Optimization of the process of making Compressed Earth Blocks (CEB) through the granulometric control of soil particles
PDF

Keywords

resistencia a compresión
arquitectura con tierra
materiales regionales
bloque de tierra comprimida
diseño de mezcla
ajuste de límite máximo de partículas
ajuste de límite mínimo de partículas
índice de plasticidad
porcentaje de agua en mezcla
presión de elaboración de bloques de tierra
ajuste granulométrico
materiales de construcción
resistencia del concreto
resistencia de materiales
granulometría granulometry
compressive strength
raw earth architecture
regional materials
compressed earth block
mix design
adjustment of maximum limit of particles
adjustment of minimum limit of particles
plasticity index
percentage of water in mixture
pressure of making blocks of earth
grain size adjustment
Construction materials
concrete strength

How to Cite

Guillén Guillén, C. A., Muciño Vélez, A. ., Guerrero Baca, L. F. ., & Cruz Farrera, F. J. (2021). Optimization of the process of making Compressed Earth Blocks (CEB) through the granulometric control of soil particles. Nova Scientia, 13(27). https://doi.org/10.21640/ns.v13i27.2891

Abstract

Introduction: the following study focuses on the granulometric analysis of soils, using a soil from the town of Cuauhtémoc, Villa Flores, Chiapas, Mexico, to determine its possible use in the elaboration of Compressed Earth Blocks (CEB). The purpose of the study is to achieve adequate mechanical strength without using chemical stabilization

Method: the initial characterization procedure of the soil samples was developed by means of granulometric determination and consistency limits, which made it possible to identify the soil by its granulometric curve and resistance to axial compression. The discussion arose from the identification in the existing regulations for CEB in Spain and Mexico that they establish too wide granulometric intervals and do not seem to give importance to achieving an optimal accommodation of the granulometric curve, forcing chemical stabilization. A granulometric range for CEB was idealized by adjusting maximum and minimum limits of the different sizes of particles that make up the samples and the percentage of initial water was established from the plasticity index. Afterwards, 3 series were elaborated with five samples of compressed earth in each configuration, varying the granulometric curve, percentage of water and elaboration pressure to improve their resistance to compression.

Results: the results describe a notable improvement in the behavior of the soil as a compressed block when the granulometric adjustment is carried out. The CEB mix design was improved from 32.5 kg / cm2 to 54.75 kg / cm2 by adjusting the percentage of water and nominal brewing pressure.

Conclusion: it is concluded that it is possible to optimize the use of soil for construction by controlling the granulometry, water content and nominal pressure of the raw material, achieving mechanical strengths greater than 50 kg / cm2 without using cement, asphalt, or lime as stabilizers.

https://doi.org/10.21640/ns.v13i27.2891
PDF

References

Álvarez-Solís, J. D., Mendoza-Vega J., Pool-Novelo. (2015). Suelo y Tierra: pautas para la vida. Ecofornteras, 19(55), 2-5 https://revistas.ecosur.mx/ecofronteras/index.php/eco/article/view/1597/1540

ASTM D2487. (2010). La práctica de Clasificación de Suelos para la Ingeniería. (Sistema Unificado de Clasificación de Suelos). West Conshohocken, Estados Unidos. https://www.astm.org/Standards/D2487.htm

ASTM D-427, (2004), “Test methods for shrinkage factors of soil by the mercury method”. West Conshohocken, Estados Unidos. https://www.astm.org/Standards/D427.htm

ASTM Estándar D4318, (2005). Limite Líquido, Límite Plástico y el índice de plasticidad de los suelos. West Conshohocken, PA: ASTM. https://www.astm.org/Standards/D2487.htm

ASTM International C117-17. (2018) Método de ensayo normalizado para materiales más finos que una criba no. 200 (75 μm) en agregados minerales mediante lavado. West Conshohocken, Estados Unidos. https://www.astm.org/Standards/C117.htm

ASTM International C136, (2005). Método de ensayo normalizado para la determinación granulométrica de agregados finos y gruesos. West Conshohocken, PA: ASTM. https://www.astm.org/Standards/C136.htm

ASTM International, (1998). ASTM D421-85 Standard practice for dry preparation of soil samples for particle-size analysis and determination of soil constants. West Conshohocken, Estados Unidos. https://www.astm.org/Standards/D421.htm

ASTM International, E2392 / E2392M. (2010). Guía estándar para el diseño de pared de tierra. West Conshohocken, Estados Unidos. https://www.astm.org/Standards/E2392.htm

ASTM E11 (2018). Standard Specification for Woven Wire Test Sieve Cloth and Test Sieves. Conshohocken, Estados Unidos. http://www.astm.org/Standards/E11.htm.

Barbeta Solá, G. (2002). Mejora de la tierra estabilizada en el desarrollo de una arquitectura sostenible hacia el siglo XXI. (Tesis doctoral) UPC, Departamento de Construcción Arquitectónica I. Recuperado de http://hdl.handle.net/2117/93418

Bloqueras. Org (2021). Bloques de concreto. https://bloqueras.org/bloques-concreto/

Medvey, B., Dobszay, G. (2020) Durabilidad de las construcciones de tierra estabilizadas: una revisión. Geotech Geol Eng 38, 2403–2425 (2020). https://doi.org/10.1007/s10706-020-01208-6

Consejo Nacional de Evaluación de la Política de Desarrollo Social, (2020). Informe de Evaluación de la Política de Desarrollo Social 2020. Ciudad de México. Ciudad de México: CONEVAL, 2020. Recuperado de: https://www.coneval.org.mx/Evaluacion/Documents/Informes/IEPDS_2020.pdf

González-López, J. R., Juárez-Alvarado, C. J., Ayub-Francis, B. & Mendoza-Rangel, J. M., (2018). Compactation effect on the compressive strength and durability of stabilized earth blocks. Construction and Building Materials, 163, 179-188. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.12.074

Guerrero, L. (2007). Arquitectura en tierra Hacia la recuperación de una cultura constructiva. APUNTES, 20(02), 182-201. Recuperado de https://biblat.unam.mx/hevila/ApuntesBogota/2007/vol20/no2/1.pdf

Guerrero, L. (2016). El papel de la humedad y la compactación en la elaboración de recubrimientos de tierra. En Revista Construcción con Tierra CT7, 11-22. Recuperado de file:///C:/Users/Administrator/Downloads/988-Texto%20del%20art%C3%ADculo-3837-1-10-20200528.pdf

Hafliger, I., Jhon V., Passer A., Lasvaux, S., Ho, E. (2017). Buildings environmental impacts, sensitivity related to LCA modelling choices of construction materials. J Cleaner Prod., 156, 805-816. http://dx.doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.04.052

INECC (2018). Asesoría para realizar un análisis costo beneficio de las tecnologías y métodos productivos "cero emisiones" para la fabricación de productos sustitutos al ladrillo rojo artesanal en México. Consultada en: https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/393461/Entrega_Final_Cero_Emisiones_para_publicaci_n.pdf

Juárez, E., y Rodríguez, R. (2005). Fundamentos de la Mecánica de Suelos. Editorial Limusa México (Tomos I y II). México.

Keefe, L., (2005). Earth Building. Taylor and Francis Group, New York.

Mansour, B. M., Jelidi, A., Cherif, S. y Jabrallah, B., (2016). Optimizing thermal and mechanical performance of compressed earth blocks (CEB). Construction and Building Materials. 104, 44-51. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.12.024

Miccoli, L., Müller U., Fontana, P. (2014). Mechanical behavior or earthen materials: a comparison between earth masonry, rammed earth, and cob. Construction and Building Materials 61, 327-339. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.03.009

Minke, G. (2001). Manual de construcción para viviendas antisísmicas de tierra. Kassel, Alemania. Fin de siglo. Recuperado de http://sistemamid.com/panel/uploads/biblioteca/2014-08-31_06-39-21109057.pdf

Minke, G. (2005) Manual de construcción en tierra, Montevideo, Uruguay: Fin de siglo. Disponible en: http://permaconstruccion.org/wp-content/uploads/2017/06/Manual-Construccion-En-Tierra-Minke.pdf

Morel, J.-C., Pkla, A. y Walker, P., (2007). Compressive strength testing of compressed earth blocks. Construction and Building Materials, 21(2) 303-309. http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2005.08.021

NTE E.080. (2017). Norma técnica de edificación para construcción con tierra. Lima, Perú. Recuperado de: https://procurement-notices.undp.org/view_file.cfm?doc_id=109376

NZS 4297. (1998). Diseño de ingeniería de edificios de tierra. Wellington, Nueva Zelanda. Recuperado de: http://www.eastue.org/project/linea-adobe/norme/NZD4297-1998-Engineering_Design_of_Earth_Buildings.pdf

NZS 4298. (2020). Materiales y mano de obra para la tierra edificios. Wellington, Nueva Zelanda.

OCDE. (2015). oecd.org. Recuperado de http://www.oecd.org/economy/surveys/MexicoOverview-2015%20Spanish.pdf

ONNCCE, (2015). NMX-C-508-ONNCCE-2015 Building Industry-Compressed earth blocks of lime stabilized-specifications. Definitions, specifications and testing methods. México: ONNCCE.

Rakotomamonjy, Bakonirina (2014) Pertinencia de la arquitectura de tierra para el desarrollo sostenible, y las actividades de CRAterre. Foro Urbano Mundial 7, Universidad Santo Tomas, Bucamaranga, Región desconocida. ⟨Hal-01159924⟩ Recuperado de: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01159924/

Rivera Torres, J. (2012). El adobe y otros materiales de sistemas constructivos en tierra cruda: caracterización con fines estructurales. Apuntes: Revista de Estudios sobre Patrimonio Cultural, 25(02), 164-181. Recuperado de: http://www.scielo.org.co/scielo.php?pid=S1657-97632012000200002&script=sci_arttext&tlng=pt

Roux, R. (2010). Bloques de tierra comprimida BTC en zonas Húmedas. México: Plaza y Valdés Editores.

Roux, R. (2011). BTC Estabilizado con CPO al 6% y refuerzo de fibra de coco, en Muros. España. EAE, Editorial Academia Española.

UNE 41410, (2008). Bloques de tierra comprimida para muros y tabiques. Definiciones, especificaciones y métodos de ensayo. Madrid: AENOR.

Van Damme, H. y Houben, H., (2018). Earth concrete. Stabilization revisited. Cement. Concrete. Research. 114, 90-102 https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2017.02.035

Zami, M., Lee, A. (2010). Economic benefits of contemporary earth construction in low-cost urban housing-State of the art review. Journal of Building Appraisal, 5(3), 259-271. http://doi:10.1057/jba.2009.32

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Copyright (c) 2021 Nova Scientia