Management (págs. 1-11). Springer. O’Brien, K. R., Ménaché, J., & O’Moore, L. M. (2019). Impact of fly ash content and fly ash transportation distance on embodied greenhouse gas emissions and water consumption in concrete. The International Journal of Life Cycle Assessment, 14(7), 621-629. https://doi.org/10.1007/s11367-009-0105-5 Organización de las Naciones Unidas [ONU]. (2022). Objetivos de Desarrollo Sostenible. ONU: https://www.un.org/sustainabledevelopment/es/objetivos-de-desarrollo-sostenible/ Organización de las Naciones Unidas. (2023). Población. ONU: https://www.un.org/es/globalissues/population#:~:text=El%2015%20de%20noviembre%20de,a%208000%20millones %20de%20habitantes. Patil, C., Manjunath, M., Hosamane, S., Bandekar, S., & Athani, R. (2021). Pozzolonic activity and strength activity index of bagasse ash and fly ash blended cement mortar. Materials Today: Proceedings, 42(2), 1456-1461. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.01.251 Poletanovic, B., Dragas, J., Ignjatovic, I., Komljenovic, M., & Merta, I. (2020). Propiedades físicas mecánicas del alk reforzado con fibra de cáñamo. Materiales de Construcción y Construcción, 259(119). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119677 Predicatori, F., Intini, B., Frontero, P., Martinelli, C., Culmone, L. R., Brunelli, S., . . . & Mattiolo, G. (2009). Influence of a cement industry on the fine and ultrafine particles composition in a rural area. Radiation Protection Dosimetry, 137(3-4), 288-293. https://doi.org/10.1093/rpd/ncp224 Qadir, W., Ghafor, K., & Mohammed, A. (2019). Characterizing and Modeling the Mechanical Properties of the Cement Mortar Modified with Fly Ash for Various Water-to-Cement Ratios and Curing Times. Advances in Civil Engineering, 2019(1). https://doi.org/10.1155/2019/7013908 Ramjan, S., Tangchirapat, W., Jaturapitakkul, C., Chee, C., Jitsangiam, P., & Suwan, T. (2021). Influence of Cement Replacement with Fly Ash and Ground Sand with Different Fineness on Alkali-Silica Reaction of Mortar. Materials, 14(6). https://doi.org/10.3390/ma14061528 Razi, P. Z., Razak, H. A., & Khalid, N. H. (2016). Sustainability, Eco-Point and Engineering Performance of Different Workability OPC Fly-Ash Mortar Mixes. Materials, 341(9). https://doi.org/10.3390/ma9050341 Rivera, J., Trejos, C., & Quevedo, J. (2021). Evaluación financiera de la industria del cemento, cal y yeso en Colombia (2014-2019). Revista Activos, 19(1). https://doi.org/10.15332/25005278.6687 Rivva, E. (2000). Naturaleza y materiales del concreto. Capítulo Peruano ACI. Salirrosas, J. (2020). Geopolímeros en la industria de la construcción: aplicaciones con ceniza volante y puzolana natural. Pontificia Universidad Católica del Perú. https://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/bitstream/handle/20.500.12404/17208/SALIRROSAS _TANTA_JORGE_GEOPOL%C3%8DMEROS_INDUSTRIA_CONSTRUCCI%C3%93 N.pdf?sequence=1&isAllowed=y#:~:text=Los%20geopol%C3%ADmeros%20son%20ma teriales%20cementicios,de%20contaminantes%2 Sánchez de Guzmán, D. (2001). Tecnología del concreto y del mortero (Quinta ed.). Bhandar Editores Ltda. Sukumar, B., Nagamani, K., & Srinivasa-Raghavan, R. (2008). Evaluation of strength at early ages of self-compacting concrete with high volume fly ash. Construction and Building Materials, 22(7), 1394-1401. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.04.005 Taylor, P., & Tait, R. (1999). Effects of fly ash on fatigue and fracture properties of hardened cement mortar. Cement and Concrete Composites, 21(3), 223-232. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(99)00005-0 Thuy, N., & Lam, N. T. (2023). Investigation of Potential Alkali–Silica Reaction of Different Types of Aggregate in Mortar with and Without Fly Ash. En R. V. Rao, S. Khatir, & T. Cuong-Le, Recent Advances in Structural Health Monitoring and Engineering Structures (págs. 279-285). Springer Nature. Xiao, M., Xi, J., Qiu, P., Deng, C., Lii, F., Wei, J., . . . Yu, Q. (2024). Evaluation of tensile properties and cracking potential evolution of fly ash-cement mortar at early age based on digital image correlation method. Construction and Building Materials, 412. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2023.134855 Xicoténcatl-Valle, J. (2024). Uso sustentable de las cenizas volantes para la fabricación de hormigón y reducción de emisiones de CO2. Universidad Autónoma del Estado de Morelos. Xu, A., Sarkar, S. L., & Nilsson, L. O. (1993). Effect of fly ash on the microstructure of cement mortar. Materials and Structures, 26, 414-424. https://doi.org/10.1007/BF02472942 Yu, Y., Yu, J., & Ge, Y. (2016). Water and chloride permeability reserach on ordinary cement mortar and concrete with compound admixture and fly ash. Construction and Builind Materials, 127, 556-564. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.09.103 Zafar, I. (2022). Sustainable Alternatives for Green Mortar: Quarry Waste and Ultra High Fly Ash Utilization. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 1026. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1026/1/012034