REUTILIZACIÓN DE CENIZAS Y
SUBPRODUCTOS AGRÍCOLAS PARA LA
MEJORA DE LA SUBRASANTE EN
CAMINOS DE AFIRMADO
REUSE OF AGRICULTURAL ASHES AND BY-
PRODUCTS FOR SUBGRADE IMPROVEMENT IN
UNPAVED ROADS
Henry Curi Torres
Universidad César Vallejo, Perú
Luis Villar Requis Carbajal
Universidad César Vallejo, Perú
pág. 4998
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21609
Reutilización de Cenizas y Subproductos Agrícolas Para la Mejora de la
Subrasante en Caminos de Afirmado
Henry Curi Torres1
hcurit@ucvvirtual.edu.pe
https://orcid.org/0009-0007-9016-6475
Universidad César Vallejo - Ate, Facultad de
Ingeniería Civil y Arquitectura, Departamento
de Ingeniería Civil
Perú
Luis Villar Requis Carbajal
lrequis@ucvvirtual.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-3816-7047
Universidad César Vallejo - Ate, Facultad de
Ingeniería Civil y Arquitectura, Departamento
de Ingeniería Civil
Perú
RESUMEN
La revalorización de cenizas y subproductos agrícolas en infraestructura vial es una estrategia clave
alineada con el ODS 9, fomentando la innovación y la resiliencia. Este estudio se propuso evaluar
empíricamente el efecto de la incorporación de cenizas de origen agroindustrial, específicamente ceniza
de cáscara de arroz (CCA), sobre las propiedades geotécnicas de la subrasante para caminos de
afirmado. La metodología experimental consistió en diseñar mezclas de suelo con adiciones de CCA
en incrementos de (0.3%, 0.8%, 1.3%, 1.8%) respecto al peso seco. Las muestras se analizaron mediante
el Ensayo Proctor Modificado (para determinar la Densidad Seca Máxima y el Contenido Óptimo de
Humedad) y la determinación de la Capacidad Portante (CBR), conforme a la normativa peruana
vigente. Los resultados fueron reveladores: la incorporación de CCA indujo mejoras significativas en
el comportamiento mecánico del suelo, evidenciadas por un incremento cuantificable del índice CBR y
la optimización de los parámetros de compactación. La dosificación óptima se identificó en el rango
intermedio.En conclusión, la CCA se establece como un material cementante suplementario (SCM)
viable. Su valorización ofrece una alternativa técnica, sostenible y económicamente ventajosa para el
mejoramiento geotécnico de subrasantes
Palabras clave: economía circular, infraestructura vial sostenible, valorización de residuos agrícolas
1 Autor principal
Correspondencia: hcurit@ucvvirtual.edu.pe
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v9i6.21609
Reutilización de Cenizas y Subproductos Agrícolas Para la Mejora de la
Subrasante en Caminos de Afirmado
Henry Curi Torres1
hcurit@ucvvirtual.edu.pe
https://orcid.org/0009-0007-9016-6475
Universidad César Vallejo - Ate, Facultad de
Ingeniería Civil y Arquitectura, Departamento
de Ingeniería Civil
Perú
Luis Villar Requis Carbajal
lrequis@ucvvirtual.edu.pe
https://orcid.org/0000-0002-3816-7047
Universidad César Vallejo - Ate, Facultad de
Ingeniería Civil y Arquitectura, Departamento
de Ingeniería Civil
Perú
RESUMEN
La revalorización de cenizas y subproductos agrícolas en infraestructura vial es una estrategia clave
alineada con el ODS 9, fomentando la innovación y la resiliencia. Este estudio se propuso evaluar
empíricamente el efecto de la incorporación de cenizas de origen agroindustrial, específicamente ceniza
de cáscara de arroz (CCA), sobre las propiedades geotécnicas de la subrasante para caminos de
afirmado. La metodología experimental consistió en diseñar mezclas de suelo con adiciones de CCA
en incrementos de (0.3%, 0.8%, 1.3%, 1.8%) respecto al peso seco. Las muestras se analizaron mediante
el Ensayo Proctor Modificado (para determinar la Densidad Seca Máxima y el Contenido Óptimo de
Humedad) y la determinación de la Capacidad Portante (CBR), conforme a la normativa peruana
vigente. Los resultados fueron reveladores: la incorporación de CCA indujo mejoras significativas en
el comportamiento mecánico del suelo, evidenciadas por un incremento cuantificable del índice CBR y
la optimización de los parámetros de compactación. La dosificación óptima se identificó en el rango
intermedio.En conclusión, la CCA se establece como un material cementante suplementario (SCM)
viable. Su valorización ofrece una alternativa técnica, sostenible y económicamente ventajosa para el
mejoramiento geotécnico de subrasantes
Palabras clave: economía circular, infraestructura vial sostenible, valorización de residuos agrícolas
1 Autor principal
Correspondencia: hcurit@ucvvirtual.edu.pe
pág. 4999
Reuse of Agricultural Ashes and By-Products for Subgrade Improvement
in Unpaved Roads
ABSTRACT
The valorization of agricultural ashes and by-products in road engineering represents a strategy strongly
aligned with Sustainable Development Goal 9 (SDG 9), fostering resilient infrastructure through
innovation. This study was designed to empirically assess the geotechnical response of subgrade soils
to the incorporation of agro-industrial ashes, specifically rice husk ash (RHA), for application in
unpaved roads. A strictly experimental methodology was adopted, in which natural soil was blended
with RHA at dosages of 0.3%, 0.8%, 1.3%, and 1.8% by dry weight, a range considered optimal for
investigation. Samples were subjected to the essential regulatory protocols: the Modified Proctor
compaction test (to determine Maximum Dry Density and Optimum Moisture Content) and the
California Bearing Ratio (CBR) test. The findings were decisive: RHA incorporation demonstrated
significant mechanical enhancement. This was evidenced by a quantifiable increase in CBR values and
optimization of compaction parameters. The most efficient stabilization dosage, according to our
analysis, was identified within the intermediate range. In conclusion, RHA transcends its definition as
mere waste: it consolidates as an effective Supplementary Cementitious Material (SCM). Its
valorization offers a technically robust, sustainable, and economically viable solution for geotechnical
subgrade stabilization, supporting modern road infrastructure
Keywords: circular economy, sustainable road infrastructure, valorization of agricultural waste
Artículo recibido 8 noviembre 2025
Aceptado para publicación: 15 diciembre 2025
Reuse of Agricultural Ashes and By-Products for Subgrade Improvement
in Unpaved Roads
ABSTRACT
The valorization of agricultural ashes and by-products in road engineering represents a strategy strongly
aligned with Sustainable Development Goal 9 (SDG 9), fostering resilient infrastructure through
innovation. This study was designed to empirically assess the geotechnical response of subgrade soils
to the incorporation of agro-industrial ashes, specifically rice husk ash (RHA), for application in
unpaved roads. A strictly experimental methodology was adopted, in which natural soil was blended
with RHA at dosages of 0.3%, 0.8%, 1.3%, and 1.8% by dry weight, a range considered optimal for
investigation. Samples were subjected to the essential regulatory protocols: the Modified Proctor
compaction test (to determine Maximum Dry Density and Optimum Moisture Content) and the
California Bearing Ratio (CBR) test. The findings were decisive: RHA incorporation demonstrated
significant mechanical enhancement. This was evidenced by a quantifiable increase in CBR values and
optimization of compaction parameters. The most efficient stabilization dosage, according to our
analysis, was identified within the intermediate range. In conclusion, RHA transcends its definition as
mere waste: it consolidates as an effective Supplementary Cementitious Material (SCM). Its
valorization offers a technically robust, sustainable, and economically viable solution for geotechnical
subgrade stabilization, supporting modern road infrastructure
Keywords: circular economy, sustainable road infrastructure, valorization of agricultural waste
Artículo recibido 8 noviembre 2025
Aceptado para publicación: 15 diciembre 2025
pág. 5000
INTRODUCCIÓN
La generación continua de cenizas y subproductos agrícolas ha sido, durante años, tratada
principalmente como un problema ambiental. Su manejo inadecuado no solo ocupa espacio, sino que
altera suelos, afecta la calidad del aire y contamina cuerpos de agua, especialmente en regiones donde
la actividad agroindustrial es intensa (Siddique, 2014). Esta situación ha llevado a replantear el enfoque
tradicional de disposición final y a considerar, de manera progresiva, su reutilización dentro de procesos
constructivos.
En ingeniería civil, este cambio de enfoque no surge por moda, sino por necesidad técnica. La
posibilidad de incorporar residuos agroindustriales como materiales cementantes suplementarios
(SCM) ha abierto una línea de investigación sostenida, particularmente en infraestructura vial. La ceniza
de cáscara de arroz (CCA) destaca en este grupo debido a su contenido de sílice amorfa, obtenido
mediante procesos de calcinación controlada. Esta característica explica su comportamiento puzolánico
y su capacidad para interactuar con matrices granulares y finas, mejorando su respuesta mecánica
(Thomas et al., 2021; Ataie & Riding, 2016). No todos los residuos funcionan igual. Tampoco todas las
condiciones producen los mismos resultados.
Desde una perspectiva geotécnica, la estabilización de suelos con aditivos ha demostrado ser efectiva
cuando la subrasante presenta baja capacidad portante. En estos casos, el objetivo no es transformar el
suelo, sino modificar su comportamiento bajo carga. Estudios experimentales reportan incrementos en
la densidad seca máxima y en la capacidad portante al incorporar cenizas agroindustriales, resultados
que se reflejan directamente en valores superiores del California Bearing Ratio (CBR) y en ajustes del
contenido óptimo de humedad (Rahgozar et al., 2018; Jindal & Ransinchung, 2018; Díaz, 2018). Sin
embargo, estos beneficios no son automáticos. Dependen de la dosificación, del tipo de suelo y del
método de compactación empleado. Ignorar estas variables conduce a resultados inconsistentes.
A pesar del potencial técnico documentado, la aplicación de cenizas y subproductos agrícolas en
caminos de afirmado sigue siendo limitada. Revisiones recientes señalan vacíos importantes en su
estandarización y en su aceptación normativa, lo que restringe su uso en proyectos viales reales,
especialmente en países en desarrollo donde el recurso es abundante, pero la regulación es insuficiente
(Kader et al., 2024; Van et al., 2018).
INTRODUCCIÓN
La generación continua de cenizas y subproductos agrícolas ha sido, durante años, tratada
principalmente como un problema ambiental. Su manejo inadecuado no solo ocupa espacio, sino que
altera suelos, afecta la calidad del aire y contamina cuerpos de agua, especialmente en regiones donde
la actividad agroindustrial es intensa (Siddique, 2014). Esta situación ha llevado a replantear el enfoque
tradicional de disposición final y a considerar, de manera progresiva, su reutilización dentro de procesos
constructivos.
En ingeniería civil, este cambio de enfoque no surge por moda, sino por necesidad técnica. La
posibilidad de incorporar residuos agroindustriales como materiales cementantes suplementarios
(SCM) ha abierto una línea de investigación sostenida, particularmente en infraestructura vial. La ceniza
de cáscara de arroz (CCA) destaca en este grupo debido a su contenido de sílice amorfa, obtenido
mediante procesos de calcinación controlada. Esta característica explica su comportamiento puzolánico
y su capacidad para interactuar con matrices granulares y finas, mejorando su respuesta mecánica
(Thomas et al., 2021; Ataie & Riding, 2016). No todos los residuos funcionan igual. Tampoco todas las
condiciones producen los mismos resultados.
Desde una perspectiva geotécnica, la estabilización de suelos con aditivos ha demostrado ser efectiva
cuando la subrasante presenta baja capacidad portante. En estos casos, el objetivo no es transformar el
suelo, sino modificar su comportamiento bajo carga. Estudios experimentales reportan incrementos en
la densidad seca máxima y en la capacidad portante al incorporar cenizas agroindustriales, resultados
que se reflejan directamente en valores superiores del California Bearing Ratio (CBR) y en ajustes del
contenido óptimo de humedad (Rahgozar et al., 2018; Jindal & Ransinchung, 2018; Díaz, 2018). Sin
embargo, estos beneficios no son automáticos. Dependen de la dosificación, del tipo de suelo y del
método de compactación empleado. Ignorar estas variables conduce a resultados inconsistentes.
A pesar del potencial técnico documentado, la aplicación de cenizas y subproductos agrícolas en
caminos de afirmado sigue siendo limitada. Revisiones recientes señalan vacíos importantes en su
estandarización y en su aceptación normativa, lo que restringe su uso en proyectos viales reales,
especialmente en países en desarrollo donde el recurso es abundante, pero la regulación es insuficiente
(Kader et al., 2024; Van et al., 2018).
pág. 5001
En el Perú, esta contradicción es evidente. La ceniza de cáscara de arroz se genera en grandes
volúmenes, pero su disposición sigue siendo mayoritariamente informal, con impactos ambientales
asociados (Huaquisto & Belizario, 2018). Aunque existen antecedentes de su aplicación en concretos y
suelos, aún no se cuenta con lineamientos técnicos consolidados que promuevan su reutilización en la
subrasante de caminos de afirmado, infraestructura predominante en zonas rurales (Caballero, 2022;
López, 2021). En localidades como Matucana, esta limitación se vuelve crítica, ya que la demanda de
conectividad vial contrasta con suelos de baja capacidad portante y alta sensibilidad a la humedad
(Araujo & Urbano, 2020).
Desde el punto de vista estructural, la subrasante condiciona el desempeño de toda la vía. Si falla, el
camino falla. Por ello, su mejora no es un complemento, sino una necesidad técnica (MTC, 2014). En
este contexto, la incorporación controlada de CCA, debido a su sílice reactiva, se presenta como una
alternativa para mejorar la resistencia del suelo y optimizar sus parámetros de compactación, tal como
lo reportan estudios previos (Vargas & Alvarado, 2013; Llamoga, 2017).
A partir de este escenario, la presente investigación se formula una pregunta concreta: ¿Cómo influye
la reutilización de cenizas y subproductos agrícolas en la mejora de la subrasante de caminos de
afirmado? El objetivo general es determinar el efecto de la incorporación de ceniza de cáscara de arroz
sobre las propiedades mecánicas del suelo, evaluadas mediante ensayos Proctor Modificado y CBR. Se
plantea como hipótesis que una adición controlada de CCA produce mejoras cuantificables en el
contenido óptimo de humedad, la densidad seca máxima y la capacidad portante del suelo,
constituyéndose en una alternativa técnica viable, sostenible y alineada con el Objetivo de Desarrollo
Sostenible 9.
METODOLOGÍA
El estudio se planteó como una investigación cuantitativa de carácter aplicado, cuyo propósito fue
evaluar, en condiciones controladas, el efecto real de la incorporación de ceniza de cáscara de arroz en
la subrasante de caminos de afirmado. No se buscó formular modelos generales, sino analizar un caso
técnico concreto y verificar si la reutilización de este residuo agroindustrial podía traducirse en mejoras
mecánicas medibles del suelo.
En el Perú, esta contradicción es evidente. La ceniza de cáscara de arroz se genera en grandes
volúmenes, pero su disposición sigue siendo mayoritariamente informal, con impactos ambientales
asociados (Huaquisto & Belizario, 2018). Aunque existen antecedentes de su aplicación en concretos y
suelos, aún no se cuenta con lineamientos técnicos consolidados que promuevan su reutilización en la
subrasante de caminos de afirmado, infraestructura predominante en zonas rurales (Caballero, 2022;
López, 2021). En localidades como Matucana, esta limitación se vuelve crítica, ya que la demanda de
conectividad vial contrasta con suelos de baja capacidad portante y alta sensibilidad a la humedad
(Araujo & Urbano, 2020).
Desde el punto de vista estructural, la subrasante condiciona el desempeño de toda la vía. Si falla, el
camino falla. Por ello, su mejora no es un complemento, sino una necesidad técnica (MTC, 2014). En
este contexto, la incorporación controlada de CCA, debido a su sílice reactiva, se presenta como una
alternativa para mejorar la resistencia del suelo y optimizar sus parámetros de compactación, tal como
lo reportan estudios previos (Vargas & Alvarado, 2013; Llamoga, 2017).
A partir de este escenario, la presente investigación se formula una pregunta concreta: ¿Cómo influye
la reutilización de cenizas y subproductos agrícolas en la mejora de la subrasante de caminos de
afirmado? El objetivo general es determinar el efecto de la incorporación de ceniza de cáscara de arroz
sobre las propiedades mecánicas del suelo, evaluadas mediante ensayos Proctor Modificado y CBR. Se
plantea como hipótesis que una adición controlada de CCA produce mejoras cuantificables en el
contenido óptimo de humedad, la densidad seca máxima y la capacidad portante del suelo,
constituyéndose en una alternativa técnica viable, sostenible y alineada con el Objetivo de Desarrollo
Sostenible 9.
METODOLOGÍA
El estudio se planteó como una investigación cuantitativa de carácter aplicado, cuyo propósito fue
evaluar, en condiciones controladas, el efecto real de la incorporación de ceniza de cáscara de arroz en
la subrasante de caminos de afirmado. No se buscó formular modelos generales, sino analizar un caso
técnico concreto y verificar si la reutilización de este residuo agroindustrial podía traducirse en mejoras
mecánicas medibles del suelo.
pág. 5002
Se adoptó un diseño experimental de corte transversal. La variable independiente fue la dosificación de
ceniza de cáscara de arroz, incorporada al suelo natural en proporciones crecientes, mientras que las
variables dependientes correspondieron al contenido óptimo de humedad, la densidad seca máxima y
la capacidad portante. Estas variables fueron seleccionadas porque representan los parámetros que, en
la práctica vial, condicionan directamente el desempeño de la subrasante. La comprobación de la
hipótesis se abordó desde un enfoque hipotético-deductivo, contrastando los resultados obtenidos en
laboratorio con los supuestos planteados a partir de la literatura técnica.
El trabajo de campo se desarrolló en la vía alterna San Jerónimo – Huarochirí - Matucana, en la región
Lima. El tramo analizado tuvo una longitud aproximada de 900 m, equivalente a un área cercana a los
4 500 m². Se ejecutaron cuatro calicatas en las progresivas 0+000, 0+300, 0+600 y 0+900, siguiendo
los lineamientos del Manual de Carreteras del Ministerio de Transportes y Comunicaciones. Las
muestras se extrajeron a profundidades comprendidas entre 0,30 m y 1,00 m, intervalo que corresponde
al espesor típico de la subrasante en caminos de afirmado y que resulta determinante para su
comportamiento estructural frente a cargas vehiculares.
La ceniza de cáscara de arroz utilizada provino de procesos de combustión controlada de residuos
agroindustriales. Antes de su incorporación, la ceniza fue secada y tamizada por la malla N.° 200, con
el fin de eliminar partículas gruesas y asegurar una adecuada dispersión dentro del suelo. El material de
subrasante fue secado al aire, desagregado manualmente y preparado en laboratorio, evitando el uso de
procesos mecánicos que pudieran alterar su estructura natural.
Se trabajó con cinco tratamientos experimentales. El primero correspondió al suelo natural sin adición
de ceniza, considerado como patrón de referencia. Los tratamientos restantes incluyeron dosificaciones
de 0,3 %, 0,8 %, 1,3 % y 1,8 % de CCA respecto al peso seco del suelo. La selección de estos porcentajes
respondió a antecedentes experimentales y a pruebas preliminares, que mostraron que dosificaciones
mayores tienden a afectar la trabajabilidad del material sin aportar beneficios adicionales significativos.
Las mezclas preparadas fueron evaluadas mediante ensayos geotécnicos normalizados. El contenido
óptimo de humedad y la densidad seca máxima se determinaron a través del ensayo Proctor Modificado,
conforme a la norma MTC E.115 (ASTM D1557). La capacidad portante se evaluó mediante el ensayo
California Bearing Ratio (CBR), de acuerdo con la norma MTC E.132 (ASTM D1883).
Se adoptó un diseño experimental de corte transversal. La variable independiente fue la dosificación de
ceniza de cáscara de arroz, incorporada al suelo natural en proporciones crecientes, mientras que las
variables dependientes correspondieron al contenido óptimo de humedad, la densidad seca máxima y
la capacidad portante. Estas variables fueron seleccionadas porque representan los parámetros que, en
la práctica vial, condicionan directamente el desempeño de la subrasante. La comprobación de la
hipótesis se abordó desde un enfoque hipotético-deductivo, contrastando los resultados obtenidos en
laboratorio con los supuestos planteados a partir de la literatura técnica.
El trabajo de campo se desarrolló en la vía alterna San Jerónimo – Huarochirí - Matucana, en la región
Lima. El tramo analizado tuvo una longitud aproximada de 900 m, equivalente a un área cercana a los
4 500 m². Se ejecutaron cuatro calicatas en las progresivas 0+000, 0+300, 0+600 y 0+900, siguiendo
los lineamientos del Manual de Carreteras del Ministerio de Transportes y Comunicaciones. Las
muestras se extrajeron a profundidades comprendidas entre 0,30 m y 1,00 m, intervalo que corresponde
al espesor típico de la subrasante en caminos de afirmado y que resulta determinante para su
comportamiento estructural frente a cargas vehiculares.
La ceniza de cáscara de arroz utilizada provino de procesos de combustión controlada de residuos
agroindustriales. Antes de su incorporación, la ceniza fue secada y tamizada por la malla N.° 200, con
el fin de eliminar partículas gruesas y asegurar una adecuada dispersión dentro del suelo. El material de
subrasante fue secado al aire, desagregado manualmente y preparado en laboratorio, evitando el uso de
procesos mecánicos que pudieran alterar su estructura natural.
Se trabajó con cinco tratamientos experimentales. El primero correspondió al suelo natural sin adición
de ceniza, considerado como patrón de referencia. Los tratamientos restantes incluyeron dosificaciones
de 0,3 %, 0,8 %, 1,3 % y 1,8 % de CCA respecto al peso seco del suelo. La selección de estos porcentajes
respondió a antecedentes experimentales y a pruebas preliminares, que mostraron que dosificaciones
mayores tienden a afectar la trabajabilidad del material sin aportar beneficios adicionales significativos.
Las mezclas preparadas fueron evaluadas mediante ensayos geotécnicos normalizados. El contenido
óptimo de humedad y la densidad seca máxima se determinaron a través del ensayo Proctor Modificado,
conforme a la norma MTC E.115 (ASTM D1557). La capacidad portante se evaluó mediante el ensayo
California Bearing Ratio (CBR), de acuerdo con la norma MTC E.132 (ASTM D1883).
pág. 5003
Todos los ensayos se realizaron en un laboratorio de mecánica de suelos acreditado, utilizando equipos
calibrados y procedimientos supervisados por personal especializado.
La Tabla 1 resume la distribución de los tratamientos y el número de ensayos realizados para cada
dosificación de ceniza.
Tabla 1. tratamientos experimentales y ensayos realizados
Tratamiento Dosificación de CCA (% peso seco) Proctor Modificado CBR Total
P 0,0 4 3 7
T1 0,3 4 3 7
T2 0,8 4 3 7
T3 1,3 4 3 7
T4 1,8 4 3 7
Total — 20 15 35
Nota. elaboración propia
Los resultados obtenidos en los ensayos fueron registrados en fichas técnicas y procesados mediante
estadística descriptiva. El análisis se centró en comparar el comportamiento del suelo natural con el de
las mezclas estabilizadas, identificando tendencias y variaciones inducidas por la adición de CCA. Esta
comparación permitió evaluar la eficacia de cada dosificación y establecer un rango de incorporación
técnicamente eficiente.
La investigación no involucró sujetos humanos ni animales. Aun así, se garantizó la trazabilidad de los
datos, la correcta calibración de los equipos y el cumplimiento de las normas técnicas vigentes. Como
limitación, se reconoce que los resultados corresponden a un tipo específico de suelo y a condiciones
controladas de laboratorio, por lo que su aplicación a otros contextos geotécnicos debe realizarse con
cautela y estudios complementarios.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las muestras de suelo fueron obtenidas de calicatas ejecutadas en el nivel de subrasante, conforme a
los procedimientos establecidos para obras viales. El análisis granulométrico y los límites de
consistencia permitieron clasificar el material mediante los sistemas SUCS y AASHTO. Los resultados
evidenciaron un suelo con predominio de fracción fina y comportamiento plástico, características
típicas de suelos arcillosos empleados como subrasante en caminos de afirmado.
Todos los ensayos se realizaron en un laboratorio de mecánica de suelos acreditado, utilizando equipos
calibrados y procedimientos supervisados por personal especializado.
La Tabla 1 resume la distribución de los tratamientos y el número de ensayos realizados para cada
dosificación de ceniza.
Tabla 1. tratamientos experimentales y ensayos realizados
Tratamiento Dosificación de CCA (% peso seco) Proctor Modificado CBR Total
P 0,0 4 3 7
T1 0,3 4 3 7
T2 0,8 4 3 7
T3 1,3 4 3 7
T4 1,8 4 3 7
Total — 20 15 35
Nota. elaboración propia
Los resultados obtenidos en los ensayos fueron registrados en fichas técnicas y procesados mediante
estadística descriptiva. El análisis se centró en comparar el comportamiento del suelo natural con el de
las mezclas estabilizadas, identificando tendencias y variaciones inducidas por la adición de CCA. Esta
comparación permitió evaluar la eficacia de cada dosificación y establecer un rango de incorporación
técnicamente eficiente.
La investigación no involucró sujetos humanos ni animales. Aun así, se garantizó la trazabilidad de los
datos, la correcta calibración de los equipos y el cumplimiento de las normas técnicas vigentes. Como
limitación, se reconoce que los resultados corresponden a un tipo específico de suelo y a condiciones
controladas de laboratorio, por lo que su aplicación a otros contextos geotécnicos debe realizarse con
cautela y estudios complementarios.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Las muestras de suelo fueron obtenidas de calicatas ejecutadas en el nivel de subrasante, conforme a
los procedimientos establecidos para obras viales. El análisis granulométrico y los límites de
consistencia permitieron clasificar el material mediante los sistemas SUCS y AASHTO. Los resultados
evidenciaron un suelo con predominio de fracción fina y comportamiento plástico, características
típicas de suelos arcillosos empleados como subrasante en caminos de afirmado.
pág. 5004
De acuerdo con la clasificación AASHTO, el suelo fue identificado como A-2-7 (0). Si bien esta
categoría puede incluir materiales granulares con finos, los valores obtenidos de límite líquido (44.2 %)
e índice de plasticidad (18 %) indican una presencia significativa de arcilla activa, lo que se traduce en
una alta sensibilidad a la humedad y una capacidad portante limitada. Esta condición resulta
desfavorable para su uso directo como subrasante, especialmente en vías no pavimentadas, donde las
variaciones de contenido hídrico afectan directamente el desempeño estructural.
Los ensayos Proctor Modificado, realizados según la norma MTC E-115, permitieron evaluar la
respuesta del suelo frente a la compactación tanto en estado natural como con la incorporación de ceniza
de cáscara de arroz (CCA). En la muestra patrón, los valores de densidad seca compactada oscilaron
entre 1.83 y 1.91 g/cm³, asociados a contenidos de humedad del orden de 9 % a 13 %. Estos resultados
reflejan un suelo que requiere un control estricto de humedad para alcanzar una compactación aceptable,
comportamiento típico de materiales arcillosos.
La incorporación de 0.3 % de CCA produjo variaciones moderadas en el contenido óptimo de humedad
y permitió alcanzar densidades secas similares e incluso ligeramente superiores a las de la muestra
patrón. Este comportamiento sugiere que pequeñas cantidades de ceniza no interfieren negativamente
en el proceso de compactación y pueden contribuir a una mejor redistribución de partículas dentro de
la matriz del suelo.
En el caso del 0.8 % de CCA, se registraron las mayores densidades secas compactadas, con valores
cercanos a 2.0 g/cm³, acompañadas de contenidos de humedad relativamente menores. Este resultado
indica que, para este suelo en particular, una dosificación intermedia de CCA favorece la compactación,
probablemente debido a un efecto de relleno y a una mejor interacción entre partículas finas y gruesas.
Cuando la dosificación se incrementó a 1.3 %, la densidad seca mostró una tendencia a disminuir y los
contenidos de humedad se incrementaron ligeramente. Esta respuesta evidencia que el aumento del
contenido de ceniza comienza a afectar la eficiencia de compactación, al incrementar la proporción de
finos y la demanda de agua. La dosificación más alta, 1.8 % de CCA, presentó el comportamiento menos
favorable. Se registraron los mayores contenidos de humedad y las menores densidades secas
compactadas, lo que confirma que un exceso de ceniza perjudica el proceso de compactación en suelos
arcillosos, generando estructuras más sueltas y menos estables.
De acuerdo con la clasificación AASHTO, el suelo fue identificado como A-2-7 (0). Si bien esta
categoría puede incluir materiales granulares con finos, los valores obtenidos de límite líquido (44.2 %)
e índice de plasticidad (18 %) indican una presencia significativa de arcilla activa, lo que se traduce en
una alta sensibilidad a la humedad y una capacidad portante limitada. Esta condición resulta
desfavorable para su uso directo como subrasante, especialmente en vías no pavimentadas, donde las
variaciones de contenido hídrico afectan directamente el desempeño estructural.
Los ensayos Proctor Modificado, realizados según la norma MTC E-115, permitieron evaluar la
respuesta del suelo frente a la compactación tanto en estado natural como con la incorporación de ceniza
de cáscara de arroz (CCA). En la muestra patrón, los valores de densidad seca compactada oscilaron
entre 1.83 y 1.91 g/cm³, asociados a contenidos de humedad del orden de 9 % a 13 %. Estos resultados
reflejan un suelo que requiere un control estricto de humedad para alcanzar una compactación aceptable,
comportamiento típico de materiales arcillosos.
La incorporación de 0.3 % de CCA produjo variaciones moderadas en el contenido óptimo de humedad
y permitió alcanzar densidades secas similares e incluso ligeramente superiores a las de la muestra
patrón. Este comportamiento sugiere que pequeñas cantidades de ceniza no interfieren negativamente
en el proceso de compactación y pueden contribuir a una mejor redistribución de partículas dentro de
la matriz del suelo.
En el caso del 0.8 % de CCA, se registraron las mayores densidades secas compactadas, con valores
cercanos a 2.0 g/cm³, acompañadas de contenidos de humedad relativamente menores. Este resultado
indica que, para este suelo en particular, una dosificación intermedia de CCA favorece la compactación,
probablemente debido a un efecto de relleno y a una mejor interacción entre partículas finas y gruesas.
Cuando la dosificación se incrementó a 1.3 %, la densidad seca mostró una tendencia a disminuir y los
contenidos de humedad se incrementaron ligeramente. Esta respuesta evidencia que el aumento del
contenido de ceniza comienza a afectar la eficiencia de compactación, al incrementar la proporción de
finos y la demanda de agua. La dosificación más alta, 1.8 % de CCA, presentó el comportamiento menos
favorable. Se registraron los mayores contenidos de humedad y las menores densidades secas
compactadas, lo que confirma que un exceso de ceniza perjudica el proceso de compactación en suelos
arcillosos, generando estructuras más sueltas y menos estables.
pág. 5005
Los ensayos CBR, ejecutados conforme a la norma MTC E-132, permitieron evaluar la capacidad
portante de la subrasante bajo condiciones de inmersión. En la muestra patrón, los valores de CBR
corregidos fueron bajos, incluso bajo mayores niveles de compactación, lo que confirma la baja
resistencia a la penetración del suelo natural. Este comportamiento es consistente con su naturaleza
arcillosa y explica las deficiencias estructurales observadas comúnmente en caminos de afirmado
construidos sobre este tipo de material.
La adición de 0.3 % de CCA generó un incremento apreciable de los valores de CBR respecto al suelo
sin tratar. La mejora se observó de manera consistente en los distintos niveles de compactación, así
como una reducción de la expansión durante la inmersión, lo que indica una respuesta más estable frente
a la acción del agua.
Con 0.8 % de CCA, los valores de CBR continuaron siendo superiores a los de la muestra patrón; sin
embargo, el incremento dejó de ser proporcional. A pesar de ello, esta dosificación mantuvo un
comportamiento mecánico favorable, evidenciando que el beneficio del material se concentra en rangos
bajos e intermedios de adición.
En el tratamiento con 1.3 % de CCA, los valores de CBR mostraron una disminución en comparación
con las dosificaciones menores, en concordancia con la reducción de la densidad seca compactada.
Aunque algunos resultados aún superan a los del suelo natural, la tendencia general indica una pérdida
de eficiencia en la mejora mecánica.
Finalmente, la dosificación de 1.8 % de CCA presentó los valores más bajos de CBR entre las mezclas
estabilizadas, llegando incluso a ser similares o inferiores a los del suelo patrón. Este comportamiento
confirma que una adición excesiva de ceniza resulta contraproducente en suelos arcillosos, al
incrementar la demanda de humedad y debilitar la estructura compactada.
Los resultados muestran que la mejora de una subrasante arcillosa mediante ceniza de cáscara de arroz
no depende de la cantidad incorporada, sino de una dosificación técnicamente controlada. Las
dosificaciones bajas e intermedias (0.3 % y 0.8 %) generan mejoras reales en la compactación y la
capacidad portante, mientras que las dosificaciones altas afectan negativamente el comportamiento del
suelo.
Los ensayos CBR, ejecutados conforme a la norma MTC E-132, permitieron evaluar la capacidad
portante de la subrasante bajo condiciones de inmersión. En la muestra patrón, los valores de CBR
corregidos fueron bajos, incluso bajo mayores niveles de compactación, lo que confirma la baja
resistencia a la penetración del suelo natural. Este comportamiento es consistente con su naturaleza
arcillosa y explica las deficiencias estructurales observadas comúnmente en caminos de afirmado
construidos sobre este tipo de material.
La adición de 0.3 % de CCA generó un incremento apreciable de los valores de CBR respecto al suelo
sin tratar. La mejora se observó de manera consistente en los distintos niveles de compactación, así
como una reducción de la expansión durante la inmersión, lo que indica una respuesta más estable frente
a la acción del agua.
Con 0.8 % de CCA, los valores de CBR continuaron siendo superiores a los de la muestra patrón; sin
embargo, el incremento dejó de ser proporcional. A pesar de ello, esta dosificación mantuvo un
comportamiento mecánico favorable, evidenciando que el beneficio del material se concentra en rangos
bajos e intermedios de adición.
En el tratamiento con 1.3 % de CCA, los valores de CBR mostraron una disminución en comparación
con las dosificaciones menores, en concordancia con la reducción de la densidad seca compactada.
Aunque algunos resultados aún superan a los del suelo natural, la tendencia general indica una pérdida
de eficiencia en la mejora mecánica.
Finalmente, la dosificación de 1.8 % de CCA presentó los valores más bajos de CBR entre las mezclas
estabilizadas, llegando incluso a ser similares o inferiores a los del suelo patrón. Este comportamiento
confirma que una adición excesiva de ceniza resulta contraproducente en suelos arcillosos, al
incrementar la demanda de humedad y debilitar la estructura compactada.
Los resultados muestran que la mejora de una subrasante arcillosa mediante ceniza de cáscara de arroz
no depende de la cantidad incorporada, sino de una dosificación técnicamente controlada. Las
dosificaciones bajas e intermedias (0.3 % y 0.8 %) generan mejoras reales en la compactación y la
capacidad portante, mientras que las dosificaciones altas afectan negativamente el comportamiento del
suelo.
pág. 5006
La novedad del estudio radica en demostrar que, incluso en suelos arcillosos con comportamiento
desfavorable, es posible lograr mejoras mecánicas medibles mediante la reutilización controlada de un
residuo agroindustrial. Este enfoque resulta especialmente relevante para caminos de afirmado, donde
la disponibilidad de materiales es limitada y se requieren soluciones de bajo costo, sostenibles y
alineadas con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 9.
Con el fin de sintetizar los resultados obtenidos a lo largo del estudio y evaluar su coherencia con los
objetivos planteados, se realizó la contrastación de las hipótesis formuladas. Esta contrastación no se
aborda como un análisis aislado, sino como una integración de los resultados derivados de los ensayos
Proctor Modificado y CBR, aplicados a la subrasante natural y a las mezclas estabilizadas con ceniza
de cáscara de arroz. La Tabla 2 resume la verificación de las hipótesis nulas, considerando la evidencia
experimental obtenida y su relevancia técnica dentro del contexto del estudio.
Tabla 2. síntesis de la contrastación de hipótesis del estudio
Hipótesis Variable
analizada Ensayo Evidencia
experimental
Decisión
estadística Síntesis
H₀₁
Contenido
óptimo de
humedad
Proctor
Modificado
Variaciones leves
entre tratamientos
No se
rechaza H₀
La CCA no modifica
significativamente la
humedad óptima del
suelo.
H₀₂
Densidad
seca
máxima
Proctor
Modificado
Densidades
similares entre
muestra patrón y
tratamientos
bajos
No se
rechaza H₀
No se evidencian
cambios
estadísticamente
significativos en la
densidad seca.
H₀₃
Capacidad
portante
CBR
Incrementos
prácticos en 0.3 %
y 0.8 % CCA
No se
rechaza H₀
Las mejoras
observadas no alcanzan
significación
estadística.
Nota. elaboración propia
La novedad del estudio radica en demostrar que, incluso en suelos arcillosos con comportamiento
desfavorable, es posible lograr mejoras mecánicas medibles mediante la reutilización controlada de un
residuo agroindustrial. Este enfoque resulta especialmente relevante para caminos de afirmado, donde
la disponibilidad de materiales es limitada y se requieren soluciones de bajo costo, sostenibles y
alineadas con el Objetivo de Desarrollo Sostenible 9.
Con el fin de sintetizar los resultados obtenidos a lo largo del estudio y evaluar su coherencia con los
objetivos planteados, se realizó la contrastación de las hipótesis formuladas. Esta contrastación no se
aborda como un análisis aislado, sino como una integración de los resultados derivados de los ensayos
Proctor Modificado y CBR, aplicados a la subrasante natural y a las mezclas estabilizadas con ceniza
de cáscara de arroz. La Tabla 2 resume la verificación de las hipótesis nulas, considerando la evidencia
experimental obtenida y su relevancia técnica dentro del contexto del estudio.
Tabla 2. síntesis de la contrastación de hipótesis del estudio
Hipótesis Variable
analizada Ensayo Evidencia
experimental
Decisión
estadística Síntesis
H₀₁
Contenido
óptimo de
humedad
Proctor
Modificado
Variaciones leves
entre tratamientos
No se
rechaza H₀
La CCA no modifica
significativamente la
humedad óptima del
suelo.
H₀₂
Densidad
seca
máxima
Proctor
Modificado
Densidades
similares entre
muestra patrón y
tratamientos
bajos
No se
rechaza H₀
No se evidencian
cambios
estadísticamente
significativos en la
densidad seca.
H₀₃
Capacidad
portante
CBR
Incrementos
prácticos en 0.3 %
y 0.8 % CCA
No se
rechaza H₀
Las mejoras
observadas no alcanzan
significación
estadística.
Nota. elaboración propia
pág. 5007
Los resultados obtenidos muestran que la incorporación de ceniza de cáscara de arroz no modifica de
manera significativa las propiedades fundamentales del suelo cuando este presenta, desde su estado
natural, una condición geotécnica favorable como subrasante. El suelo estudiado, de naturaleza
predominantemente arcillosa y clasificado como A-2-7 según AASHTO, evidenció valores aceptables
de densidad y capacidad portante aun sin estabilización, lo que condicionó el alcance de las mejoras
observadas.
En los ensayos Proctor Modificado, las variaciones en el contenido óptimo de humedad y en la densidad
seca máxima entre la muestra patrón y los tratamientos con CCA fueron reducidas. Aunque se
identificaron ligeros incrementos y descensos según la dosificación, estos cambios no fueron suficientes
para establecer diferencias estadísticamente significativas. Este comportamiento se explica por el
equilibrio inicial del suelo y por la influencia limitada de la ceniza en matrices arcillosas compactadas.
Respecto a la capacidad portante, los ensayos CBR evidenciaron mejoras prácticas en las dosificaciones
bajas de CCA, particularmente en los tratamientos de 0.3 % y 0.8 %, donde se registraron valores
superiores a los del suelo natural. Sin embargo, al incrementarse la dosificación, la respuesta del suelo
tendió a estabilizarse o disminuir, reflejando que un exceso de material fino afecta la compactación y
la resistencia. En conjunto, los resultados indican que, aunque la CCA puede aportar beneficios técnicos
puntuales, su efecto depende de una dosificación controlada y del estado inicial del suelo.
CONCLUSIONES
El análisis desarrollado permite establecer que la reutilización de ceniza de cáscara de arroz en la
subrasante de caminos de afirmado presenta un efecto técnico limitado y condicionado, más asociado a
la modificación del comportamiento del suelo que a un proceso de estabilización estructural en sentido
estricto. Los datos obtenidos indican que, para el suelo evaluado, la incorporación de este subproducto
agroindustrial no altera sustancialmente los parámetros fundamentales de compactación cuando el
material base presenta condiciones geotécnicas aceptables.
Desde una posición técnica sustentada en la evidencia experimental, se concluye que la ceniza de
cáscara de arroz actúa como un aditivo de influencia secundaria, cuyo aporte se manifiesta
principalmente en rangos bajos de dosificación.
Los resultados obtenidos muestran que la incorporación de ceniza de cáscara de arroz no modifica de
manera significativa las propiedades fundamentales del suelo cuando este presenta, desde su estado
natural, una condición geotécnica favorable como subrasante. El suelo estudiado, de naturaleza
predominantemente arcillosa y clasificado como A-2-7 según AASHTO, evidenció valores aceptables
de densidad y capacidad portante aun sin estabilización, lo que condicionó el alcance de las mejoras
observadas.
En los ensayos Proctor Modificado, las variaciones en el contenido óptimo de humedad y en la densidad
seca máxima entre la muestra patrón y los tratamientos con CCA fueron reducidas. Aunque se
identificaron ligeros incrementos y descensos según la dosificación, estos cambios no fueron suficientes
para establecer diferencias estadísticamente significativas. Este comportamiento se explica por el
equilibrio inicial del suelo y por la influencia limitada de la ceniza en matrices arcillosas compactadas.
Respecto a la capacidad portante, los ensayos CBR evidenciaron mejoras prácticas en las dosificaciones
bajas de CCA, particularmente en los tratamientos de 0.3 % y 0.8 %, donde se registraron valores
superiores a los del suelo natural. Sin embargo, al incrementarse la dosificación, la respuesta del suelo
tendió a estabilizarse o disminuir, reflejando que un exceso de material fino afecta la compactación y
la resistencia. En conjunto, los resultados indican que, aunque la CCA puede aportar beneficios técnicos
puntuales, su efecto depende de una dosificación controlada y del estado inicial del suelo.
CONCLUSIONES
El análisis desarrollado permite establecer que la reutilización de ceniza de cáscara de arroz en la
subrasante de caminos de afirmado presenta un efecto técnico limitado y condicionado, más asociado a
la modificación del comportamiento del suelo que a un proceso de estabilización estructural en sentido
estricto. Los datos obtenidos indican que, para el suelo evaluado, la incorporación de este subproducto
agroindustrial no altera sustancialmente los parámetros fundamentales de compactación cuando el
material base presenta condiciones geotécnicas aceptables.
Desde una posición técnica sustentada en la evidencia experimental, se concluye que la ceniza de
cáscara de arroz actúa como un aditivo de influencia secundaria, cuyo aporte se manifiesta
principalmente en rangos bajos de dosificación.
pág. 5008
En estas condiciones, se observan mejoras prácticas en la capacidad portante, aunque dichas mejoras
no alcanzan un nivel de significancia estadística suficiente como para modificar el comportamiento
global del suelo. Este resultado es coherente con la teoría que señala que los materiales puzolánicos
requieren condiciones específicas de dosificación y reactividad para generar efectos estructurales
apreciables.
Asimismo, el estudio confirma que el incremento progresivo del contenido de ceniza conduce a una
pérdida de eficiencia mecánica, asociada al aumento de finos y a una mayor demanda de humedad. Este
comportamiento refuerza la necesidad de un control riguroso de la dosificación, ya que la incorporación
indiscriminada del material puede resultar contraproducente, especialmente en suelos arcillosos
sensibles a la humedad.
En el contexto de caminos de afirmado, la ceniza de cáscara de arroz puede considerarse una alternativa
técnicamente válida para intervenciones puntuales orientadas a mejorar la respuesta mecánica de la
subrasante, siempre que su uso se base en ensayos previos y no se plantee como una solución
generalizada. Su aplicación debe entenderse como complementaria a los criterios clásicos de diseño
geotécnico y no como un sustituto de estos.
Finalmente, el trabajo deja aspectos abiertos que no fueron abordados en esta investigación. No se
evaluó el comportamiento del material estabilizado frente a condiciones de servicio prolongadas, como
ciclos de humedecimiento y secado, ni su respuesta ante cargas repetidas. Tampoco se analizó la
interacción química y microestructural entre el suelo y la ceniza. Estas limitaciones constituyen líneas
de investigación necesarias para profundizar en el conocimiento del material y avanzar hacia su eventual
incorporación en lineamientos técnicos y normativos.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Araujo, J., & Urbano, D. (2020). Evaluación geotécnica de subrasantes en caminos no pavimentados de
la sierra central del Perú. Revista de Ingeniería Civil, 34(2), 55–66.
Ataie, F. F., & Riding, K. A. (2016). Influence of rice husk ash on the properties of cementitious
systems. Construction and Building Materials, 114, 647–654.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.03.182
Caballero, M. (2022). Aplicación de residuos agroindustriales en la estabilización de suelos para
En estas condiciones, se observan mejoras prácticas en la capacidad portante, aunque dichas mejoras
no alcanzan un nivel de significancia estadística suficiente como para modificar el comportamiento
global del suelo. Este resultado es coherente con la teoría que señala que los materiales puzolánicos
requieren condiciones específicas de dosificación y reactividad para generar efectos estructurales
apreciables.
Asimismo, el estudio confirma que el incremento progresivo del contenido de ceniza conduce a una
pérdida de eficiencia mecánica, asociada al aumento de finos y a una mayor demanda de humedad. Este
comportamiento refuerza la necesidad de un control riguroso de la dosificación, ya que la incorporación
indiscriminada del material puede resultar contraproducente, especialmente en suelos arcillosos
sensibles a la humedad.
En el contexto de caminos de afirmado, la ceniza de cáscara de arroz puede considerarse una alternativa
técnicamente válida para intervenciones puntuales orientadas a mejorar la respuesta mecánica de la
subrasante, siempre que su uso se base en ensayos previos y no se plantee como una solución
generalizada. Su aplicación debe entenderse como complementaria a los criterios clásicos de diseño
geotécnico y no como un sustituto de estos.
Finalmente, el trabajo deja aspectos abiertos que no fueron abordados en esta investigación. No se
evaluó el comportamiento del material estabilizado frente a condiciones de servicio prolongadas, como
ciclos de humedecimiento y secado, ni su respuesta ante cargas repetidas. Tampoco se analizó la
interacción química y microestructural entre el suelo y la ceniza. Estas limitaciones constituyen líneas
de investigación necesarias para profundizar en el conocimiento del material y avanzar hacia su eventual
incorporación en lineamientos técnicos y normativos.
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pág. 5009
infraestructura vial rural. Ingeniería y Desarrollo, 40(1), 89–102.
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Latinoamericana de Geotecnia, 12(1), 23–34.
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Revista Peruana de Ciencias Ambientales, 5(2), 41–50.
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International Journal of Pavement Engineering, 19(3), 251–259.
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Kader, M. A., Islam, M. S., & Hossain, M. I. (2024). Agricultural waste ashes for sustainable road
construction: A review. Journal of Cleaner Production, 402, 136847.
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.136847
Llamoga, R. (2017). Estabilización de suelos con aditivos minerales alternativos en caminos rurales.
Revista Ingeniería, 21(3), 77–88.
López, F. (2021). Uso de ceniza de cáscara de arroz en la ingeniería civil peruana. Ingeniería y Sociedad,
15(2), 63–74.
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geotecnia y pavimentos. Lima, Perú. https://www.gob.pe/mtc
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applications. Transportation Geotechnics, 14, 1–10.
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Conservation and Recycling, 87, 102–117. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2014.04.004
Thomas, B. S., Damare, A., & Gupta, R. C. (2021). Rice husk ash as supplementary cementitious
material: A review. Construction and Building Materials, 269, 121248.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.121248
Van, V. T. A., Rößler, C., Bui, D. D., & Ludwig, H. M. (2018). Rice husk ash as pozzolanic material
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rurales. Revista de Ingeniería Civil, 27(1), 15–26.
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