NUEVOS MATERIALES DE CONSTRUCCION SUSTENTABLE CON CASCARAS DE MANI. ENSAYOS DE COMPORTAMIENTO MECANICO CON VARIACION DE LA GRANULOMETRIA DEL AGREGADO. (1)

Mariana Gatani (1); Ricardo Argüello (2) arquitecta. Investigadora Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET) Centro Experimental de Vivienda Económica (CEVE), Córdoba, Argentina, [email protected] , [email protected] (2) Dr. en Química Orgánica. Centro Experimental de Vivienda Económica (CEVE), Córdoba, Argentina, [email protected]

RESUMEN Propuesta: Este trabajo presenta los avances de un proyecto de investigación sobre nuevos materiales de construcción con un recurso natural de deshecho, de origen agrondustrial. Este artículo toma como eje el estudio y análisis de las condiciones de uso de las cáscaras de maní como agregado en presencia de cemento y resinas poliéster utilizados como ligantes. Los resultados obtenidos son aplicados a la producción de componentes de construcción para viviendas. Metodología: El trabajo parte de la discusión sobre el uso de determinados materiales de construcción, en una síntesis histórica, remarcando los efectos nocivos de algunos procesos de producción. El concepto de sustentabilidad constituye el marco soporte del planteo desarrollado. Dentro del desarrollo del trabajo, en una primera etapa, se relevan las características, condiciones y obtención del insumo cáscaras de maní: sobre abundante en la región y concentrado en unas pocas plantas seleccionadoras y procesadoras de maní de la provincia de Córdoba. En la segunda etapa se analizan las razones de interferencia en el proceso de fragüe y endurecimiento entre cáscaras y cemento. También se realizan experiencias con ligantes alternativos, tales como resinas poliéster. Posteriormente se presentan los resultados mecánicos obtenidos realizados en probetas cilíndricas, variando la granulometría del agregado cáscaras. Resultados: La cáscara de maní es un agregado especial que le confiere al material propiedades tales como alta porosidad y rigidez suficiente, dadas por sus partículas fibrosas. Consecuentemente, las características del nuevo material están caracterizadas por bajo peso, y buena capacidad de aislación térmica, que lo hace apto para componentes de cerramientos verticales y horizontales. Luego se muestra la aplicación de los resultados en ladrillos y bloques. Contribución / Originalidad: Se concluye remarcando la importancia de dar destino a un recurso considerado un abundante deshecho ambiental de escala regional, para ser transformado en materia prima de materiales de construcción. PALAVRAS CHAVE: nuevos materiales, construcción sustentable, uso de cáscara de maní en materiales de construcción.

ABSTRACT Propose: This work presents the advances of a research project on new building materials made with a natural waste, of agro-industrial source. This article develops conditions of use of peanut husk as aggregate along with cement. The obtained results are applied to the production of of building houses components. Methods: The work start from the discussion on the use of determined building construction materials. The sustentability concept constitutes the support of the layout developed. Within the development of the work, in one first stage, are relieved the characteristics, and special conditions about peanut husk:that is very abundant in the region and concentrated in few selecting plants in province of Cordoba.In the second stage are analyzed the reasons of interference in the process of hardening between peanut husk and cement. Subsequently,the obtained mechanical results made in cylindrical test probes varying the granulometry of husk and the compactness of the test probes are showed. Findings:The peanut husk is a special aggregate who confers to the material special properties such as high porosity and sufficient rigidity, given by his fibrous particles. Originality/value: - 926 -

Consequently, the characteristics of the new material are a low weight, and good thermal insulation, that makes apt for components of vertical and horizontal closings in housing KEY WORDS: new materials, sustainable construction, peanut husk in building materials.

1. INTRODUCCIÓN 1.1.- El problema ambiental. La cáscara de maní El presente proyecto constituye un trabajo de variación sobre la línea temática definida en el grupo de investigación y desarrollo de nuevos materiales del CEVE. En el Área de Desarrollo y Experimentación de Tecnologías para Viviendas, desde hace varios años se trabaja en la búsqueda de materiales formulados a partir de la incorporación de deshechos de origen urbano y agroindustrial. En este marco se han desarrollado acciones de investigación y desarrollo que promueven varias líneas de investigación. Existe una cantidad importante de residuos que origina la industria que podrían ser reutilizados. Por la escala de producción, y la capacidad de consumir materiales, el sector de la construcción es una alternativa válida para dar destino a residuos que no pueden volver al ambiente en forma sustentable. Ejemplos son los residuos de demolición, entre los residuos plásticos (PET, polietileno, polipropileno o sus mezclas), neumáticos fuera de uso, entre otros. Los residuos de la agroindustria, por su ubicación, tienen escasa aplicación. Más de allá de ser utilizados como alimento de ganados, o camadas para aves, no se han relevado aplicaciones alternativas. En Brasil, las fibras de coco y sisal constituyen verdaderas “canteras” o fuentes de recursos que son estudiadas para su aplicaron en reemplazo de las fibrillas de asbestos en la producción de paneles de techo. En Ia provincia de Córdoba (Argentina) se cultiva el 90 % de la producción nacional de maní, estimada en 400.000 tn/año. La tercera parte de esta cantidad corresponde a la cáscara o caja, que es separada en las plantas seleccionadoras y procesadoras de maní. Existe apenas una docena de estas plantas industriales de maní, de las cuales, solo una de ellas concentra el 50 % del total del maní cultivado en la provincia. La disposición corriente de las cáscaras de maní es la incineración o la utilización como combustible de calderas. Semejante volumen de eliminación tiene un alto impacto: ambiental, debido a la combustión en el aire que produce y a la degradación del suelo; y económico, por los costos de transporte, acopio, y los específicos a la incineración. [6]. De manera que la disponibilidad de cáscaras de maní es en la provincia de Córdoba abundante, concentrada, sin aplicación conocida hasta el momento, y constituye un potencial recurso para ser utilizado en materiales de construcción. El uso de fibras vegetales en nuevos materiales de construcción ha sido estudiado como refuerzo en porcentajes de 2 – 3% en matrices cementicias. Las características de estos materiales nuevos están dadas por menor peso específico, y también valores satisfactorios de resistencia a tracción e impacto, mayor control de fisuración, y mejor comportamiento dúctil a la ruptura. Por otro lado, algunos aspectos de desempeño de estas fibras tienden a ser insatisfactorios en comparación con las fibras industrializadas, tales como reducida adherencia con la base cementicia y baja durabilidad en presencia de medio alcalino y humedad. No se conocen antecedentes sobre el uso de agregados vegetales en pastas cementicias. Esto es un aumento significativo del aporte de residuos vegetales en porcentajes de 85 % sobre el total del volumen. En este trabajo se presentan algunas de las posibilidades del desarrollo de nuevos materiales de construcción en base a cáscara de maní y cemento al 15 % v/v.

1.2.- Uso de cemento e incompatibilidades de fragüe El cemento es un ligante inventado para ser utilizado con áridos pétreos. Esto significa que va a existir una buena adhesividad entre el ligante (cemento – portland) y el árido siempre y cuando este presente una superficie de - 927 -

naturaleza mineral. Los cementos, en sus varios tipos (normal, puzolánico, filerizado, de alta resistencia, etc) se destacan debido a su capacidad de aportar resistencia a las mezclas. En nuestro caso se utiliza cáscara de maní, de naturaleza vegetal (lignocelulósica). Este agregado no presenta adecuadas compatibilidades con el cemento, como lo es el árido pétreo. Por este motivo, se buscó “mineralizar” la cáscara de maní para hacerla más compatible con el cemento. El método utilizado es a través de la formación de una sal insoluble “in situ” sobre la matriz vegetal. Existe, sin embargo, cierta incompatibilidad química entre éstos y los materiales de origen orgánico [2]. La explicación a este comportamiento puede estar asociada a la interferencia existente entre el cemento y la composición química de la cáscara de maní, en particular la presencia de taninos. La viabilidad del uso de residuos vegetales en pastas de cemento depende del tratamiento químico apropiado para cada especie (Stancato et al, 2005). Para lo cual, es necesario “mineralizar” las cáscaras según dos propuestas que formulamos. Una de ellas con la finalidad de insolubilizar y ocluir los taninos presentes utilizando cal viva; y la otra a través de la formación de sales insolubles en el interior de la matriz lignocelulósica. La finalidad es evitar interferencias en el proceso de fragüe y endurecimiento cementicio. [4] Frente a la suposición de que los taninos actúan negativamente en el proceso de fraguado, se buscó “fijar” a los mismos dentro de la matriz lignocelulósica. Como metodología se propuso la fijación de los taninos interferentes a través de la formación de un derivado insoluble de dichos taninos (polifenoles). La reacción química entre los polifenoles de naturaleza ácida frente a la cal agregada (según probetas ensayadas en series 3 de ambas granulometrias), formaría un derivado cálcico insoluble que no migraría, y en consecuencia permitiría la actuación del cemento. La segunda hipótesis fue trabajar con sales insolubles. Se impregnó en una primera etapa la cáscara de maní con una solución al 2,5 % de silicato de sodio, y posteriormente se le agregó una solución de sulfato de aluminio al 2,5 %; el cual reacciona con el silicato de sodio que impregna la cáscara de maní formando un precipitado insoluble de silicato de aluminio, dentro de la estructura porosa de la cáscara. Cuando se impregna la cáscara de maní solamente con silicato de sodio al 2,5 %, y posteriormente es mezclada con cemento, ocurre un fenómeno muy similar al descripto en el párrafo anterior. Con la diferencia, que la insolubilización de los silicatos en este caso no se realiza por la intervención de los iones polivalentes aluminio, sino principalmente por la presencia de iones polivalentes calcio, que se encuentren en disponibilidad en el agua cementicia y forman un precipitado insoluble dentro de la matriz lignocelulósica.

2. MATERIALES Y METODOS 2.1.- Aglomerante El aglomerante utilizado es cemento Pórtland con filler calcáreo CPF 40, marca MINETTI. Cemento Tipo I. Cemento adecuado para propósitos generales según ASTM. La composición química del cemento es la siguiente (Tabla 1): Tabla 1: Composición química del cemento Compuesto % m/m CaO 58 - 66 SiO2 18 -26 Al2O3 4 - 12 Fe2O3 + FeO 1-6 MgO 1-3 SO3 0.5 – 2.5 K2O + Na2O ≤1

2.2.- Agregado: Cáscaras de maní La cáscara de maní empleada es provista con una composición variada, que llega desde las plantas de acopio del grano. Es destacable la presencia de humus o tierra vegetal, e insectos que son incorporados durante el momento - 928 -

de la cosecha y /o transporte del maní. Del total de maní recolectado, se estima su composición porcentual en (Tabla 2): Tabla 2: Composición del maí Composición Porcentajes Tierra: hasta 2 % Tallo hasta 1 % Grano: hasta 75 % Cáscara: hasta 25 %

En términos generales, la composición química de un agregado vegetal depende de la variedad, la región que se cultiva y muy importantemente de la técnica empleada para su análisis composicional. (Tabla 3). Autores como Woodroof (1983) y Yeboah (2003) han descrito la composición química de la cáscara de maní. Tabla 3: Composición química de la cáscara de maní Contenido Cantidad % Humedad ( moisture) 8 – 10 % Proteina cruda ( protein crude) 6 -11 % Grasa (Fat) 1-2% Celulosa (cellulose) 35 – 45 % Hemicelulosa (hemicellulose) 23 – 30 % Lignina (Lignin) 27 – 33 % Ceniza ( Ash) 2–4% Extractivos 14 %

Para la realización de las experiencias se utilizaron dos tipos de granulometría de cáscaras identificadas por su Peso específico. Particularmente las muestras de cáscaras enteras están compuestas por distintos tamaños de partículas. Durante el proceso de descascarado, algunas cáscaras se parten al extraer el grano, por lo que la mayoría de las mismas llegan con granulometría de espectro variado. Cáscaras de maní enteras y cáscaras de maní trituradas son caracterizadas en la tabla 4: Tabla 4: Características el agregado cáscaras de maní Identificación de las muestras Empresa

GEORGALOS – Río Segundo. Prov. de Córdoba

Material

Temperatura de ensayo

Cáscara maní entera

Características físicas (NORMA IRAM 1520) Pu (kg/m3) Sin Ps (g) compactar)

Cantidad utilizada kg / probeta

100

90

0.29

100

170

0.45

15 º Cáscara de maní triturada

La “caja” del maní tiene un tamaño aproximado de 30 a 50 mm, en función de la variedad y la cantidad de granos que aloje. La descripción morfológica de la cáscara de maní fue realizada con la técnica de observación a través de una lupa binocular, y las imágenes fueron registradas con una cámara fotográfica digital. Las muestras fueron observadas con luz visible normal no polarizada. La observación e imágenes fueron tomadas en el Centro de Investigación de Materiales y Metrología (CIMM) de Córdoba (Argentina). La superficie externa de la cáscara natural de maní es rugosa con estructura de celdas. Está multifacetada como si fueran “casquetes de fútbol”.La textura superficial externa se parece a una superficie vitrificada, muy delgada y frágil, que se desprende con facilidad. Por debajo de ella existe una red, a modo de armadura o malla que constituye el soporte de la primera capa. Se trata de una red interna fibrilar o de refuerzo, conformada por una malla hiperbólica con estructura ramificada, - 929 -

que le aporta rigidez estructural a la caja. Esta estructura de fibras está adherida a la capa interna, sobre la que deja surcos impresos. La última capa, la interna, es de aspecto más poroso, y de composición más homogénea que la capa externa. Presenta en un análisis microscópico x20 un aspecto más compacto. La cáscara de maní es muy liviana. La geometría cóncava permite el alojamiento de importante cantidad de aire en su interior, haciendo que su volumen aumente. Las muestras de cáscara de maní empleadas no tuvieron tratamiento previo de ningún tipo.

2.3.- Preparación de las mezclas 2.3.1.- Dosificaciones Para la realización de las probetas se utilizó la relación constante 1:6 v/v cemento- cáscara de maní. La misma dosificación fue empleada utilizando cáscara de maní molida y cáscara de maní entera. 2.3.2.- Aditivos Se utilizaron probetas elaboradas con cáscaras de maní en estado natural y cáscaras de maní enteras como referentes de comportamiento mecánico. Dos tipos de aditivaciones fueron ensayadas a fin de optimizar las condiciones de fragüe y endurecimiento. Los aditivos fueron incorporados en función de dos condiciones: incorporación de silicatos o saturación con cal viva (hidróxido de cal) 9 Condición 1: incorporación de silicato de sodio y sulfato de aluminio al 2,5 % en el agua de amasado 9 Condición 2: Humectación de cáscara en agua, posteriormente impregnación inicial de cáscara humedecida en 1900 gr. cal viva molida. Se dejó en envase herméticamente cerrado durante 24 hs., para que la cal se apague con la humedad de la cáscara y no del ambiente. Las relaciones cáscaras - aditivos se mantienen constantes v/p, en forma independiente a las granulometrías adoptadas. 2.3.3.- Relación agua-cemento (W) La relación agua/cemento fue una variable que se modificó según la granulometría de las cáscaras y según el tipo de aditivo empleado. Para las cáscaras enteras, W varió entre 1 y 2; y para cáscaras trituradas, la relación W varió entre 1,5 y 2. Esta alta relación de agua obedece a la elevada porosidad del agregado cáscaras.

2.4.- Preparación de los morteros 2.4.1.- Elaboración de probetas Se moldearon 4 probetas cilíndricas de 100 mm. de diámetro y 200 mm. de altura (785 cm3) por cada mezcla propuesta, para la realización del ensayo de tracción El mezclado fue realizado en forma manual, y las probetas fueron moldeadas con compactación manual. Se curaron por 28 días en cámara con condiciones de atmósfera controlada, a una temperatura estimada en 20º. Tabla 5: Dosificaciones utilizadas de morteros con cáscaras de maní enteras (Pe= 150 kg/m3) en probetas cilíndricas Serie de probetas Cáscara de maní Cemento Agua (lt) Aditivo

1 2 3

V (dm3) 30 30 30

4:

30

P (kgr) 4,50 6,66(7) 9,19 (3) 4,50

V (dm3) 5 5 5 5

P (gr) 5,90 5,90 5,90 5,90 - 930 -

10 8,60 (6) 5,4 (1) (2) 8 (4)

No contiene No contiene cal viva: 3,36 kg relación v/p 12 % Silicato de Na al 2,5 % (6370 cm3)

5

30

4,50

5

5,90

8 (5)

6

30

4,5

5

5,9

10,5 lt

Silicato de Na ( 160 gr) y (SO)3Al2 (160 gr) Sulfato de Al: 160 gr.

(1) Para la preparación de las cáscaras pre impregnadas con cal, las cáscaras son humedecidas previamente para que la cal viva reaccione con la humedad aportada por las cáscaras. Parte de esa cantidad de agua se convierte en cal apagada (hidróxido de calcio) y el resto permanece disponible para la posterior reacción con cemento. Para la impregnación con cal se emplearon 6 lts de agua, 3,6 lts reaccionaron con cal, y quedaron disponible 2,4 lts. , a los que se agregaron 2 lts más de agua. (2) Las cáscaras mas agua más cal quedan en bolsas herméticamente cerradas por 48 hs previa a la incorporación de cemento. (3) La granulometría de las cáscaras se reduce debido a la fragmentación de las partículas por acción mecánica en el momento del mezclado. (4) Se agrega una solución de 6,37 lt de silicato de Na al 2,5 %. En el momento de mezcla se agregan 1,65 lt mas de agua (5) Se agrega una solución de 3 lt de silicato de Na y otra solución de 3 lt de Sulfato de Al, a los que se incorpora 2 lts de agua. (6) En la cáscara lavada, 3.13 lt quedan absorbidos durante la etapa de lavado, a los que se agregan 5.47 lts de agua en la etapa de masado de la mezcla (7) Hay tierra agregada y una variación de volumen (8) El sulfato de Al se disuelven en 4 lts de agua, a lo que le agrega 6,5 lts de agua en el momento del amasado Tabla 6 : Dosificaciones utilizadas de morteros con cáscaras de maní molidas (Pe= 210 kg/m3) en probetas cilíndricas Cemento Serie de probetas Cáscara de maní Agua (lt) W Aditivo Relación V (dm3) P (kgr) V P (kgr) agua/cemento (dm3) 1 30 6,30 5 5,90 12 2.4 No contiene 2 30 8.05 5 5,90 6,76 ( 2) No contiene 3 30 10.82 5 5,90 8,5 (1) 1,7 cal viva: 3,36 kg relación v/p 12 % 4: 30 6,30 5 5,90 15 (3) 3 Silicato de Na al 2,5 %: 5,25 lt 5 30 6,30 5 5,90 15 (4) 3 Silicato de Na (160gr) y (SO)3Al2 (160 gr) (1) Se humedecieron las cáscaras molidas con 6,5 lts. de agua, de los cuales 1,5 reacciona con oxido de calcio y 5 lts quedan libres. En el momento del mezclado con cemento se agregan 3,5 lts más. (2) En la etapa de lavado, quedan absorbidos 2,05 lts de agua, y se agregan 4,71 lts de agua en el momento del amasado: 6,76 lts de gua en total. (3) Se incorporan 5,25 lt de silicato Na al 2,5 %. Al momento de la mezcla se agregan 9.6 lts. más. (4) Cuando se utilizan en el mismo probeta silicato de Na y Sulfato de Al se respetan las cantidades de droga activa de ambos componentes (160 gr) y en ambos casos, las sustancias son llevadas a un volumen final de 3 lts de solución cada una. A la mezcla se agregó 9 lts de agua

3. RESULTADOS 3.1.- Ensayo de resistencia a tracción simple A fin de estudiar la interfase cemento- cáscara se ensayaron las probetas, para determinar la resistencia a tracción directa. De esta manera se establecen valores que miden la cohesión del ligante con el agregado de cáscara de maní. El método consiste en la elaboración de probetas cilíndricas de 100 mm de diámetro y 200 mm de altura, según las dosificaciones descriptas, y luego curadas durante 28 días. - 931 -

Posteriormente se realiza el encabezado cementicio con cemento-arena 1:2 en ambos extremos, a fin de fijar una inserto metálico de Ø 4.2 mm., desde donde se toma la mordaza de la prensa, para vincular la probeta y la mordaza del equipo de tracción. Las probetas se ensayaron en prensa universal modelo Ibertest UIB – 60, con mordazas de tracción de carga controlada (la carga en el tiempo se aplica constante). Las probetas se ensayan a tracción directa, hasta la rotura de las mismas. Todas las muestras fueron ensayadas con más de 28 días de edad. Se ensayaron 4 series de 4 probetas cada una para cada granulometría de cáscara de maní. Cada serie se correspondiente con la dosificación y aditivos descriptos. La serie 5 solo se realizó con cáscara de maní con granulometría 90 kg/m3, ya que arrojó valores similares a la serie 1. Se infirió que este comportamiento podría repetirse con el cambio de granulometría del agregado y se decidió eliminar en las segundas pruebas la aditivación sólo con Sulfato de Al en los ensayos, según se justifica.

TENSION DE ROTUR kg/cm2

Ensayo con CASCARAS DE MANI ENTERAS. Cáscara de maní con P. esp.= 90 kg/m3. Figura 1: Valores de resistencia a tracción en probetas con cáscaras de maní enteras Serie 1: cemento 1, cáscara RESISTENCIA A TRACCION de maní 6 cemento 1, CASCARA NATURAL 2,50 Serie 2: cemento 1, cáscara de maní lavada 6 Serie 3: cemento 1, cáscara 2,00 CASCARA LAVADA de maní impregnada en cal viva 1,50 Serie 4: cáscara de maní 6, CASCARA CON CAL silicato de Na al 2, 5 % 1,00 Serie 5: cemento 1, cáscara de maní, silicato de Na al 2,5 CASCARA CON 0,50 SILICATO Na %, sulfato de Al al 2,5 % 0,00

CASCARA CON SILICATO Na y SULFATO Al

PROBETAS

TENSION DE ROTUR (kg/cm2)

Ensayo con CASCARAS DE MANI TRITURADAS. Para cáscara de maní con P. esp.= 170 kg/m3 Figura 2: Valores de resistencia a tracción en probetas con cáscaras de maní trituradas Serie 1: cemento 1, cáscara de CASCARA maní 6cemento 1, RESISTENCIA A TRACCION NATURAL 4,00 Serie 2: cemento 1, cáscara de 3,50 maní lavada 6 Serie 3: cemento 1, cáscara de CASCARA 3,00 maní impregnada en cal viva 6 LAVADA Serie 4: cáscara de maní 6, 2,50 silicato de Na al 2, 5 % y 2,00 CASCARA Sulfato de Al al 2,5 % CON CAL

1,50 1,00 0,50 0,00 1

2 PROBETAS3

4

CASCARA CON SILICATO DE Na y SULFATO Al

Los valores obtenidos expresan los resultados alcanzados, a fin de establecer las mejores aditivaciones y granulometrías del agregado para los morteros con agregados de cáscara de maní. - 932 -

4.- DISCUSIÓN DE RESULTADOS Normalmente los extractos de madera, y otros compuestos ligno celulósicos tales como las cáscaras de maní poseen extractos residuales que son incompatibles con el cemento Pórtland retardando su adhesividad y endurecimiento en el normal proceso de hidratación del cemento, de manera semejante al uso de agregados de residuos de madera. Los compuestos cementicios basados en residuos vegetales son altamente porosos y esta porosidad constituye una de las características más importantes dadas al nuevo material. En nuestro caso, la cáscara de maní estructuralmente posee alta porosidad siendo de estructura no compacta. Estas características implican que al preparar el mortero cementicio, el agua contenida junto con algunas partículas del cemento, penetran dentro de esta estructura provocando un hinchamiento en esta estructura laxa. Al poco tiempo de comenzar el proceso de endurecimiento, la estructura ligno celulosica se encuentra aumentada de volumen. En el transcurso del tiempo, mientras el cemento sigue endureciendo, se va produciendo una lenta deshidratación de las partículas ligno celulosicas. Esta situación hace que la estructura vegetal empiece a retraerse nuevamente intentando volver a sus dimensiones originales como efecto de la deshidratación. Esta situación, provoca enormes tensiones internas y microfisuras dentro de la estructura, puesto que el cemento que está endureciendo sufre el efecto de este cambio de volumen del agregado. A consecuencia de estas tensiones se produce la ruptura de los enlaces cementicios dando por resultado una disminución en las propiedades mecánicas del material Con la finalidad de manejar los problemas de incompatibilidad de los agregados vegetales – matriz cementicia descriptos en la introducción, nuestra propuesta es lograr un adecuado tratamiento de la superficie de la cáscara de maní con la finalidad de promover la adhesividad con el ligante cemento y así mejorar las propiedades mecánicas del material resultante. Se efectuaron diversos ensayos: 1.- El agregado de cal (oxido de calcio) tiene como finalidad lograr un recubrimiento calcáreo en la superficie de la cáscara, siendo conocido que las superficies calcáreas son compatibles con el cemento, demostrado en su extendido uso en la construcción. Se busca también a través de esta impregnación, la fijación de los taninos que pudiesen ser perjudiciales en el posterior proceso de fraguado. Los taninos son de naturaleza acida (polifenoles), los cuales en presencia de cal forman un compuesto muy poco soluble en agua (tanato de calcio), el que bloqueado en la estructura de la cáscara del maní no migraría, o se minimizaría su migración. 2.- Impregnación con silicatos insolubles. Para lograr este efecto, se procedió experimentalmente de la siguiente manera. Intentar realizar una intra impregnación de la cáscara con una material insoluble es imposible. Para ello se dividió el proceso en dos etapas: Se trabajó con dos sales solubles que al ser puestas en contacto unas con otras se produce la precipitación de silicato insoluble, lográndose esta intra “mineralización” que lleva a mejorar la compatibilidad como ligante del cemento con las cáscara de maní. La primera impregnación se realizó utilizando silicato de sodio al 2,5 %, el cual fue agregado a la cáscara del maní hasta lograr que el material absorba toda la solución (sin excedentes). Logrado esto, se procedió al agregado de una solución de sulfato de Al al 2,5 % para que reaccione con el silicato anteriormente agregado. Las diferentes aditivaciones ensayadas tiene por finalidad comparar el efecto que promueve en las mezclas cemento – cáscaras de maní la adhesividad alcanzada medida por el ensayo de tracción. . La comparación sobre el comportamiento de cohesión de las partículas agregadas, variando el tamaño de las mismas, demuestra mayor adherencia en las probetas con partículas de cáscara de maní trituradas. Además, aquellas que fueron impregnadas con cal viva en forma previa a la adición de cemento son las probetas mayor valor de resistencia a tracción. La presencia de cal viva en la pasta da por resultado mezclas de mayor compacidad, donde los valores alcanzados de tracción podrían no indicar exactamente la adhesividad cementocáscaras sino la mayor densidad de la mezcla. En el resto de las fórmulas, el cambio de granulometría no demuestra mejoras en la cohesión. Casi por el contrario, el cambio de tamaño del agregado da por resultado menores valores de resistencia a tracción simple, como expresión de la capacidad del ligante cemento.

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5. CONCLUSIONES Y PROYECCION FUTURA DE RESULTADOS De los resultados obtenidos queda demostrado que la presencia de cal viva en la impregnación previa de las cáscaras mejora las propiedades cohesivas del agregado, aún variando la granulometría del agregado. La diferencias de granulometría de la cáscara de maní utilizada como agregado demuestra que las mejoras de cohesión se manifiestan en las probetas con agregado de granulometría más fina, en las mezclas que contienen cáscara impregnada con cal. La presencia de cal llena vacíos, y mejora la cohesión de los agregados y sobre todo la compacidad de la mezcla. En tanto las probetas que fueron realizadas con granulometría menor, aditivadas con silicato de sodio no mostraron mejoras en el comportamiento cohesivo de las partículas. Las probetas realizadas con cáscaras lavadas previamente al agregado de cemento tampoco mejoraron la cohesión de sus partículas menores, al variar la granulometría del agregado. De lo que se puede concluir que el triturado de las partículas de cáscara de maní permite mayor impregnación de cal, por la mayor superficie de partículas que recubre, y ello implica mejor compacidad de la mezcla y consecuentemente mejora las propiedades cohesivas. En el mismo sentido, aquella propiedad que es positiva con la presencia de cal, no significa mejoras en las mezclas donde las partículas no son recubiertas previamente. De manera que el triturado de las cáscaras puede estar significando mayor aporte de taninos en las mezclas, y en consecuencia necesidad de aumento de la cantidad de aditivo que regule la interferencia cemento- cáscaras. Los resultados obtenidos en los ensayos descriptos fueron aplicados en el moldeo de ladrillos y bloques de geometría y tamaño similar a los tradicionales ladrillos de tierra cocida y bloques de concreto: 9 Se moldearon ladrillos de 25 cm. de largo, 12 cm. de ancho y 4 cm. de espesor. El peso de este elemento es de 1,66 kg. (Fig. 1 y 2) 9 También se moldearon bloques de 29 cm. de largo, 19 cm. de altura y 19 cm. de ancho. El peso de este componente resultó en 2,72 kg. (Fig. 3) Fig. 1 y 2: Ladrillos con cáscaras de maní y cemento

Fig. 3: Bloques con cáscaras de maní y cemento

Se estima que la utilización de este tipo de elementos de mampostería “de cáscara de maní” en paramentos externos proveen buenos niveles de aislación térmica; bajo peso de carga; y manipulación y puesta en obra sencillas, según la ya conocida técnica de la mampostería de ladrillos y bloques.

AGRADECIMIENTOS Agencia Nacional de Promoción Científica y Técnica (ANPCYT) Fondo Nacional para Ciencia y Tecnología (FONCYT) Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnológicas (CONICET) Centro Experimental de Vivienda Económica (CEVE) Laboratorio de Ensayos de la Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba.

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