Ceniza de totora, como sustituyente del cemento para concreto estructural en Chiclayo – Lambayeque, 2025

Abstract

La presente investigación tuvo como objetivo principal evaluar la influencia de la incorporación de la ceniza de totora como sustituyente parcial del cemento Portland en las propiedades físicas y mecánicas del concreto estructural elaborado en la ciudad de Chiclayo, región Lambayeque. El estudio se desarrolló con un concreto patrón diseñado para una resistencia especifica de f’c = 210 kg/cm2, comparándolo con mezclas que incorporaron ceniza de totora en proporciones del 5%, 8% y 11% en remplazo del cemento. Para ello la investigación se desarrolló en un enfoque cuantitativo, de tipo experimental ya que se manipulo de manera controlada la variable independiente y se compararon los resultados con una mezcla patrón. Así mismo, se consideró analizar las propiedades físicas de los agregados empleados, evaluar el comportamiento del concreto patrón y estudiar el desempeño del concreto modificado con ceniza de totora, con la finalidad de determinar el porcentaje óptimo de sustitución que garantice un adecuado desempeño estructural y eficiencia del material. La variable independiente fue la ceniza de totora, considerada a través de su porcentaje de sustitución del cemento, mientras que la variable dependiente estuvo constituida por las propiedades del concreto estructural, evaluadas en estado fresco (asentamiento, temperatura y peso unitario) y en estado endurecido (resistencia a la comprensión y resistencia a la tracción indirecta). La investigación es relevante tanto en el ámbito académico como practico, ya que aporta evidencia experimental sobre el uso de material alternativo de origen vegetal, promoviendo practicas sostenibles, la reducción del impacto ambiental asociado a la producción de cemento y el aprovechamiento de recursos locales disponibles en la región.

The main objective of this research was to evaluate the influence of incorporating totora ash as a partial substitute for Portland cement on the physical and mechanical properties of structural concrete produced in the city of Chiclayo, Lambayeque region. The study was conducted using a standard concrete mix designed for a specific compressive strength of f’c = 210 kg/cm2, comparing it with mixes that incorporated totora ash in proportions of 5%, 8%, and 11% as a cement replacement. To this end, the research employed a quantitative, experimental approach, as the independent variable was manipulated in a controlled manner and the results were compared with a standard mix. Furthermore, the study considered analyzing the physical properties of the aggregates used, evaluating the behavior of the standard concrete mix, and studying the performance of the concrete modified with totora ash, in order to determine the optimal substitution percentage that guarantees adequate structural performance and material efficiency. The independent variable was totora ash, measured by its percentage of cement substitution, while the dependent variable consisted of the properties of the structural concrete, evaluated in its fresh state (slump, temperature, and unit weight) and in its hardened state (compressive strength and indirect tensile strength). This research is relevant in both academic and practical contexts, as it provides experimental evidence on the use of alternative plant-based materials, promoting sustainable practices, reducing the environmental impact associated with cement production, and utilizing locally available resources in the region.