Para Uso de PET en Ladrillos Ecologicos

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Revista de la Facultad de Ingeniería Universidad Central de Venezuela

versión impresa ISSN 0798-4065

Rev. Fac. Ing. UCV v.23 n.1 Caracas mar. 2008

Para Uso de PET en Ladrillos Ecologicos

http://www.scielo.org.ve/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0798-40652008000100006

 

Diseños de mezcla de tereftalato de polietileno (pet) – cemento

Alesmar Luis ¹, Nalia Rendón ², María Eugenia Korody ³

¹ Inelectra, Caracas, Venezuela, email: alesmarluis@gmail.com

² Minatelf, C.A., Caracas, Venezuela, email: naliarendon@hotmail.com

³ Departamento de Ingeniería Estructural, Escuela de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad Central de Venezuela, Caracas, Venezuela, email: maria.korody@ucv.ve

RESUMEN

Corresponde a este trabajo experimental, la tarea de elaborar, ensayar y caracterizar Mezclas de Tereftalato de Polietileno (PET) – Cemento. Para ello se estableció una metodología basada en una investigación teórico-práctica que ayudase a determinar de manera preliminar el posible comportamiento del plástico proveniente de las botellas de gaseosas al utilizarlo como agregado en una mezcla. Las mezclas de PET – Cemento realizadas están conformadas por 5%, 10% y 15% de PET además de arena y piedra, en proporciones que dependen del tipo de mezcla, es decir, si es para mortero o para concreto. Se utilizaron tres diseños de mezclas en donde se sustituyó parte de la arena por el plástico. Para determinar las propiedades mecánicas y de durabilidad de las mezclas realizadas se elaboraron una serie de probetas que tuvieran las características ideales para los respectivos ensayos tanto de compresión simple, como de absorción, erosión e impacto. Las mismas se curaron por 7 días, luego se almacenaron hasta los 28 días para realizar los ensayos anteriormente mencionados exceptuando los de absorción y erosión que se debían hacer a los siete días. Desde el punto de vista de resistencia y durabilidad; a compresión simple, la mezcla B (concreto con un 15% de PET) es la que se considera la más apropiada ya que resultó ser en promedio la más resistente aún cuando no sea la mezcla más homogénea. Por otro lado, su capacidad de absorción es baja al igual que su comportamiento ante la erosión e impacto, lo que la hace la mezcla más idónea para ser utilizada como material de construcción. Cabe destacar que no es la más costosa dentro de las tres mezclas que contienen PET. La mezcla de PET - Cemento ayuda a reducir las cantidades de PET que no poseen una disposición final adecuada, disminuyendo así su impacto ambiental, ya que se necesita una gran cantidad de botellas de gaseosas para obtener el material para elaborar la mezcla, por lo que dichas botellas se estarían eliminando del ambiente.

Palabras Clave: PET-Cemento, Resistencia, Durabilidad, Impacto ambiental.

Polyethylene teraftalate (pet) – cement mixture designs

ABSTRACT

The paper describes the making, testing and main features of Polyethylene Teraftalate (PET) – Cement mixtures. To this end, a methodology based on theoretical-practical research which helped to determine at the preliminary stage the possible behavior of plastic from soda bottles when used as an aggregate in a mixture. The mixtures of PET – Cement produced are made up by 5%, 10%, 15% of PET besides sand and stone, in proportions which depend on the type of mixture, that is, if they are for mortar or concrete. Three mixture designs were used in which part of the sand was substituted by plastic. In order to determine the mechanical and durability properties of the mixtures made, a series of testing sites were created with the ideal characteristics for the respective tests in simple compression, absorption, erosion and impact. These were cured for 7 days and afterwards were stored up to 28 days in order to carry out the previously mentioned tests, except for the ones related to absorption and erosion which must be done on day 7. From the resistance and durability perspective; in simple compression, the B mixture (concrete with a 15% PET) is the one considered most appropriate since it resulted being in average the most resistant thought it is not the most homogeneous mixture. In contrast, its absorption capacity is low, as is its behavior when faced by erosion and impact, which makes the mixture ideal when it is meant to be used as a construction material. It is worth mentioning that it is not the most expensive of the three mixtures formulated with PET. The PET mixture – Cement helps reduce the PET quantities which do not have an adequate final disposition, thus lowering its environmental impact, since they need a considerable amount of plastic bottles in order to obtain the material to make the mixture, thus removing them from the environment.

Keywords: PET – Cement, Resistance, Durability, Environmental impact.

Recibido: noviembre de 2007 Revisado: febrero de 2008

INTRODUCCIÓN

El Tereftalato de Polietileno (Polietilen Tereftalato - PET), fue patentado como un polímero para fibra por J. R. Whinfield y J.T. Dicknson en 1941. Dicho polímero comenzó a ser utilizado a partir de 1955 para la producción de envases de líquidos (Estrucplan on Line).

A través del tiempo la industria del plástico ha ido en aumento y ha sustituido diversos materiales tales como el vidrio, la madera y el cloruro de polivinilo (PVC) por el PET, ya que el mismo es un material caracterizado por su gran ligereza y resistencia mecánica a compresión, posee alto grado de transparencia y brillo, conserva el sabor y olor de los alimentos, y es una barrera contra los gases. La producción anual de envases de PET en el mundo es aproximadamente de 207 millones de Toneladas, cifra que va aumentando considerablemente a nivel mundial (Vázquez, 2003).

El PET es uno de los materiales más útiles en la vida cotidiana pero uno de los que genera más contaminación en el mundo. Ante esta disyuntiva, su reciclaje se convierte en uno de los principales temas a tratar en los congresos de reciclaje a nivel mundial, como por ejemplo en el II Congreso Nacional de Demolición y Reciclaje realizado en mayo de 2004 en Zaragoza, España, además del Séptimo Congreso Internacional de Reciclaje realizado en julio de 2004 en La Habana, Cuba, entre otros.

Sin embargo, no todas las botellas de PET son reciclables. En este sentido cabe plantearse la siguiente interrogante:

¿Podría ser utilizado el Tereftalato de Polietileno (PET) como material para la construcción?, y así crear otro proceso para lograr una disposición adecuada de los plásticos producidos a nivel mundial, ya que es un material que existe en gran cantidad en todo el mundo y no posee un destino final adecuado y suficiente.

¿QUÉ ES EL TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET)?

El PET es un material caracterizado por su gran ligereza y resistencia mecánica a la compresión, alto grado de transparencia y brillo, conserva el sabor y aroma de los alimentos, es una barrera contra los gases, reciclable 100% y con posibilidad de producir envases reutilizables, lo cual ha llevado a desplazar a otros materiales, como por ejemplo, el PVC, el cual presenta una demanda creciente en todo el mundo. El PET es el material plástico con el cual se elaboran los envases de bebidas gaseosas y aguas minerales, entre otras. Las botellas son desechables, por lo que su destino suele ser la bolsa de basura y, por extensión, los rellenos sanitarios donde se depositan los residuos domiciliarios.

Según Serrano (2001) la producción de resina para botellas gaseosa tenía un incremento de 11,3% anual en 1999; mientras que la tasa de aumento en el reciclaje de las mismas botellas de PET llegaba a 10,5%. Por otro lado, ese mismo año, el uso de la resina para hacer botellas de agua se estaba incrementando a más del 30%.

El PET es producido a partir del petróleo crudo, gas y aire. Un kilo de PET está compuesto por 64% de petróleo, 23% de derivados líquidos del gas natural y 13% de aire. A partir del petróleo crudo, se extrae el paraxileno y se oxida con el aire para dar ácido tereftálico.

TRANSFORMACIÓN DEL PET PARA SU DISPOSICIÓN FINAL

La necesidad de solucionar la gestión de residuos sólidos urbanos impulsa el desarrollo de sistemas alternativos del reciclado. Estas soluciones están a cargo, básicamente, de las empresas, aunque se observa cada vez mayor preocupación social y una incipiente cultura en el consumidor por disminuir la agresión al ambiente.

Alrededor de un 75% del PET recuperado se usa para hacer fibras de alfombras, ropa y geotextiles. La mayor parte del 25% remanente es extruido en hojas para termoformado, inyectado / soplado en envases para productos no alimenticios, o compuesto para aplicaciones de moldeo (Plásticos Mexicanos).

VOLÚMENES SIN DISPOSICIÓN FINAL ADECUADA

Los materiales de empaque de PET representan, aproximadamente, sólo el 0,3% del total de los residuos sólidos urbanos. Los esfuerzos en todo el mundo siguen siendo para reducir la cantidad de envases de PET que se depositan en los rellenos sanitarios.

ANTECEDENTES DE LA UTILIZACIÓN DEL TEREFTALATO DE POLIETILENO (PET) COMO MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN

El Centro Experimental de Vivienda Económica (CEVE) de Argentina, ha realizado ladrillos con distintos materiales de desechos, entre los que se encuentran: papel, PET y cáscaras de maní. Los ladrillos de papel son mucho más livianos que los convencionales; su aspecto es rugoso y gris; son resistentes, aunque en menor medida que los tradicionales; un ladrillo común pesa 2,5 kilos; el de papel 1,1 kilo; el de PET un kilo; y el de cáscara de maní, medio kilo.

En la Facultad de Arquitectura, Diseño y Urbanismo (FADU) de la Universidad de Buenos Aires existen bolsas de Polietileno, botellas de agua mineral y parachoques de autos, separados de los residuos, los cuales se convertirán por medio de un emprendimiento social en placas de revestimiento, viguetas y otros materiales, para la construcción de casas económicas y de calidad.

IMPACTO AMBIENTAL DEL PET

Desde el punto de vista ambiental, el PET es la resina que presenta mayores aptitudes para el reciclado, ostentando el número «1» rodeado de tres flechas formando un triángulo (figura 1), en el fondo del envase. El principal destino de esta materia prima post-consumo es la fabricación de fibras textiles, utilizándose en la confección de alfombras, cuerdas, cepillos y escobas, telas para prendas de vestir, calzados, camisetas, etc. El PET reciclado no se destina a nuevos envases para bebidas o alimentos en contacto permanente.

Figura 1. Símbolo del PET (http://www.estrucplan.com.ar/articulos/ verarticulo.asp?IDArticulo=305).

ELABORACIÓN DE MEZCLAS DE PET – CEMENTO

Los diseños de mezcla realizados, se basaron en la determinación de la dosificación de cada uno de los materiales utilizados para lograr una mezcla óptima, que pudiera servir más adelante como material de construcción de obras civiles y como un nuevo método de disposición final de los residuos de PET.

Para la elaboración del diseño de mezcla se utilizó el Método RARH para Diseño de Mezclas de Concreto, extraído del Taller de Diseño e Inspección de Mezclas de Concreto, dictado por el Ing. Roberto Rosario.

El PET utilizado para la investigación fue donado por una compañía que se encarga de triturarlo por un proceso industrializado, y se exporta a China para que sirva de materia prima en la confección de textiles a base de Poliéster. El tamaño aproximado de las piezas irregulares que se obtienen es de ¼´´ a ½´´, y no se realizó una granulometría del mismo.

Se elaboraron veintiún (21) probetas por cada uno de los diseños de mezcla calculados, dichas probetas fueron utilizadas para realizar los diferentes ensayos (COVENIN 338:2002).

En la tabla 1 se presentan las cantidades de cada uno de los componentes de las mezclas.

Tabla 1. Componentes de las Mezclas

En donde:

Mezcla A: Mortero con un 5% de Polietilen Tereftalafo reciclado.

Mezcla B: Concreto con un 15% de Polietilen Tereftalafo reciclado.

Mezcla C: Mezcla patrón de mortero.

Mezcla D: Mezcla patrón de concreto.

Mezcla E: Mortero con un 10% de Polietilen Tereftalafo reciclado.

Las probetas utilizadas durante el desarrollo de esta investigación fueron de dos tipos: cilindros y paralelepípedos. En cuanto a las probetas cilíndricas se utilizaron dos tamaños, unas de 15 cm de diámetro por 30 cm de altura, medidas que están estipuladas en la Norma Venezolana y otras probetas de dimensiones de 5 cm de diámetro por 10 cm de altura, ambas para realizar los ensayos de compresión. También se realizaron probetas de 5 cm de diámetro por 10 cm de altura para realizar los ensayos de absorción y erosión. Por otro lado los paralelepípedos de 20 cm de largo, 20 cm de ancho y 5 cm de alto se realizaron para el ensayo de impacto. En las primeras 24 horas de elaboración de las probetas existió una pérdida de humedad en las mismas, por consiguiente después de su elaboración hubo que controlar que dicha pérdida no fuese acelerada, ya que esto podía producir grietas de retracción en las probetas disminuyendo así la calidad de las mismas, este fue el procedimiento de curado. Para realizar el curado de las probetas se siguieron los pasos y los tiempos normativos.

ENSAYOS DE LAS PROBETAS DE PET – CEMENTO

Compresión

La resistencia potencial del concreto se determinó siguiendo un procedimiento normalizado y su valor pudo ser tomado como referencia de calidad (COVENIN 189:1982). La resistencia a la compresión (Rc) es la principal propiedad para evaluar la calidad de las probetas de PET - Cemento y está definida como la carga máxima (Pmáx) referida a la sección (A) de la probeta sometida a compresión.

Absorción

Este ensayo se realizó después de haber concluido el proceso de curado, para que parte del agua absorbida contabilizada no sea utilizada para reaccionar con el cemento. Se realizaron quince (15) ensayos de probetas (curadas anteriormente durante siete días) de dimensiones 5 X 10 cm correspondiendo tres (3) probetas por cada una de las mezclas.

Erosión

Este ensayo se realizó de dos formas, por rociado y por cepillado, con la finalidad de evaluar una de las propiedades de durabilidad de la mezcla PET -Cemento.

Impacto

Para este ensayo se evaluaron trece (13) probetas de dimensiones 20 x 20 x 5 cm. (largo x ancho x alto), curadas durante siete días, correspondiendo dos probetas a las mezclas patrón (una de mortero y la otra de concreto) y tres probetas de cada una de las mezclas que contienen 5%, 10% y 15% de PET.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Luego de obtener los resultados de los distintos ensayos, se determinó el potencial del PET – Cemento para ser utilizado como material de construcción. Para ello se realizaron diversos cálculos a fin de obtener la resistencia a compresión y durabilidad de las mezclas, y determinar así sí dichas muestras se encuentran dentro de los valores obtenidos con otros materiales de construcción.

La nomenclatura utilizada para nombrar cada una de las probetas fue: la letra significa el tipo de muestra y el número ayuda a cuantificar las muestras de cada uno de los ensayos, para cada ensayo se eligieron al azar las probetas a utilizar.

Compresión

El ensayo realizado a los siete días arrojó los resultados presentados en la tabla 2. Estos valores son preliminares, no son concluyentes, sólo pueden dar una orientación de cómo podría comportarse la mezcla a los 28 días. Se ha de notar que las mezclas elaboradas con PET, arrojaron valores inferiores a los de las mezclas patrón. La mezcla A obtuvo una resistencia menor en un 50,9% que la muestra patrón correspondiente. Por otro lado la mezcla B alcanzó un valor de 26,3% mayor que la muestra D, por último, la mezcla E resultó ser un 55,1% menor que la mezcla C.

Tabla 2. Resultados de los Ensayos de Compresión Simple a los siete días (Probetas 5 cm; h 10 cm)

La tabla 3 muestra un resumen de los tipos de falla de cada una de las probetas y sus posibles causas. En general el tipo de falla más común fue por adherencia entre el mortero y el agregado grueso, más aún si algún trozo de plástico quedó entre la pasta y el agregado grueso debido a que el PET impidió que la interfase se generara, creando una especie de grieta ayudando a que la probeta falle por ahí.

Tabla 3. Observaciones de los Ensayos a Compresión Simple a los siete días (Probetas 5 cm; h 10 cm)

Por otro lado, la adherencia entre el mortero (arena, agua y cemento) y el PET no ocurrió en su totalidad, ya que las propiedades del plástico impidieron que se generara una adherencia total entre el PET y el mortero, contribuyendo también a la falla. Cabe destacar que el plástico ayudó a que no se quebrara por completo la probeta, manteniéndola unida.

Resumiendo, el tipo de falla fue por adherencia, es decir no se formó completamente la interfase entre los componentes de las mezclas, provocando microfisuras dentro de las probetas, induciendo esto a que las probetas fallaran por esas fisuras en el momento de aplicar las cargas.

En algunos puntos de las probetas el PET no permitió que el agregado grueso completara la interfase con el mortero creando espacios donde no existía adherencia, por consiguiente en el momento de aplicar las cargas, las probetas no ofrecieron resistencia en estos sitios, pero el PET ayudó a que la probeta no se rompiera totalmente ya que funcionó como una fibra ayudando a que la grieta no pasara de un lado a otro, es por esto que las probetas no se rompieron totalmente.

El ensayo realizado a los veintiocho días arrojó los resultados presentados en la tabla 4, para las probetas cilíndricas normalizadas.

Tabla 4. Resultados de los Ensayos de Compresión Simple a los 28 días (Probetas 15 cm; h 30 cm)

Adicionalmente en la tabla 5 se muestra un resumen de los tipos de falla observados en cada una de las probetas normalizadas, ensayadas y sus posibles causas.

Tabla 5. Observaciones de los Ensayos a Compresión Simple a los 28 días (Probetas 5 cm; h 10 cm)

El comportamiento de estas probetas fue lo que se esperaba, ya que la probeta de concreto (patrón) arrojó valores superiores a las demás; seguida directamente del mortero patrón; luego el mortero con 10% de PET seguida del concreto con 15% de PET y por último el mortero con 5% de PET.

Durante la realización de estos ensayos se pudo observar (figura 2):

Figura 2. Curva de Variación de la Resistencia a Compresión en función de la Edad para Probetas Pequeñas.

- Las probetas elaboradas con un 5% de PET (mezcla A mortero) alcanzaron una resistencia a compresión con respecto a la muestra patrón de 100,15 Kg/cm2 inferior en las probetas pequeñas, y 11,57 Kg/cm2 en las normalizadas, lo que representa un 52,2% y 5,6%, respectivamente.

- En cuanto a la mezcla E que contiene un 10% de PET (mortero), se puede decir que arrojó también valores de resistencia a compresión inferior. La diferencia es de 78,61Kg/cm2 en las probetas pequeñas, y 1,41 Kg/cm2 en las normalizadas, resultados que se ven representados por un 41% y un 0,7%, respectivamente.

- Por último, la mezcla realizada con un 15% de PET (mezcla B concreto) alcanzó una resistencia menor al patrón (mezcla D), aunque la variación no fue tan alta como las otras mezclas; las probetas pequeñas alcanzaron una variación de 13,33 Kg/cm2 y en las normalizadas de 8,74 Kg/cm2, valores representativos siendo la variación de un 6,9% y un 4,2% respectivamente.

- Con respecto a las fallas de las probetas se pudo observar en el caso de las mezcla A y E, que hubo pérdida de adherencia entre el mortero y el PET. Por otro lado la mezcla B tuvo problemas de adherencia entre la piedra y el mortero al igual que entre el plástico y el mortero, lo que la hizo más vulnerable. Tomando en consideración lo visto en el momento del ensayo de las probetas se puede decir que en los lugares donde se encontraba el plástico no hubo suficiente adherencia, por tal motivo la mezcla se separó y por ende formó una especie de grieta, lo que se pudo observar al momento de la ruptura ya que la superficie de contacto (interfase) entre el mortero y el PET se encontraba sumamente lisa y los trozos de PET se desprendían fácilmente; sabiendo esto se puede decir que para la probeta que contenía un 15% de PET, si se encontraba un trozo del mismo junto al agregado grueso no existía adherencia, lo que hizo que fallara más rápido la probeta. Cabe destacar que las probetas no se terminaron de romper por efectos del plástico que se comportó como una especie de fibra ayudando así a minimizar los efectos propios del ensayo.

Absorción

La tabla 6 muestra de cada uno de los porcentajes de absorción que arrojaron cada una de las cinco diferentes mezclas (figura 3).

Tabla 6. Resultados de los Ensayos de Absorción

Figura 3. Promedio Porcentaje de Absorción de las Mezclas de PET – Cemento.

- La mezcla A es un 2,73% mayor que la mezcla C, lo cual pudo ocurrir por mala compactación, ya que al quedarle orificios a la mezcla se generan vacíos que pudieron llenarse de agua.

- La mezcla B arrojó un valor de absorción de 8,91%, mayor en un 0,75% más que la muestra patrón, valor que puede estar dentro de un rango aceptable en cuanto a contenido de humedad.

- La mezcla E tuvo un 0,75 % más de porcentaje de absorción que la muestra patrón.

Ciclo Húmedo – Seco

Se realizaron cinco ciclos a cada uno de los ensayos obteniendo los siguientes resultados (figura 4):

Figura 4. Absorción Promedio para Mezclas de PET – Cemento.

La mezcla A sufrió desprendimiento en su superficie, más no en gran cantidad; también se observó que la absorción que sufrió esta muestra no varió significativamente desde el segundo ciclo hasta el quinto, pero el primer ciclo si posee valores significativamente menores a los demás, esto pudo pasar debido a la pérdida de material sufrida por dichas probetas.

En cuanto a la mezcla B, se puede mencionar que ésta también sufrió desprendimiento de material superficial aunque muy poco. La absorción de esta mezcla no fue notable. La variación se debe a la pérdida de material ocasionado por el desprendimiento de los bordes de la probeta, aunque los valores promedio de cantidad de agua que absorbe la misma en el primer ciclo, al igual que la muestra A, son menores.

Mencionando también la mezcla E, se puede observar que su comportamiento fue muy similar al que tuvieron las otras dos mezclas, ya que la misma sufrió también desprendimiento de la superficie, aunque a esta probeta se le pudo ver, al momento de extraerla del horno, que el plástico que antes no se veía a simple vista y que se encontraba cerca de la superficie, había levantado la probeta, por ser expansivo en el calor. La mezcla C y D sufrieron pérdida de material, en menor medida.

Erosión

- Por Cepillado (figura 5).

Figura 5. Ensayo de Erosión por Cepillado.

Las probetas elaboradas con la mezcla E fueron las que presentaron la menor pérdida de material, seguidas de la mezcla B, luego la mezcla C, sucedida finalmente por las mezclas A y D.

Las pérdidas de material de las distintas probetas, expresadas en porcentaje del peso seco de cada probeta fue: 0,23 % para la mezcla A, 0,16 % para la mezcla B, 0,17% para la mezcla C, 0,19% para la mezcla D, y un 0,003% para la mezcla E.

Tomando en cuenta lo expresado en el método sobre las especificaciones para este ensayo, se consideran todas las muestras aceptables, ya que los valores de pérdida de material se encuentran por debajo de los 16 g de material desprendido.

- Por Rociado (figura 6)

Figura 6. Ensayo de Erosión por Rociado.

Las probetas ensayadas con la mezcla A presentaron una pérdida de material de 9 g, lo que representa un 2,7 % del peso seco inicial. En cuanto a la mezcla B, ésta presentó un 1,25 % de pérdida de material, la mezcla C un 2,86 %, la mezcla D un 2,41 % y la mezcla E un 2,31 % de pérdida de material PET – Cemento.

Cabe destacar que las mezclas, a excepción de la mezcla C, presentaron poros muy pequeños, de menos de 1mm de profundidad; por otro lado, las mezclas C y D presentaron una mayor pérdida de material.

- Por Impacto (tabla 7)

Tabla 7. Resultados de Ensayo de Impacto

Con los valores de profundidad promedio de las huellas realizadas a las probetas se puede decir que: la probeta que contenía el 10% de PET fue la que más resistió al impacto, seguida de la muestra B con un 15% de PET, luego la que contenía un 5% de PET, después el mortero y por último el concreto.

CONCLUSIONES

El PET puede ser usado como agregado en las mezclas, a fin de contribuir al proceso de disposición final de los residuos plásticos contaminantes, lo cual ayuda de forma indirecta a disminuir el impacto ambiental. Dichas mezclas pueden utilizarse en la construcción de elementos de obras civiles, cuyas cargas y su durabilidad estén limitadas a cierto rango.

La elección de la dosificación de los agregados y el cemento no sólo corresponden a valores de resistencia y durabilidad, sino que también debe tomarse en cuenta el factor económico.

Al mantener constante la cantidad de cemento y variar la cantidad de arena para agregar el PET, hace que varíe la resistencia a compresión.

Al agregar PET a una mezcla de concreto se pierde un poco de resistencia, aunque con la obtenida se podría utilizar como mezcla para elementos que no requieran de estética o para bloques u otros elementos que no soporten importantes cargas.

Para poder realizar un diseño de mezcla óptimo utilizando el PET como agregado, no se puede sustituir la arena de la mezcla, ya que al eliminar los agregados finos se pierde mortero y se producen discontinuidades dentro del mismo.

La geometría irregular del PET con el que se realizaron las muestras, influyó de forma negativa en el comportamiento de la mezcla endurecida, según lo observado.

La densidad de la mezcla de PET – Cemento es menor que los concretos o morteros, ya que el PET es menos pesado que la arena y la piedra, lo que hace que la mezcla sea más liviana, lo cual la hace interesante en estructuras sometidas a bajas cargas.

Con respecto a la absorción se puede concluir que la mezcla de PET – Cemento absorbe mayor cantidad de agua que las mezclas con las que fue comparada, esto se debe a que al poseer menor cantidad de finos existen más espacios vacíos dentro de la mezcla que son colmados de agua al momento de sumergirla en el líquido.

Los ensayos de erosión realizados a las mezclas de PET arrojaron valores tales que demuestran que estas mezclas se ven más afectadas por factores externos como lluvia y viento (simulados en el laboratorio) que las muestras patrón así como también las muestras de Ripio de cantera y suelocemento.

Tomando en cuenta los costos de los materiales de construcción se puede concluir que la mezcla de PET – Cemento no es rentable si el material es comprado en una planta recicladora ya que el PET costaría más que la piedra o la arena, mientras que si el PET es recogido y tratado por la persona que los va a utilizar el costo sería casi nulo.

REFERENCIAS

1. CHÁVEZ, J, LAOS, R, ROSPIGLIOSO, C, NAKAMATSU, J (2002): «Concreto pòlimérico a partir de botellas descartables» (el línea): ConCiencia, Agencia Universitaria de Periodismo Científico PUCP. Disponible en http:// www.pupc.edu.pe/invest/conciencia/numero1/ cientif_reci.htm. (consulta, Febrero 2005).        [ Links ]

2. GATANI, M, GAGGINO, R, ARGÜELLO, R, BERRETA, H. (2004): «Gestión de tecnología sustentable para viviendas experiencia con reciclados plásticos de origen urbano – industrial». I Conferencia Latinoamericana de Construcción sostenible. claCS’04 – 10º Encuentro Brasileño de la tecnología do Ambiente Construido / ENTAC’04. San Pablo, Brasil.        [ Links ]

3. NORMA VENEZOLANA COVENIN (189:1982): «Método de Ensayo para la Obtención, Preparación y Ensayo de Resistencia a la Compresión de Concreto y Mortero Endurecido Liviano Aislante».        [ Links ]

4. NORMA VENEZOLANA COVENIN 221:2001 «Materiales de Construcción, Terminología y definiciones» (1era. Revisión). NORMA VENEZOLANA COVENIN 338:2002: «Concreto. Método de Elaboración, Curado y Ensayo de Probetas Cilíndricas de Concreto».        [ Links ]

5. PLÁSTICOS Y MEDIO AMBIENTE. POLIETILENO TEREFTALATO. Cómo se Recicla el PET (en línea): Plásticos Mexicanos. México, s/f. http://www.plasticosmexicanos.com.mx/ medioPET.htm. (Consulta: febrero, 2005).        [ Links ]

6. PORRERO, J. RAMOS, C, GRASES, J, VELÁZCO, G (2004) «Manual del Concreto Estructural». SIDETUR, Caracas. Primera Edición.        [ Links ]

7. RECICLADO DE ENVASES PET (en línea): Estrucplan on Line, Argentina, Fecha de Publicación:1/1/2000.http:// w w w. e s t r u c p l a n . c o m . a r / a r t i c u l o s / verarticulo.asp?IDArticulo=305. (Consulta: marzo, 2005).        [ Links ]

8. RODRÍGUEZ, L, SIMONPIETRI, M (2002): Diseños de mezcla para su uso en la elaboración de bloques aligerados de Suelo-Cemento. Trabajo Especial de Grado. UCV, Caracas.        [ Links ]

9. VÁZQUEZ, LORELEY. El Plástico (en línea): SoyEntrepreneur.com, Fecha de Publicación: Abril 2003. http://www.soyentrepreneur.com/pagina.hts?N=13714. (Consulta: marzo, 2005).         [ Links ] 86

Edif. del Decanato de la Facultad de Ingeniería, 3º piso, Ciudad Universitaria, Apartado 50.361, Caracas 1050-A, Venezuela. Teléfono (58) 0212-662.89.27.

revista.ingenieria@gmail.com

Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto (Ladrillos Ecologicos)

Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
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Berlingieri, Raúl Ricardo
UNIVERSIDAD NACIONAL DE CORDOBA
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS FISICAS Y NATURALES
PRACTICA SUPERVISADA
CARACTERIZACIÓN DE BLOQUES SUELO CEMENTO COMO MAMPUESTO
AUTOR: Raúl Ricardo Berlingieri
TUTOR: Ing. Patricia Irico
Tutor externo: Héctor Gattavara
Fecha: 10/03/2017
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
1
Berlingieri, Raúl Ricardo
Resumen
Con la crisis energética y la importancia de las políticas ambientalistas, aparece la necesidad de estudiar nuevas alternativas sustentables para la fabricación de mampuestos, es así como surge como alternativa el Bloque de suelo cemento.
El objetivo principal del estudio, es lograr un bloque de suelo cemento que cumpla con las normativas vigentes.
El suelo cemento es una mezcla íntima y homogénea de suelo pulverizado con determinadas cantidades de agua y cemento y con un determinado grado de compactación. Obteniendo un mortero (suelo cemento), con distintas densidades y características resistentes. Así se obtiene un nuevo material.
Se caracterizaron los mampuestos provistos por el fabricante, al cual se le realizaron ensayos de compresión y absorción. Los resultados obtenidos no verificaron. Por lo tanto se realizó una re-dosificación de la mezcla utilizando los mismos materiales.
Una vez determinada la nueva dosificación se fabricaron nuevos especímenes, para luego ser ensayados y corroborar si cumplían o no con los requisitos establecidos en el reglamento “CIRSOC 103 tomo III, capitulo 5 y las normas
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
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Berlingieri, Raúl Ricardo
Agradecimientos
Quiero agradece especialmente a mi tutora Ing. Patricia Irico, por su predisposición, paciencia y enseñanza.
Al Ing. Miguel Rico por su colaboración y disponibilidad a lo largo del trabajo.
A mi familia por su apoyo durante este camino recorrido.
Al personal del Laboratorio de Estructuras.
A mis amigos que siempre estuvieron presentes.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
3
Berlingieri, Raúl Ricardo
Índice
1. Introducción .................................................................................................................................... 7
1.2 Problemática .............................................................................................................................. 7
1.3 Objetivos ............................................................................................................................. 8
1.3.1 Generales .................................................................................................................... 8
1.3.2 Específicos ................................................................................................................... 8
1.4 Tareas desarrolladas .................................................................................................................. 9
2. Marco teórico y referencial ........................................................................................................... 10
2.1 Antecedentes de Estabilización de suelo. ............................................................................... 10
2.2 Suelo cemento ......................................................................................................................... 11
2.3 Fabricación de Bloques Suelo – Cemento ............................................................................... 12
2.3.1 Suelo ................................................................................................................................. 12
2.3.2 Clasificación del suelo ...................................................................................................... 12
2.3.3 Cemento ........................................................................................................................... 15
2.3.4 Agua .................................................................................................................................. 15
2.4 Ensayos .................................................................................................................................... 16
2.4.1 Suelos ............................................................................................................................... 16
2.4.2 Bloques de suelo cemento ............................................................................................... 16
2.5 Fabricación de los bloques. ..................................................................................................... 17
3. Requisitos para los especímenes según Reglamento y Normas IRAM. ........................................ 20
3.1 Cirsoc 103 III ............................................................................................................................ 20
3.2 NORMAS IRAM ........................................................................................................................ 21
3.2.1 Resistencia a compresión de los mampuestos. ............................................................... 21
3.2.1.1 Bloques no portantes. ................................................................................................... 21
3.2.1.2 Bloques portantes. ........................................................................................................ 21
3.2.2 Absorción y Densidad ....................................................................................................... 21
3.2.2.1 Bloques No portantes.................................................................................................... 21
3.2.2.2 Bloques portantes ......................................................................................................... 22
4. Caracterización del bloque entregado por el Fabricante. ............................................................. 23
4.1 DOSAJE .................................................................................................................................... 23
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
4
Berlingieri, Raúl Ricardo
4.2 MATERIALES ............................................................................................................................ 23
4.2.1 Suelo ................................................................................................................................. 23
4.2.2 Cemento ........................................................................................................................... 23
4.2.3 Cal hidratada. ................................................................................................................... 23
4.2.4 Agua .................................................................................................................................. 23
4.3 Resultados de ensayos sobre los especímenes. ...................................................................... 24
4.3.1 Compresión ...................................................................................................................... 24
4.3.2 Absorción y Densidad. ..................................................................................................... 25
4.4 Conclusión ............................................................................................................................... 25
5 Re-dosificación ............................................................................................................................... 26
5.1 Determinación de la dosificación. ........................................................................................... 26
6. Actividades desarrolladas.............................................................................................................. 29
6.1 Fabricación de los mampuestos. ............................................................................................. 29
7. Resultados de ensayos sobre los mampuestos fabricados ........................................................... 34
7.1 Resultados a compresión de los BD2 ...................................................................................... 34
7.2 Resultados de Absorción y Densidad de los bloques BD2. ..................................................... 36
7.3 Resultados a compresión de los bloques BD3. ....................................................................... 38
7.4 Resultados de Absorción y Densidad de los bloques BD3. ..................................................... 39
7.5 Resultados a compresión los bloques BD3bis. ........................................................................ 42
7.6 Resultados de absorción y densidad de los bloques BD3bis. .................................................. 43
7.7 Resultados a compresión de los bloques patrón (BDP) .......................................................... 45
7.8 Resultados de absorción y densidad los bloques patrón BDP. ............................................... 47
8. Conclusiones y Recomendaciones ................................................................................................ 49
8.1 Conclusiones............................................................................................................................ 49
8.2 Recomendaciones ................................................................................................................... 49
Bibliografía ........................................................................................................................................ 50
Anexos ............................................................................................................................................... 50
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
5
Berlingieri, Raúl Ricardo
Imagen 1 Esquema del problema. ....................................................................................................... 8
Imagen 2 Prensa de Bloque. .............................................................................................................. 19
Imagen 3 Desterronadora ................................................................................................................. 29
Imagen 4 Homogeneización de la mezcla ......................................................................................... 30
Imagen 5 Control de consistencia de la mezcla ................................................................................ 31
Imagen 6 Prensado de bloque .......................................................................................................... 32
Imagen 7 Desmolde de bloque ......................................................................................................... 32
Imagen 8 Encabezado ....................................................................................................................... 33
Imagen 9 Prensa de ensayo .............................................................................................................. 33
Grafico 1 Resistencia a compresión. Elaboración propia. ................................................................. 24
Grafico 2 Porcentaje de Humedad. Elaboración propia.................................................................... 25
Grafico 3 Granulometría de mezclas de 0 a 100% de suelo arenoso, entorno recomendado por la NTC5324. PPS Depieante .................................................................................................................. 26
Grafico 4 Resistencia a compresión de los especímenes. Elaboración propia ................................. 35
Grafico 5 Variación de Absorción en masa con respecto a la densidad. Elaboración propia ........... 36
Grafico 6 Variación de absorción en volumen respecto a la densidad. Elaboración propia ............. 37
Grafico 7 Resistencia a la compresión. Elaboración propia ............................................................. 39
Grafico 8 Variación de Absorción en masa con respecto a la densidad. Elaboración propia ........... 40
Grafico 9 Variación de absorción en volumen respecto a la densidad. Elaboración propia. ............ 40
Grafico 10 Resistencia a la compresión. ........................................................................................... 43
Grafico 11 Variación de Absorción en masa con respecto a la densidad. ........................................ 44
Grafico 12 Variación de Absorción en volumen con respecto a la densidad. ................................... 45
Grafico 13 Resistencia a la compresión. ........................................................................................... 46
Grafico 14 Variación de Absorción en masa con respecto a la densidad. Elaboración propia. ........ 47
Grafico 15 Variación de Absorción en volumen con respecto a la densidad. Elaboración propia. .. 48
Tabla 1 Composición de materiales ................................................................................................. 12
Tabla 2 Clasificación de suelo VN-E4-84 ........................................................................................... 14
Tabla 3 Resistencia a la compresión (cirsoc 103 tomoIII, cap.5) ....................................................... 20
Tabla 4 Resistencia a la compresión norma IRAM 11561-2 .............................................................. 21
Tabla 5 Resistencia a la compresión norma IRAM 11561-3 .............................................................. 21
Tabla 6 Absorción y Densidad norma IRAM 11561-2 ........................................................................ 21
Tabla 7 Absorción y Densidad norma IRAM 11561-3 ........................................................................ 22
Tabla 8 Resultados de compresión. .................................................................................................. 24
Tabla 9 Resultados de Absorción y Densidad. Elaboración propia. .................................................. 25
Tabla 10 Dosificación según VN-E20-66 ............................................................................................ 28
Tabla 11 Dosificaciones. .................................................................................................................... 28
12 Resultados a la compresión. ........................................................................................................ 34
13 Resultados de absorción y densidad. ........................................................................................... 36
Tabla 14 Resistencia a la compresión. Elaboración propia. .............................................................. 38
Tabla 15 Resultados de absorción y densidad.. ................................................................................ 39
Tabla 16 Requisitos según norma IRAM. .......................................................................................... 41
Tabla 17 Resistencia a la compresión. .............................................................................................. 42
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
6
Berlingieri, Raúl Ricardo
Tabla 18 Resultados de absorción y densidad. ................................................................................. 43
Tabla 19 Resistencia a la compresión. .............................................................................................. 45
Tabla 20 Resultados de absorción y densidad. ................................................................................. 47
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
7
Berlingieri, Raúl Ricardo
1. Introducción
La Práctica Supervisada (PS) es un requisito para poder acceder al título de Ingeniero Civil en la Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales de la Universidad Nacional de Córdoba. El objetivo fundamental de esta asignatura es que el alumno tome contacto con el medio laboral antes de recibirse; es por ello que debe cumplir un mínimo de 200 horas de trabajo fuera de la Facultad. La práctica supervisada puede desarrollarse en una empresa privada o pública, en una institución educativa o bien en forma independiente, siempre bajo la tutoría de un profesional.
En ese marco, el Laboratorio de Estructuras de la Universidad Nacional de Córdoba se ofrece permanentemente como entidad receptora para que los alumnos puedan desarrollar allí su práctica supervisada. El Laboratorio es una entidad dependiente del Centro de Vinculación del departamento de Estructuras de la mencionada Facultad, que presta servicios (ensayos, asesoramiento, investigación) tanto a empresas privadas como públicas y también a organismos de la Universidad.
Como entidad receptora, el Laboratorio aceptó al autor para que pueda desarrollar allí esta asignatura, asignándole el trabajo “Caracterización del bloque de suelo cemento como mampuesto”.
Esta tarea fue encargada al Laboratorio por el Ingeniero Ariel Abasolo, dueño de una máquina para fabricar bloques de suelo cemento, con el objetivo de poder caracterizar el producto como un mampuesto según las normativas vigentes.
1.2 Problemática
El ingeniero Abasolo cuenta con una máquina para realizar bloques de suelo cemento y concurrió al Laboratorio de Estructuras para ser asesorado en cuanto a las características del bloque fabricado, y en base a los resultados lograr un producto de mejor calidad.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
8
Berlingieri, Raúl Ricardo
Para el análisis de la problemática se utilizó el siguiente esquema:
1.3 Objetivos
1.3.1 Generales
 Lograr mampuesto de suelo cemento que cumpla con los requisitos establecidos por la reglamentación.
 Determinar la dosificación adecuada, para la fabricación de un mampuesto alternativo, que cumpla con los requisitos.
1.3.2 Específicos
 Caracterizar el mampuesto fabricado por el cliente.
 En base a los resultados obtenidos mejorar la dosificación con la utilización de la materia prima provista por él.
 Fabricar en el laboratorio un nuevo mampuesto.
 Verificar los requisitos mediante ensayos de laboratorio.
Imagen 1 Esquema del problema.
Bloque suelo cemento
Ensayos según Normativa vigente
No verifica
Apto como mampuesto
Redosificar
Elaboración de mampuestos
Verifica
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
9
Berlingieri, Raúl Ricardo
1.4 Tareas desarrolladas
La factibilidad de uso del Bloque de suelo cemento como mampuesto de la construcción, es en función de sus propiedades físicas y mecánicas, estas se miden según las normativas vigentes.
El plan de actividades realizado durante la práctica fue el siguiente:
1. Recopilación bibliográfica y normativa.
2. Definición del marco teórico.
3. Caracterización del mampuesto provisto por el cliente.
4. Análisis de resultados.
5. Determinación de una nueva dosificación.
6. Elaboración de especímenes con nuevas dosificaciones.
7. Ensayo de los nuevos especímenes.
8. Análisis de resultados.
9. Conclusiones
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
10
Berlingieri, Raúl Ricardo
2. Marco teórico y referencial
2.1 Antecedentes de Estabilización de suelo.
Desde aproximadamente 5000 años atrás se comenzaron a utilizar materiales calizos y puzolánicos con el fin de estabilizar suelos y mejorar sus características, un ejemplo de esta estabilización se puede ver en las pirámides de Shaanxi ubicadas en China. En la época clásica, los caminos construidos por los Romanos, al igual que en Grecia, se utilizaban cementos hidráulicos constituidos por cenizas volcánicas y cal, los mismos reaccionaban de manera lenta con el agua.
En los tiempos modernos, se desarrolló primero la cal hidráulica (J Smeaton, 1976), para pasar luego por los cementos naturales obtenidos de la combustión de calizas, llegando finalmente al Cemento Portland (J aspdin, 1824). Este producto se fue perfeccionando en los años posteriores hasta que pudo emplearse en la pavimentación en el año 1865.
En Estados Unidos en 1930 se comenzó con la adición de cementos a suelos y materiales granulares, acelerándose durante la segunda guerra mundial.
En nuestro país se empleó el suelo cemento como material de uso vial, a fines de la década del 70, por la disminución de pavimentos de hormigón como alternativa estructural, comienza a disminuir el uso de las bases cementadas, en la construcción de carreteras. En la década del 90 con la vuelta a la utilización de pavimentos rígidos, surge de nuevo esta técnica de suelo cemento. En los últimos años se han construido más de 1500km de bases y subbases de suelo cemento en el país.
También existen experiencias con mampuestos de suelo-cemento en numerosas provincias argentinas: Chaco en 1960, Tucumán en 1967, Jujuy en 1969, Buenos Aires en las localidades de Lobos en 1971 y Junín en 1973, en Mendoza en 1977, en Salta en 1981, en Chaco en l991, con muy buenos resultados.
Si bien la construcción con suelo es una técnica conocida desde hace muchos años, no se utiliza en la actualidad, salvo en poblaciones indígenas y de bajó recursos económicos. El mampuesto de suelo-cemento utiliza como materia prima el suelo no fértil: Bloque ecológico. El suelo no se cuece ya que al incorporarle cemento éste modifica el comportamiento de sus partículas y mejora su estabilidad, le confiere mayor resistencia y durabilidad.
Para esta propuesta se necesita como único equipamiento, una prensa manual para fabricar mampuestos según un procedimiento sencillo, donde el constructor no necesita ser personal calificado de la construcción.
En este trabajo se introduce la conocida mezcla de suelo cemento para la elaboración de bloques, poniendo énfasis en la determinación de su dosificación, características físicas y mecánicas.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
11
Berlingieri, Raúl Ricardo
2.2 Suelo cemento
No cabe duda que el suelo es el material más antiguo empleado por el hombre en la construcción. Hoy en día, aun con la evolución de la tecnología de los materiales, sigue presente como una alternativa para la construcción.
Las tradicionales técnicas de adobe (ladrillos de suelo arcilloso secados al sol) y tapial (muros de suelo arcilloso con fibras vegetales) han desafiado el paso del tiempo y en la actualidad se pueden observar estructuras construidas con esos materiales. Pero estas técnicas presentaban limitaciones en cuanto a las características mecánicas y físicas, al ser vulnerables a los agentes atmosféricos. Para mejorar estas características se agrega un agente estabilizante, como el cemento, surgiendo de este modo el suelo cemento.
Una definición específica del suelo cemento sería, dada por PCA (Portland Cement Asociation): “el suelo cemento es una mezcla intima de suelo, convenientemente pulverizado, con determinadas porciones de agua y cemento que se compacta y cura para obtener mejor densidad. Cuando el cemento se hidrata se transforma en un material duro, durable y rígido.”. Otras definiciones: “un material endurecido formado por el curado de una mezcla íntima de suelo, cemento y agua que se compacta”(O`Flagerty; 1968).
De acuerdo a ACI (American Concret Institute) “Un material que se produce mezclando, compactando y curando una combinación de suelo/agregado, cemento portland, agua y posiblemente adiciones incluyendo puzolanas, para formar un material endurecido con propiedades específicas de ingeniería.”
La adición de cemento genera ventajosas características:
 Disminuye el peso específico.
 Aumenta la resistencia a la compresión.
 Disminuye la sensibilidad a la acción del agua.
 Disminuye la retracción por secado.
 Aumenta la resistencia a la erosión.
Por estas razones, la mezcla de suelo-cemento constituye una alternativa con una gran cantidad de cualidades para ser considerado un material económico y apto para construcciones de viviendas. Los Bloques Construidos con este material pueden ser utilizados en muros de carácter portante o no. Una ventaja adicional es que en la construcción, el costo del flete es elevado, por lo que el uso del suelo del lugar donde se planea edificar posibilita reducir costos.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
12
Berlingieri, Raúl Ricardo
2.3 Fabricación de Bloques Suelo – Cemento
2.3.1 Suelo
El suelo utilizado para la elaboración del suelo-cemento puede ser de cualquier tipo: granular limpio, granulares y finos, arcillosos, limosos. Sin embargo, el suelo ideal para la elaboración de la mezcla suelen ser arenas, con una proporción de finos para darle la cohesión necesaria.
Una proporción adecuada sugerida por Roseto (1996) es:
 Arcilla: 5-10%
 Limo: 10-20%
 Arena: 60-80%
Otras sugerencias, recopiladas por Kless y Natalini (1999) se presentan en la Tabla 1
Criterio de
Composición (%)
Arena
Arcilla
Limo
ICPA
70 a 85
5 a 10
10 a 20
HOUBEN
40 a 70
20 a 30
0 a 30
CINVA
45 a 80
Suma: 20 a 55
MERRIL
Más de 50
Suma: Menor de 50
Tabla 1 Composición de materiales
.
Técnicamente todo suelo exento de materia orgánica, puede ser usado para ser estabilizado con cemento. Debe estar formado por una mezcla de arena, limo y arcilla; estos dos últimos en proporción tal que den cohesión suficiente a la mezcla y buena composición granulométrica, sin que se originen contracciones perjudiciales.
Para conocer los distintos porcentajes de los constituyentes básicos del suelo se recurre al análisis granulométrico del mismo.
2.3.2 Clasificación del suelo
El Sistema de clasificación de suelos del H.B.R. (Highway Research Board), para obras de ingeniería, está basado en el comportamiento de los suelos utilizados en obras viales. Los suelos de similares capacidades resistentes y condiciones de servicio fueron agrupados en siete grupos básicos según la Norma de Vialidad Nacional.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
13
Berlingieri, Raúl Ricardo
Los suelos de cada grupo, tienen características en común, dentro de ciertos límites. Dentro de cada grupo hay una amplia variación de sus capacidades de resistencia, cuyos valores pueden ser similares a distintos grupos.
En los últimos años, estos grupos básicos de suelos, fueron divididos en subgrupos y se ideo el índice de grupo, así diferenciando los suelos dentro de cada grupo. El crecimiento del índice de grupo.
La H.B.R. establece la siguiente clasificación:
La clasificación de suelos comprende dos grandes grupos, el de materiales granulares con un 35% o menos pasante tamiz IRAM 75 micrómetros (N°200) y el de los materiales limoarcillosos, con un contenido más del 35% pasante el tamiz N° 200.
Se diferencian 5 fracciones:
 Grava: Pasa tamiz de 3” y retenido en el tamiz N° 10 (2mm).
 Arena gruesa: Pasa tamiz N°10 (2mm) y retenido en el tamiz N°40 (425 micrómetros).
 Arena fina: Pasa tamiz N° 40 y retenido en el tamiz N°200 (75 micrómetros).
 Limo y arcillas combinados: Pasa tamiz N° 200.
Las condiciones y características generales de cada grupo de suelos, se especifican en la norma de Vialidad Nacional VN- E4-84.
Determinación del índice de Grupo.
El índice de Grupo en esta clasificación de suelos, se puede determinar con la fórmula basada en la granulometría, límite líquido e índice plástico del suelo, o recurriendo a determinaciones gráficas.
IG = (F -35)[0,2 + 0,005(LL – 40)] + 0,01 (F – 15) (IP -10)
 F: porciento de material que pasa por el tamiz IRAM N° 200, expresado como un número entero. Este porciento se expresa en función del material que pasa por el tamiz 3”.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
14
Berlingieri, Raúl Ricardo
 LL: límite líquido.
 IP: Índice plástico.
Tabla 2: Clasificación de los suelos para subrasante (con subgrupos), de la norma de VN-E4-84.
Imagen 6 Planilla de clasificación de suelo VN-E4-84
Tabla 2 Clasificación de suelo VN-E4-84
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
15
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2.3.3 Cemento
En cuanto al cemento, en general se considera que los cementos resultan aptos para la construcción de bloques de suelos-cemento. Frente a la presencia de sulfatos en el suelo, se debe recurrir a cementos especiales (Norma IRAM 50001) ya que el efecto de las sales afecta la durabilidad y la resistencia del Bloque.
La determinación práctica del porcentaje de cemento en las mezclas utilizadas se realiza experimentalmente variando la proporción del volumen de cemento entre un 8 % y un 12 %. La norma VN-E20-66 (DNV; 1966) establece el procedimiento de ensayo para la determinación de las cantidades de cemento portland con que se deben ensayar las mezclas de suelo y cemento para establecer el menor porcentaje de cemento que le confiere al suelo características de estabilidad duraderas. El procedimiento consiste en clasificar el suelo según la metodología de H.R.B. (Highway Research Board) y con la misma, a partir de tablas dadas por la norma se determina el porcentaje de cemento en peso a agregar.
Con la simple incorporación de arena se consiguen suelos artificiales que pueden ser estabilizados con cemento. Sólo es necesario realizar el reconocimiento del tipo de suelo con el que se va a trabajar, para definir la necesidad o “no” de la incorporación de arena y determinar el porcentaje de cemento a utilizar. En general, suelos con un porcentaje de arena del 50%, se pueden estabilizar con un 10% de cemento (Kless yNatalini; 1999).
2.3.4 Agua
La cantidad de agua que se utiliza es un factor fundamental. La falta o exceso de agua exige un mayor trabajo en la compactación, dificultando la cohesión de los componentes de la mezcla. También afecta la resistencia y durabilidad del material.
Cada tipo de suelo requiere un grado de humedad determinado para su correcta compactación. La cantidad de agua total oscila generalmente entre 8 y 16% (Kless y Natalini; 1999).
El agua debe cumplir con todas las condiciones regladas por la norma 1601 para hormigones y el reglamento CIRSOC 201.En términos generales, el agua que sea potable es aceptable.
La función del agua, además de provocar la reacción química de endurecimiento del cemento, es proveer trabajabilidad a la mezcla.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
16
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2.4 Ensayos
2.4.1 Suelos
Para clasificar el suelo es necesario realizar los siguientes ensayos:
1. Granulometría de suelo por vía húmeda (VN-E1-65).
2. Tamizado mecánico (VN-E7-65).
3. Límite Líquido (NV-E2-65).
4. Índice Plástico e Índice de plasticidad (NV-E3-65).
Además son necesarios ensayos complementarios:
5. Compactación del suelo (NV-E5-93).
6. Compactación suelo cemento (NV-E19-66).
2.4.2 Bloques de suelo cemento
Ensayos de compresión y absorción según la norma IRAM 11561-4.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
17
Berlingieri, Raúl Ricardo
2.5 Fabricación de los bloques.
Para la fabricación de bloques de suelo cemento se recomienda la siguiente secuencia de tareas:
1. Selección del suelo.
2. Extracción del suelo.
3. Secado.
4. Tamizado y pulverizado.
5. Mezclado del suelo con el cemento.
6. Adición de agua y control de humedad.
7. Compactación y moldeo.
8. Curado.
1) La etapa de selección del suelo, el método experimental más sencillo y eficaz es el método de la decantación.
Este es realizado con una probeta calibrada, arroja resultados casi inmediatos sobre los contenidos y proporciones de suelo.
2) El suelo a emplear se extrae del lugar donde se va emplear, se tiene que descartar la parte de tierra vegetal aproximadamente 80 cm.
3) Al extraer el suelo este contiene humedad, lo cual dificulta el tamizado del mismo, para evitar este problema es necesario secarlo.
4) Tamizado y pulverizado del suelo
El suelo deberá ser desmenuzado hasta obtener una granulometría que pase por una zaranda de 5 mm de abertura. El material sin pulverizar que queda retenido en la malla se aconseja eliminarlo por ser la parte del suelo con mayor contenido de arcilla.
5) Mezclado del cemento con el suelo en seco
Este trabajo puede efectuarse en forma manual hasta obtener una distribución uniforme del cemento portland en el suelo. Se aconseja efectuar la mezcla sobre un piso firme y limpio. Se considera terminado el mezclado cuando se ha obtenido uniformidad de color en la mezcla.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
18
Berlingieri, Raúl Ricardo
6) Adición de agua y control de humedad
Una vez mezclado el suelo y el cemento portland, se incorpora a la mezcla la cantidad
de agua necesaria hasta el contenido óptimo de humedad, con la que se obtiene la
máxima densidad al compactarla. La forma de controlar prácticamente la humedad
óptima consiste en tomar un puñado de mezcla y apretarlo fuertemente, deberá tomar
forma manteniendo ligadas sus partículas (cohesión) sin que se pegue a la mano ni
escurra agua. Siempre es preferible una pequeña falta de agua y no el exceso, pues con
menos humedad que la óptima puede obtenerse la compacidad máxima con una fuerte
compresión, mientras que su exceso impide la correcta compactación y favorece la
formación de fisuras por contracción del bloque al perder la humedad de amasado de
la mezcla.
La cantidad de agua necesaria se deberá incorporar en forma lenta y uniforme
prosiguiéndose a mezclar el suelo y el cemento portland hasta uniformar el color. Una
vez preparada la mezcla, se debe proceder a la fabricación de los bloques en forma
inmediata. Ver redacción de la variación de humedad en la consistencia.
7) Compactación y Moldeo
Durante la compactación, la mezcla suelta se comprime hasta un cierto límite,
disminuyendo su volumen inicial y transformándose en una masa más compacta y con
un mínimo de vacíos. Existen diversas maneras de realizar la compactación, ya se trate
de moldes manuales o máquinas moldeadoras.
El primer caso se refiere a un conjunto de molde, artefacto de desmolde y pisón.
Molde Art. Desmolde Pisón
El procedimiento se asemeja más a una técnica tradicional de moldeo de “adobe” que
a una producción con calidad técnica de mampuestos de suelo – cemento, debido a lo
artesanal de su procedimiento: baja compactación, baja productividad y calidad
discontinua.
Entre las máquinas moldeadoras existe la conocida CIMVA-RAM, de fabricación
individual de bloques suelo – cemento. Esta máquina produce ladrillos y bloques de
excelente calidad, cuyo esquema de funcionamiento está basado en la fuerza
compresión que produce un hombre a través de una palanca. Este tipo de prensa es
accionada manualmente por un operario y utiliza la fuerza del hombre combinada con
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
19
Berlingieri, Raúl Ricardo
una palanca que, que por impactos sucesivos, aplica sobre los bloques una fuerza de compresión, siendo esta la utilizada para la fabricación de bloque de suelo cemento.
Imagen 2 Prensa de Bloque.
8) Curado
El curado es un proceso de protección de los bloques que hace posible el endurecimiento de la mezcla en condiciones óptimas. El trabajo del curado es sencillo de realizar y con un buen curado del Bloque podrá esperarse un buen comportamiento físico y mecánico.
Al secar la mezcla los diferentes componentes del cemento, reaccionan con el agua a diferentes velocidades, sumado el hecho de que no toda la masa del cemento se pone en contacto con el agua para hacer posible la combinación, mientras mayor es el tiempo en que el bloque se mantenga húmedo, mayor es la resistencia que se puede obtener.
Por estos motivos se realiza el curado del bloque en un ambiente húmedo.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
20
Berlingieri, Raúl Ricardo
3. Requisitos para los especímenes según Reglamento y Normas IRAM.
3.1 Cirsoc 103 III
El reglamento CIRSOC contempla diferentes tipos de construcciones según destino y funciones, es decir que las construcciones sismoresitentes se agrupan de acuerdo a su función y la importancia que pueden tener eventuales daños. Definiendo los requisitos de los mampuestos.
El reglamento establece los siguientes tipos de mampuestos:
 Ladrillo cerámico macizo.
 Bloques huecos portantes de cerámicos.
 Bloques huecos portantes de hormigón.
“Se consideran ladrillos cerámicos macizos aquellos mampuestos cuya sección según cualquier plano paralelo a la superficie de asiento el cual tenga un área neta no menor que el 80% del área bruta correspondiente, no presentan agujeros cuyas secciones transversales según el mismo plano tengan un área individual mayor al 4% del área bruta, y los espesores de sus paredes no sean menores a 25mm.”
“Consideran bloques huecos portantes aquellos mampuestos cuya sección según cualquier plano paralelo a la superficie de asiento tenga un área neta no menor que al 40% del área bruta.”
“En ningún caso la altura de los mampuestos será mayor a 2/3 de su longitud, con excepción de los medios mampuestos utilizados en los bordes verticales de los muros para obtener la trabazón correspondiente.”
“El reglamento admitirá la utilización de mampuestos elaborados con materiales distintos a los especificados, siempre que satisfagan los requisitos que establece para los mampuestos ya mencionados.”
Resistencia a la compresión según el tipo de mampuesto tabla 3.
Tipo de mampuesto
Tipo de mampuesto
Tipo I y II
Tipo III
Promedio
Individual
Promedio
Individual
Bloque de Hormigón
> 6,5
> 5,5
> 5
> 4,5
Tabla 3 Resistencia a la compresión (cirsoc 103 tomoIII, cap.5)
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
21
Berlingieri, Raúl Ricardo
3.2 NORMAS IRAM
3.2.1 Resistencia a compresión de los mampuestos.
3.2.1.1 Bloques no portantes.
La norma IRAM 11561-2 especifica que los bloques ensayados según la norma IRAM 11561-4 cumplirán los requisitos de la tabla 4.
Resistencia a compresión [Mpa]
Sección neta
Sección bruta
Promedio de 3 unidades
4
2,5
Unidad individual
3,5
2
1Mpa=10,2 kg/cm2
Tabla 4 Resistencia a la compresión norma IRAM 11561-2
3.2.1.2 Bloques portantes.
La norma IRAM 11561-3 especifica que los bloques ensayados según la norma IRAM 11561-4 cumplirán los requisitos de la tabla 5.
Resistencia en Mpa
Prom. 3 uni.
Individual
Bloque de H° portante
> 6
> 4
1Mpa=10,2 kg/cm2
Tabla 5 Resistencia a la compresión norma IRAM 11561-3
3.2.2 Absorción y Densidad
3.2.2.1 Bloques No portantes.
La norma IRAM 11561-2 especifica que los bloques ensayados según la norma IRAM 11561-4 cumplirán los requisitos de la tabla 6.
Designación
Densidad del hormigón kg/m3
Absorción de agua kg/m3
% de absorción
Liviano
< 1680
290
17,00%
Medio
1680 a 2000
240
13,00%
Normal
> 2000
210
10,50%
Tabla 6 Absorción y Densidad norma IRAM 11561-2
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
22
Berlingieri, Raúl Ricardo
3.2.2.2 Bloques portantes
La norma IRAM 11561-3 especifica que los bloques ensayados según la norma IRAM 11561-4 cumplirán los requisitos de la tabla 7.
Designación
Densidad del hormigón kg/m3
Absorción de agua kg/m3
Liviano
< 1700
290
Medio
1700 a 2000
240
Normal
> 2000
210
Tabla 7 Absorción y Densidad norma IRAM 11561-3
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
23
Berlingieri, Raúl Ricardo
4. Caracterización del bloque entregado por el Fabricante.
El cliente entregó 11 mampuestos para ser caracterizados según la normativa.
4.1 DOSAJE
El cliente realizó una dosificación por volumen la cual está compuesta de la siguiente manera:
 8 partes de suelo
 1 parte de cal
 1 parte de cemento
4.2 MATERIALES
4.2.1 Suelo
El suelo es extraído de la Cumbrecita lugar donde se emplaza la fábrica, este es un suelo limoso, según la HBR es un tipo A4.0
4.2.2 Cemento
Marca: Holcim CPC 40
4.2.3 Cal.
Marca: El milagro.
El suelo dependiendo su composición puede ser de carácter acido, en este caso el fabricante decidió agregar cal para modificar su pH.
4.2.4 Agua
De la red.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
24
Berlingieri, Raúl Ricardo
4.3 Resultados de ensayos sobre los especímenes.
Los ensayos realizados para la caracterización se realizaron bajo la norma IRAM 11561-4.
4.3.1 Compresión
Los resultados de los bloques ensayados a 28 días a compresión se aprecian en tabla 8.
Identificación
Dimensiones [mm]
Área [cm2]
Carga de Rotura [KN]
Carga de rotura [Mpa]
N° Lim
S/ solicitante
a
b
h
2637-5
NE
249
124
70
308,76
5,2
0,17
2637-6
NE
249
125
70
311,25
4,7
0,15
2837-3
NE
249
125
70
311,25
40,9
1,31
2837-4
NE
249
124
70
308,76
52,2
1,69
2837-5
NE
249
125
70
311,25
52,9
1,70
2698-1
NE
249
125
70
311,25
58,3
1,87
2698-2
NE
250
125
70
312,50
46,2
1,48
2698-4
NE
249
124
70
308,76
33,6
1,09
Tabla 8 Resultados de compresión.
Se observa la variación de las resistencias de los especímenes en el grafico 1.
Grafico 1 Resistencia a compresión. Elaboración propia.
0,17
0,15
1,31
1,69
1,70
1,87
1,48
1,09
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
1,60
1,80
2,00
2637-5
2637-6
2837-3
2837-4
2837-5
2698-1
2698-2
2698-4
Resistencia a Compresión [Mpa]
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
25
Berlingieri, Raúl Ricardo
4.3.2 Absorción y Densidad.
Los resultados de los bloques ensayados a densidad y absorción se presentan en la siguiente tabla 9.
Identificación
Masa sat.sup. Seca [gr]
Masa sumergida [gr]
Masa seca [gr]
Densidad [kg/m3]
Absorción
N° Lim
S/ solicitante
Masa
Volumen
2670-2
NE
1285,7
NA
995,5
NA
29,15%
NA
2670-3
NE
2517,1
1121,2
1923,1
1377,68
30,89%
425,53
2670-6
NE
1803,8
NA
1411,1
NA
27,83%
NA
Tabla 9 Resultados de Absorción y Densidad. Elaboración propia.
En el gráfico 2 observamos la absorción de los mampuestos.
Grafico 2 Porcentaje de Humedad. Elaboración propia
4.4 Conclusión
Comparando los resultados obtenidos con los establecidos en las normativas vigentes, concluimos que el producto fabricado por el cliente, no cumple con los requisitos mínimos requeridos.
La densidad es la de un mampuesto liviano, este resultado no es confiable, ya que se obtuvo una sola medición. Por la falta de estabilidad en presencia de agua.
De acuerdo a la necesidad del fabricante, realizamos una dosificación nueva.
29,15%
30,89%
27,83%
26,00%
26,50%
27,00%
27,50%
28,00%
28,50%
29,00%
29,50%
30,00%
30,50%
31,00%
31,50%
2670-2
2670-3
2670-6
Absorción
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
26
Berlingieri, Raúl Ricardo
5 Re-dosificación
5.1 Determinación de la dosificación.
En base a la caracterización del suelo realizada por el Sr. Depiante con la supervisión del Ing. Miguel Rico en el laboratorio de Transporte III, Se estableció un espectro de dosificaciones que se detallan a continuación:
1 Dosificación 1 (D1): 20 % de suelo y 80 % de arena.
2 Dosificación 2 (D2): 40 % de suelo y 60 % de arena.
3 Dosificación 3 (D3): 60 % de suelo y 40 % de arena.
4 Dosificación 4 (D4): 80 % de suelo y 20 % de arena.
Se observa en el grafico 3, las granulometría de los diferentes mezclas suelos.
Grafico 3 Granulometría de mezclas de 0 a 100% de suelo arenoso, entorno recomendado por la NTC5324. PPS Depieante
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
27
Berlingieri, Raúl Ricardo
Por criterio de descarte se decidió utilizar las dosificaciones intermedias, ya que si los resultados eran aproximados al óptimo, podríamos determinar la dosificación.
Dosificación N°2:
 Composición de la mezcla: 60% suelo y 40 arena.
 Clasificación del suelo según H.B.R.: A4
 % de cemento según la clasificación H.B.R.: 10%
Una vez clasificado el suelo se determinó el porcentaje de cemento. Con esto se realizó nuevamente el ensayo de compactación y densidad:
 Densidad máxima [gr/cm3]: 1,799 g/cm3
 Humedad óptima [%]: 17%
 Retenido en el tamiz N°4 [%]: 0%
 Pasante tamiz N°270 [%]: 55%
Dosificación N°3:
 Composición de la mezcla: 40% suelo y 60 arena.
 Clasificación del suelo según H.B.R.: A4.
 % de cemento según la clasificación H.B.R.: 10%
Una vez clasificado el suelo se determinó el porcentaje de cemento. Con esto se realizó nuevamente el ensayo de compactación y densidad:
 Densidad máxima [gr/cm3]: 1,85 g/cm3
 Humedad óptima [%]: 1,887%
 Retenido en el tamiz N°4 [%]: 0%
 Pasante tamiz N°270 [%]: 45%
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
28
Berlingieri, Raúl Ricardo
Con estos datos se ingresó a la tabla 10 en donde se obtuvo la dosificación para elaborar los especímenes.
Material grueso(% retenido por el tamiz IRAM 4,75 mm)
Limo + Arcilla (% que pasa el tamiz IRAM 53 micrómetros)
Porcentaje de cemento a incorporar (en peso)
1,660
1,761
1,841
1,921
2,001
Más de
a
a
a
a
a
2,080
1,760
1,840
1,920
2,000
2,080
0-14
0-19
10
9
8
7
6
5
20-39
9
8
7
7
5
5
40-60
11
10
9
8
6
5
15-29
0-19
10
9
8
6
5
5
20-39
9
8
7
6
6
5
40-50
12
10
9
8
7
6
30-45
0-19
10
8
7
6
5
5
20-39
11
9
8
7
6
5
40-50
12
11
10
9
8
6
Tabla 10 Dosificación según VN-E20-66
Ingresando con las densidades máximas, % de retenido en el tamiz 4,75 mm y el % de pasante del tamiz de 53 micrómetros, se obtuvieron los siguientes porcentajes de cemento:
10 % en peso de cemento para la dosificación N°2.
9 % en peso de cemento para la dosificación N°3.
El cemento utilizado fue un CPC40 Holcim.
Una vez determinado el porcentaje de cemento se detallan las composiciones de la mezcla utilizada en la tabla 11.
Dosificación
% de suelo
% arena
% cemento
2
60
40
10
3
40
60
9
Tabla 11 Dosificaciones.
Desde ahora los bloques fabricados con su respectiva dosificación se nombraran BD2 o BD3.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
29
Berlingieri, Raúl Ricardo
6. Actividades desarrolladas
6.1 Fabricación de los mampuestos.
Para a fabricación de los mampuestos se realizó el siguiente procedimiento:
1 Pulverizado del suelo, para lograr la homogeneidad.
La desterronadora se utilizó para lograr la homogeneidad del suelo.
Imagen 3 Desterronadora
3 Tamizado del suelo arenoso a través del tamiz 10, para obtener la granulometría adecuada.
4 Una vez preparados los materiales se realizó la dosificación de la mezcla.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
30
Berlingieri, Raúl Ricardo
5 Se preparó la mezcla con la dosificación establecida.
Imagen 4 Homogeneización de la mezcla
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
31
Berlingieri, Raúl Ricardo
5 Se verificó la consistencia de la mezcla.
Imagen 5 Control de consistencia de la mezcla
6 Una vez obtenida la consistencia adecuada, se comenzó con la fabricación de los bloques.
Se llenó el molde de la máquina, se aplicó la fuerza de prensado y luego se desmoldó.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
32
Berlingieri, Raúl Ricardo
Imagen 6 Prensado de bloque
Imagen 7 Desmolde de bloque
7 El curado se realizó en la cámara del laboratorio, el ambiente se encontraba saturado y a una temperatura de 23°C.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
33
Berlingieri, Raúl Ricardo
8 Se realizaron los ensayos según normas IRAM 11561-4 a 14 y 28 días.
Para el ensayo de compresión se encabezó el bloque para lograr superficies perfectamentes planas y perpendicular al eje del espécimen. Luego se realizó el ensayo de compresión en la prensa IBERTEST HIB 150.
Para el ensayo de absorción y Para el ensayo de absorción y densidad, se utilizó la balanza de Arquímedes y la balanza METTER TOLEDO con precisión de 0,1 gramo.
Imagen 8 Encabezado
Imagen 9 Prensa de ensayo
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
34
Berlingieri, Raúl Ricardo
7. Resultados de ensayos sobre los mampuestos fabricados
Se fabricaron 9 mampuestos con la dosificación N°2 (BD2) y la dosificación N°3 (BD3).
7.1 Resultados a compresión de los BD2
Los resultados de los bloques BD2 se muestran en la tabla 12.
Identificación
días de ensayo
Dimensiones [mm]
Área [cm2]
Carga de Rotura [KN]
Carga de rotura [Mpa]
N° Lim
S/ solicitante
a
b
h
1.1
NE
14
249
124
75
308,76
34,30
1,11
1.2
NE
14
249
124
75
308,76
26,70
0,86
1.3
NE
14
249
125
76
311,25
30,10
0,97
1.4
NE
28
249
125
75
311,25
38,40
1,23
1.5
NE
28
250
124
75
310,00
36,70
1,18
1.6
NE
28
249
124
75
308,76
30,80
1,00
12 Resultados a la compresión.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
35
Berlingieri, Raúl Ricardo
En el grafico 4 se observa la variación de la resistencia.
Grafico 4 Resistencia a compresión de los especímenes. Elaboración propia
1
2
3
14 Días
0,86
0,97
1,11
28 Días
1,00
1,18
1,23
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
1,40
Tensión [Mpa]
Resistencia a compresión
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
36
Berlingieri, Raúl Ricardo
7.2 Resultados de Absorción y Densidad de los bloques BD2.
Los resultados de los bloques BD2 se muestran en la tabla 13.
Identificación
Masa sat.sup. Seca [gr]
Masa sumergida [gr]
Masa seca [gr]
Densidad [kg/m3]
Absorción
N° Lim
S/ solicitante
Masa
Volumen
1.7
NE
2634,50
1360,00
2244,00
1760,69
17,40%
306,39
1.9
NE
2199,20
1295,70
1851,00
2048,70
18,81%
385,39
1.8
NE
2205,70
1315,50
2151,40
2416,76
2,52%
61,00
13 Resultados de absorción y densidad.
En los gráficos 5 y 6 se observan las variaciones de absorción respecto a las densidades.
Grafico 5 Variación de Absorción en masa con respecto a la densidad. Elaboración propia
17,40%
18,81%
2,52%
0,00%
2,00%
4,00%
6,00%
8,00%
10,00%
12,00%
14,00%
16,00%
18,00%
20,00%
1760,69
2048,70
2416,76
Abs. Masa vs Densidad
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
37
Berlingieri, Raúl Ricardo
Grafico 6 Variación de absorción en volumen respecto a la densidad. Elaboración propia
306,39
385,39
61,00
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
450,00
1760,69
2048,70
2416,76
Abs. Vol. vs Densidad
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
38
Berlingieri, Raúl Ricardo
7.3 Resultados a compresión de los bloques BD3.
Los resultados de los bloques BD3 se observan en la tabla 14.
Identificación
Edad de ensayo
Dimensiones [mm]
Área [cm2]
Carga de Rotura [KN]
Carga de rotura [Mpa]
N° Lim
S/ solicitante
a
b
h
2.1
NE
14
249
124
77
308,76
71,60
2,32
2.6
NE
14
249
124
76
308,76
73,70
2,39
2.7
NE
14
249
124
77
308,76
81,70
2,65
2.2
NE
28
249
125
77
311,25
135,20
4,34
2.5
NE
28
249
124
76
308,76
140,20
4,54
2.8
NE
28
249
124
75
308,76
160,80
5,21
Tabla 14 Resistencia a la compresión. Elaboración propia.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
39
Berlingieri, Raúl Ricardo
En el grafico 7 se observa la variación de la resistencia.
Grafico 7 Resistencia a la compresión. Elaboración propia
7.4 Resultados de Absorción y Densidad de los bloques BD3.
Los resultados de los bloques BD3 se observan en la tabla 15.
Identificación
Masa sat.sup. Seca [gr]
Masa sumergida [gr]
Masa seca [gr]
Densidad [kg/m3]
Absorción
N° Lim
S/ solicitante
Masa
Volumen
2.9
NE
3857,00
1993,00
3361,00
1803,11
14,76%
266,09
2.4
NE
3587,00
1857,40
3129,40
1809,32
14,62%
264,57
2.3
NE
3132,70
1648,60
2740,80
1846,78
14,30%
264,07
Tabla 15 Resultados de absorción y densidad..
En los gráficos 8 y 9 se observan las variaciones de absorción respecto a las densidades.
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0
1
2
3
Tensión [Mpa]
Resistencia a compresión
14 dias
28 días
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
40
Berlingieri, Raúl Ricardo
Grafico 8 Variación de Absorción en masa con respecto a la densidad. Elaboración propia
Grafico 9 Variación de absorción en volumen respecto a la densidad. Elaboración propia.
14,76%
14,62%
14,30%
14,00%
14,10%
14,20%
14,30%
14,40%
14,50%
14,60%
14,70%
14,80%
1803,11
1809,32
1846,78
Abs. Masa
vs Densidad
266,09
264,57
264,07
263,00
263,50
264,00
264,50
265,00
265,50
266,00
266,50
1803,11
1809,32
1846,78
Abs Vol
vs Densidad
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
41
Berlingieri, Raúl Ricardo
Una vez obtenidos los resultados de los bloques con sus respectivas dosificaciones, podemos concluir que los bloques BD2 no Cumplen con los requisitos. Por esto se decidió descartar la misma.
En cuanto la dosificación 3 la resistencia a compresión según CIRSOC se aproxima a los valores deseados.
Por otro lado según la clasificación IRAM establece las resistencias especificadas en la tabla 16.
Tipo de mampuesto
Resistencia en Mpa
Prom. 3 uni.
Individual
Bloque de H° portante
> 6
> 4
Bloque de H° NO portante
> 2,5
> 2
Tabla 16 Requisitos según norma IRAM.
Comparando los resultados obtenidos con la tabla 16, se clasificaría como un mampuesto no portante.
Se procedió a re-dosificar dosificación con un +2% de cemento portland.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
42
Berlingieri, Raúl Ricardo
Según lo expresado anteriormente se realizaron bloques nuevos con +2 % de cemento (11% de cemento), llamando a esta dosificación 3 bis (BD3bis).
7.5 Resultados a compresión los bloques BD3bis.
Los resultados de los bloques BD3bis muestran en la tabla 17.
Identificación
Edad de ensayo
Dimensiones [mm]
Área [cm2]
Carga de Rotura [KN]
Carga de rotura [Mpa]
N° Lim
S/ solicitante
a
b
h
3.5
NE
14
250
125
77
312,50
84,90
2,72
3.6
NE
14
250
125
76
312,50
104,40
3,34
3.2
NE
14
250
125
77
312,50
108,80
3,48
3.7
NE
28
250
125
76
312,50
166,50
5,33
3.8
NE
28
250
125
76
312,50
184,40
5,90
3.9
NE
28
250
125
76
312,50
194,90
6,24
Tabla 17 Resistencia a la compresión.
En el grafico 10 se observa la variación de la resistencia.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
43
Berlingieri, Raúl Ricardo
Grafico 10 Resistencia a la compresión.
7.6 Resultados de absorción y densidad de los bloques BD3bis.
Los resultados de los bloques BD3bis se observan en la tabla 18.
Identificación
Masa sat.sup. Seca [gr]
Masa sumergida [gr]
Masa seca [gr]
Densidad [kg/m3]
Absorción
N° Lim
S/ solicitante
Masa
Volumen
3.3
NE
2441,30
1247,70
2096,60
1756,53
16,44%
288,79
3.4
NE
2389,15
1226,10
2055,70
1767,51
16,22%
286,70
3.1
NE
2337,00
1204,50
2014,80
1779,07
15,99%
284,50
Tabla 18 Resultados de absorción y densidad.
En los gráficos 11 y 12 se observan las variaciones de absorción respecto a las densidades.
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
0
1
2
3
Tensión [Mpa]
Resistencia a compresión
14 dias
28 días
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
44
Berlingieri, Raúl Ricardo
Grafico 11 Variación de Absorción en masa con respecto a la densidad.
16,44%
16,22%
15,99%
15,70%
15,80%
15,90%
16,00%
16,10%
16,20%
16,30%
16,40%
16,50%
1756,53
1767,51
1779,07
Abs. Masa vs Densidad
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
45
Berlingieri, Raúl Ricardo
Grafico 12 Variación de Absorción en volumen con respecto a la densidad.
7.7 Resultados a compresión de los bloques patrón (BDP)
Se fabricaron 6 bloques con una dosificación patrón, la misma se realizó con arena Paraná, las características de esta se adjuntan en el anexo 1.
Para esta mezcla se utilizó 11 % de cemento.
Los resultados los bloques patrón se observan en la tabla 19.
Identificación
Edad de ensayo
Dimensiones [mm]
Área [cm2]
Carga de Rotura [KN]
Carga de rotura [Mpa]
N° Lim
S/ solicitante
a
b
h
4.1
NE
28
250
125
77
312,50
133,90
4,28
4.2
NE
28
250
125
76
312,50
154,00
4,93
4.3
NE
28
250
125
76
312,50
143,30
4,59
Tabla 19 Resistencia a la compresión.
288,79
286,70
284,50
282,00
283,00
284,00
285,00
286,00
287,00
288,00
289,00
290,00
1756,53
1767,51
1779,07
Abs Vol. vs Densidad
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
46
Berlingieri, Raúl Ricardo
En el grafico 13 se observa la variación de la resistencia.
Grafico 13 Resistencia a la compresión.
4,20
4,30
4,40
4,50
4,60
4,70
4,80
4,90
5,00
0
1
2
3
4
Tensión [Mpa]
Resistencia a compresión
28 días
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
47
Berlingieri, Raúl Ricardo
7.8 Resultados de absorción y densidad los bloques patrón BDP.
Los resultados de los bloques patrón (BDP) se observan en la tabla 20.
Identificación
Masa sat.sup. Seca [gr]
Masa sumergida [gr]
Masa seca [gr]
Densidad [kg/m3]
Absorción
N° Lim
S/ solicitante
Masa
Volumen
4.5
NE
2862,40
1492,30
2497,80
1823,08
14,60%
266,11
4.4
NE
3363,00
1782,50
2978,80
1884,72
12,90%
243,09
4.6
NE
3254,00
1733,30
2888,70
1899,59
12,65%
240,22
Tabla 20 Resultados de absorción y densidad.
En los gráficos 14 y 15 se observan las variaciones de absorción respecto a las densidades.
Grafico 14 Variación de Absorción en masa con respecto a la densidad. Elaboración propia.
14,60%
12,90%
12,65%
11,50%
12,00%
12,50%
13,00%
13,50%
14,00%
14,50%
15,00%
1823,08
1884,72
1899,59
Abs. Masa vs Densidad
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
48
Berlingieri, Raúl Ricardo
Grafico 15 Variación de Absorción en volumen con respecto a la densidad. Elaboración propia.
266,11
243,09
240,22
225,00
230,00
235,00
240,00
245,00
250,00
255,00
260,00
265,00
270,00
1823,08
1884,72
1899,59
Abs. Volumen vs Densidad
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
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8. Conclusiones y Recomendaciones
8.1 Conclusiones
Los bloques fabricados cumplieron con los requisitos especificados a compresión según IRAM para bloques NO portantes.
No cumplen con los requerimientos de absorción según IRAM.
Los Bloques cumplieron con los requisitos según CIRSOC como mampostería sismoresitente tipo III.
Se observa un leve incremento de resistencia a compresión de los bloques (BD3bis) respecto al patrón (BDP).
Se observó una superposición entre el reglamento CIRSOC y las normas IRAM.
8.2 Recomendaciones
Llevar este modelo a escala industrial.
Investigar la adición de cenizas volantes.
Incentivar a las industrias que realicen bloques con esta alternativa.
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
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Anexo I
En el grafico 16 se observa la granulometría de la arena Parará.
Grafico 16 Granulometría arena Paraná
Fecha de ensayo: 0,00%[mm][pulgadas]grs%Acumuladogrs%632-1/2"500,1100,063502"500,1100,05037,51-1/2"500,1100,037,5251"500,1100,025193/4"500,1100,01912,51/2"500,1100,012,59,53/8"500,1100,09,54,75No 42,80,61497,399,49,59,52,36No 844,89,010452,590,59,53/8"1,18No 16126,125,235326,465,312,51/2"0,6No 30163,832,867162,632,5193/4"0,3No 50121,824,49240,88,2251"0,15No 10034,97,0995,91,237,51-1/2"5,91,2100502"500,1100,0303,0632-1/2"TOTALT. Max. Nominal:ARENA3,03Agregado finoSolicitud Nro: Identificación de la muestra LIM:Tipo de Muestra:Arena paranaMasa inicial [grs] : Módulo Fineza:ANALISIS GRANULOMETRICO DE AGREGADOS - NORMA IRAM 1505Tamiz IRAMfondoRETENIDOPASANTEDATOS DE ENSAYO500,1Error de ensayo:100,0100,0100,0100,0100,0100,0100,099,490,565,332,58,21,20102030405060708090100635037,5251912,59,54,752,361,180,60,30,15% PasanteTamices (mm)
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
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Berlingieri, Raúl Ricardo
Bibliografía
[1] Begliardo Hugo – Sánchez Mirta - Panigatti M. Cecilia – Casenave Silvia – Fornero Gerardo (2008). “Ladrillos de suelo cemento elaborados con suelos superficiales y barros de excavación para pilotes”.
[2] Cecilio Acosta Valle (1999) “Durabilidad en ladrillos prensados de suelo cemento”
[3] Depiante Paolo (2015) “Informe técnico PS Desarrollo de bloques suelo cemento”
[4] Eithel Xavier Murillo Vázquez (2010). Estudio del comportamiento de las bases de pavimentos rígidos en la ciudad de cuenca y su influencia en el diseño.
[5] Gaitana Mariana P (2000); “Ladrillos Ladrillos de suelo cemento: Mampuesto tradicional en base a un material sostenible”.
[6] Inpres CIRSOC 103 tomo III
[7] Impres CIRSOC 201
[8] Instituto del cemento portland Argentino (2015), “Articulo técnico Construcción suelo cemento”
[9] IRAM. Norma IRAM 11561-2 (1997). Bloques no portantes de hormigón.
[10] IRAM. Norma IRAM 11561-3 (1997). Bloques portantes de hormigón.
[11] IRAM. Norma IRAM 50001. CEMENTO
[12] Kless Delia R., Natalini Mario B. (1999)
[13] NORMAS DE VIALIDAD NACIONAL
[14] Toraic Corral, José (2008). El suelo cemento como material de la construcción
Caracterización de bloques de suelo cemento como mampuesto
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Berlingieri, Raúl Ricardo

ABC de la construccion

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