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Fuente: https://repository.usta.edu.co/bitstream/handle/11634/20011/2019jessicaaguilar.pdf?sequence=1
JESSICA PAOLA AGUILAR GUTIERREZ UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS SEDE TUNJA FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TUNJA 2019
ELABORACIÓN DE LADRILLOS MEDIANTE LA INCLUSIÓN DE CENIZA DE CARBÓN PROVENIENTE DE LA LADRILLERA BELLA VISTA DE TUNJABOYACÁ
JESSICA PAOLA AGUILAR GUTIERREZ Trabajo de grado en la modalidad de semillero de investigación presentado como requisito para optar al título de ingeniero civil
DIRECTOR: PhD. SANDRA CONSUELO DIAZ BELLO
CODIRECTOR: MSc. WILLIAM RICARDO MOZO MORENO UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS SEDE TUNJA
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL TUNJA 2019
primeramente a Dios, por darme vida y salud para culminar con mi etapa de pregrado, gracias a él por concederme los mejores padres, esposo y hermano, los cuales me han brindado su apoyo incondicional a lo largo de mi carrera y que siempre me han dado una voz de aliento en los momentos difíciles, pero sobre todo doy gracias por haber enviado a mi hijo, lo más hermoso y el ser que me ha llenado de valentía y le ha dado un sentido a mi existir. Por otra parte, presento los más sinceros agradecimientos al Señor Gonzalo Rodríguez, propietario de la Ladrillera Bella Vista, la colaboración incondicional de la directora del semillero de investigación, PhD. Sandra Díaz Bello, así como al codirector, ingeniero William Ricardo Mozo Moreno y al ingeniero Nicolás Figueroa Correa. También a los laboratoristas de la Facultad de Ingeniería Civil Fredy Hernández y J. Ángel Miranda.
5 TABLA DE CONTENIDO Pág. RESUMEN.............................................................................................................13 ABSTRACT............................................................................................................14 INTRODUCCIÓN...................................................................................................15 1.
PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN ..............................................................17 2. OBJETIVOS.................................................................................................18 2.1
OBJETIVO GENERAL .................................................................................18 2.2
OBJETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................18 3.
ESTADO DEL ARTE....................................................................................19 4.
METODOLOGÍA ..........................................................................................22 4.1
RECOLECCIÓN DE MATERIAS PRIMAS...................................................22 4.2 CARACTERIZACIÓN DE LAS MATERIAS PRIMAS ...................................22 4.3
DISEÑO DE EXPERIMENTOS....................................................................23 4.4
PARÁMETROS PARA LA PREPARACIÓN DE LA MEZCLA Y ELABORACIÓN DE LOS MAMPUESTOS ............................................................24 4.4.1.
Molienda.. .................................................................................................24 4.4.2. Tamizado..................................................................................................25 4.4.3.
Dosificación. .............................................................................................25 4.4.4.
Homogenización .......................................................................................26 4.4.5. Conformado..............................................................................................27 4.4.6. Secado......................................................................................................27 4.4.7. Cocción.....................................................................................................28 6 4.5
ENSAYOS DE PROPIEDADES FÍSICAS....................................................28 4.5.1.
Tasa inicial de absorción. .........................................................................29 4.5.2.
Absorción de Agua. ..................................................................................30 4.5.3.
Resistencia a la compresión.....................................................................30 5.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN.....................................................................32 5.1
COMPOSICIÓN MINERALÓGICA...............................................................32 5.1.1.
Composición mineralógica de la arcilla.....................................................32 5.1.2.
Composición mineralógica de la ceniza....................................................33 5.2
CARACTERIZACIÓN FÍSICA ......................................................................34 5.3
PROPIEDADES FÍSICAS SEGÚN NTC 4205 .............................................36 5.3.1.
Absorción de agua....................................................................................37 5.3.2.
Resistencia a la compresión.....................................................................39 5.4
ANÁLISIS DISEÑO DE EXPERIMENTOS...................................................40 5.4.1.
Primera variable de respuesta. .................................................................40 5.4.2.
Segunda variable de respuesta ................................................................43 6.
CONCLUSIONES ........................................................................................45 7. RECOMENDACIONES................................................................................46 8.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.............................................................47 7
LISTA DE GRÁFICAS Gráfica 1. DRX arcilla...........................................................................................33
Gráfica 2.
DRX ceniza de Carbón.........................................................................34
Gráfica 3.
Diagrama de Casa Grande...................................................................36
Gráfica 4.
Absorción de agua................................................................................38
Gráfica 5.
Resistencia a la compresión.................................................................39
Gráfica 6.
Gráfica de residuos para resistencia a la compresión ..........................40
Gráfica 7.
Probabilidad resistencia a la compresión vs porcentaje de inclusión de CDC .......................................................................................................................42
Gráfica 8.
Diagrama de caja .................................................................................42
Gráfica 9.
Residuos para absorción......................................................................43
Gráfica 10.
Diagrama de caja para absorción.......................................................44 8
LISTA DE IMÁGENES
Imagen 1. Cantera de arcilla .................................................................................22
Imagen 2. Ensayo limites ......................................................................................23
Imagen 3. Molienda de la arcilla............................................................................24
Imagen 4. Tamizaje de las materias primas..........................................................25
Imagen 5. Dosificación arcilla................................................................................26
Imagen 6. Homogenización de las muestras ........................................................26
Imagen 7. Conformado de los mampuestos..........................................................27
Imagen 8. Secado de los mampuestos .................................................................27
Imagen 9. Ladrillos cocidos...................................................................................28
Imagen 10. Ensayo tasa inicial de absorción ........................................................29
Imagen 11. Absorción de agua..............................................................................30
Imagen 12. Resistencia a la compresión...............................................................31 9
LISTA DE ANEXOS
ANEXO A. CARACTERIZACIÓN MATERIAS PRIMAS Anexo 1. Caracterización mineralógica de la arcilla mediante difracción de Rayos X (DRX). Anexo 2. Caracterización mineralógica de la ceniza de carbón mediante difracción de Rayos X (DRX). Anexo 3. Determinación de límites de Atterberg para 100 % Arcilla. Anexo 4. Determinación de límites de Atterberg para 95% A-5%C. Anexo 5. Determinación de límites de Atterberg para 90% A-10%C. Anexo 6. Determinación de límites de Atterberg para 85% A-15%C. Anexo 7. Diagrama de Casagrande.
ANEXO B. PROPIEDADES FISICAS DE LOS MAMPUESTOS SEGÚN NTC 4205 Anexo 11. Tasa inicial absorción de agua para los diferentes porcentajes de sustitución 0%, 5%, 10% y 15%. Anexo 12. Absorción de agua para los diferentes porcentajes de sustitución 0%, 5%, 10% y 15%. Anexo 13. Resistencia a la Compresión para para los diferentes porcentajes de sustitución 0%, 5%, 10% y 15%.
ANEXO C. PASOS PARA ELABORAR LOS LADRILLOS Anexo 14. Homogenización de las materias primas. Anexo 15. Tamizaje de los dos materiales a utilizar (Arcilla-Ceniza de carbón). Anexo 16. Límites de Atterberg. Anexo 17. Preparación de la mezcla. 10 Anexo 18. Conformado de los elementos cerámicos Anexo 19. Secado de los elementos cerámicos en el horno Anexo 20. Cocción en la mufla 11
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El suelo-cemento es un producto resultante de una mezcla compactada de suelos finos y/o granulares, cemento y agua, en proporciones establecidas a través de una dosificación racional, ejecutada de acuerdo con las normas aplicables al suelo, el cual se compacta y cura para lograr propiedades mecánicas específicas.
Existen diversas razones que actualmente determinan mayor uso del suelo-cemento en la construcción de estructuras de pavimentos y, para ello, es indispensable disponer de estructuras de este tipo con capas de elevada capacidad de soporte y resistentes a los agentes atmosféricos. Otra razón es la posibilidad de reducir espesores de capas que conforman la estructura del pavimento sin que se disminuya la capacidad estructural, además de ayudar en la protección al medio ambiente, el cual cada vez impone mayores limitaciones a la búsqueda y explotación de bancos de materiales.
Dentro de las ventajas que el suelo-cemento puede ofrecer están:
A su vez el suelo-cemento también presenta algunas limitaciones, ya que es un material en el que se producen fisuras de contracción que pueden reflejarse en las capas superiores. Sin embargo, es posible controlar en buena parte dicha contracción mediante uso de cementos adecuados, mezclas de cal, cemento y/o técnicas de prefisuración:
El suelo-cemento se ha definido y se ha clasificado desde diversos puntos de vista a partir de diferentes modificaciones realizadas en el material de partida, el contenido de cemento y el tipo de suelo. Las más reconocidas son:
En general, cualquier suelo puede estabilizarse, a excepción de los suelos muy plásticos, orgánicos o con altos contenidos de sales que puedan afectar el desempeño del cemento. Existen diversos criterios en varios países que limitan y especifican las características que debe tener un suelo para considerarse aceptable en la elaboración de una mezcla de suelo-cemento. Al comparar dichos criterios entre sí aparecen diferencias respecto a ciertos requerimientos; sin embargo, todos coinciden en limitar aspectos relativos a la granulometría del suelo, proceso constructivo y cumplimiento de requisitos del diseño de mezcla y de la estructura del pavimento.
El objetivo de limitar características del suelo, principalmente el índice de plasticidad y los requerimientos granulométricos, es obtener una mezcla económica en cantidad de cemento y buen comportamiento estructural. Los suelos estabilizados con cemento no deben considerarse como materiales inertes. La adición de agua y cemento al suelo produce reacciones químicas y cambios a través del tiempo que modifican sus propiedades físicas a corto, medio y largo plazo.
La mejora o modificación con cemento se usa generalmente con suelos de grano fino, plásticos y a veces con humedades naturales excesivas con dificultad de compactación, expansividad y baja capacidad de soporte.
El uso del suelo-cemento da versatilidad a una estructura de pavimento y los beneficios que otorga pueden traducirse en ahorros de materiales y aumento en los rendimientos de construcción, además de beneficios ambientales por evitar la explotación de materiales adicionales en el desarrollo de proyectos.
Mi primer acercamiento con el concreto lo encontré de niño en uno de mis hobbies: los carros. Sabía que el concreto lo llevaban en unos camiones muy grandes, con algo atrás que daba vueltas. Esos vehículos siempre despertaban mi interés, además de que mi abuelo era ingeniero civil, constructor, y tal vez el concreto venía en la sangre... Soy ingeniero civil de la Pontificia Universidad Javeriana, con especialización en Tecnología de Construcción de Edificaciones de esa misma universidad. Desde el año 2007 estoy vinculado con la Asociación Colombiana de Productores de Concreto – Asocreto-, donde me desempeño como Jefe de Publicaciones.
'El concreto más que un material de construcción es un estilo de vida'.
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Estoy interesado en realizar 5 kilómetros con suelo cemento
Hola Leonardo, nuestro equipo se podrá pronto en contacto contigo