X - Universidad de Magallanes

UNIVERSIDAD DE MAGALLANES
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA EN CONSTRUCCION
Constructor Civil
Proyecto de Trabajo de Titulación
Reciclado de Hormigón
Alumnos: Ivette Vargas Cárdenas.
Sergio Zamorano Huichaleo.
Profesor Guía: Yasna Segura Sierpe
Ingeniero en Construcción
Punta Arenas, Marzo 2010
RESUMEN
El principal objetivo de éste trabajo conducente a título consiste en ver la
factibilidad de reutilizar las probetas de hormigón que son ensayadas en el
Laboratorio Austro-Umag. Para demostrar aquello se realizaron los
ensayos al árido resultante de la trituración de las probetas, el cual es
denominado árido reciclado.
Las probetas de Hormigón se trituraron utilizando maquinaria y métodos
similares a los que se emplea para preparar árido natural, resultando así el
material pétreo que fue ensayado siguiendo los procedimientos normalizados
del laboratorio, cuyos datos nos permitió realizar las dosificaciones para
confeccionar el hormigón de prueba con árido reciclado.
Con los resultados de los ensayos realizados al hormigón de prueba se
analizaron estadísticamente según norma, lo cual nos arrojó conclusiones
acerca de la posibilidad de utilizar el árido reciclado como constituyente del
Hormigón, teniendo en consideración el alto porcentaje de absorción de agua
por ser un material poroso y la fragilidad de las partículas al ser un material
con poca resistencia al desgaste.
Con estos datos se puede colaborar con el estudio de la reutilización de
materiales de desecho en la construcción y aportar al cuidado del medio
ambiente, reutilizando el material evitando que se acumule en vertederos o
en lugares poco apropiados o no autorizados para el acopio de materiales de
desecho.
ABSTRACT
The main objective of this work leading to an engineering degree is to see
the feasibility of reusing concrete specimens that are tested in the AustroUmag laboratory. To demonstrate that, tests were done to the aggregate
resulting in dry grinding of the specimens, which is known as recycled
aggregate.
The concrete specimens were crushed using machinery and methods similar
to those used to prepare natural arid, resulting in the stony material that was
tested following the standard procedures of the laboratory, whose data
allowed us to make the dosages for the tested concrete with the recycled
arid.
With the results of tests done they were statistically analyzed according to
standard procedures, which provided us with the conclusions about the
possibility of using recycled arid as a constituent of concrete, taking into
account the high percentage of water absorption of this porous material and
the fragility of the particles as this material is of low resistance to wear drown.
With this information we can cooperate with the study of the reuse of waste
materials in construction and contribute to environmental care, avoiding the
reuse of materials that are accumulated in landfills
unauthorized places to store waste materials.
in
innapropiate
or
INDICE
ITEM
PÁGINA.
INTRODUCCIÓN…………………………………………………………
1
OBJETIVOS….…………………………………………………………...
4
CAPITULO I
RESIDUOS Y RECICLAJE DE HORMIGÓN………………………….
5
1.1 Hormigón……………….………….…………………………
6
1.2 Residuos y Reciclaje.……………………………...……….
7
CAPITULO II
OBTENCIÓN DEL ARIDO RECICLADO……..……………………….
23
2.1 Obtención de la muestra de árido reciclado…………...
24
2.2 Preparación de la muestra……………………..….……….
25
CAPITULO III
ENSAYOS DEL MATERIAL RECICLADO…………………………….
30
3.1 Descripción……………………………………………………
31
3.2 Conceptos de ensaye ……….………………………………
32
3.3 Ensayo material reciclado…………………………….…….
32
3.3.1 Método para el cuarteo de muestras….……………
32
3.3.2 Tamizado y determinación de la granulometría….
34
3.3.3 Método para determinar el material fino menor que
0,080 mm………………………………………..............
40
3.3.4 Método de la densidad aparente…..………………..
43
3.3.5 Método para determinar la densidad real, la densidad
neta y la absorción de agua en pétreos gruesos…
52
3.3.6 Método para determinar el desgaste mediante la máquina
de los ángeles………………………………………...…
56
HORMIGÓN DE PRUEBA……………………………………………….
61
CAPITULO IV
4.1 Método de preparación de mezclas de prueba en
laboratorio..........................................................................
4.2 Método para extraer muestras del hormigón fresco….
62
69
4.3 Método para determinar la docilidad mediante el cono de
Abrams……………………………………………………………………..
71
4.4 Método para refrentar probetas……………………………
74
4.5 Método de ensaye a la compresión de probetas
Cilíndricas………………………………………………………
75
4.6 Método de ensaye a la tracción por flexión de probetas
prismáticas………………………………………………………
81
CAPITULO V
EVALUACIÓN ESTADÍSTICA……….…………………………………...
86
5.1 Evaluación estadística de la resistencia………………….. 87
CONCLUSION…..……………..……….…………………………………..
99
BIBLIOGRAFÍA………………..……….…………………………………..
101
INTRODUCCION
1
INTRODUCCIÓN
En la industria de la construcción actual se trata de minimizar costos y
optimizar recursos. En las obras suele haber un gasto en extracción de
escombros dado la mala ejecución de elementos de hormigón o bien cuando
se requiere hacer una modificación en el proyecto o sólo se necesita demoler
un elemento que ya no cumple su función.
Esto no sólo ocurre en las obras, sino también sucede en la planta
abastecedora de hormigón y a la cual se le atribuyen no sólo el generar
probetas que no presentan utilidad una vez ensayadas, sino que deben
cargar con el desperdicio de sobrantes de hormigón fresco, lo cual se traduce
en una pérdida de material que no es utilizado.
Para reducir estas pérdidas se debe hacer un estudio del reciclaje de este
material y comprobar que se pueden obtener buenos resultados técnicos y
económicamente convenientes.
Por esta razón, se realizarán hormigones de prueba para conocer si
realmente es factible utilizar el hormigón sobrante y sin uso, triturándolo, para
reemplazar a los áridos que comúnmente son parte constituyente de los
hormigones normales.
De esta manera se trabajará con las dosificaciones, de tal manera de rehacer
hormigones que cumplan con las resistencias mínimas, para finalmente ver o
demostrar si se puede dar una solución para terminar con estos escombros y
contribuir, además, con el ambiente.
Para confeccionar hormigones se requieren de distintos materiales, los
cuales son: áridos, cemento, agua y en algunos casos aditivos. En el
caso de los áridos, éstos son sometidos a una serie de ensayes para
determinar si realmente cumplen con ciertas características necesarias para
obtener un buen resultado al momento de confeccionar hormigones.
2
Para el caso de los hormigones de prueba realizados en esta tesis se
utilizará las probetas extraídas del Laboratorio Austro-Umag para
reemplazar los áridos que forman parte de los hormigones normales, por lo
tanto se les aplicarán los mismos ensayos que a estos.
Por otra parte la idea de esta tesis se limita solo a demostrar la factibilidad de
reutilizar los residuos de hormigón (que para este caso se utilizaron probetas)
y ver si se pueden recuperar, ya sea como áridos simplemente o para
conformar además parte de un nuevo hormigón.
3
OBJETIVOS
Objetivo General
Estudiar las probetas de hormigón ensayadas en el laboratorio Austro-Umag
de la Universidad de Magallanes. Estableciendo los procesos de obtención
del árido reciclado para la confección de hormigones.
Objetivos Específicos
-
Describir el proceso de obtención del material reciclado.
-
Describir los métodos de ensaye del árido reciclado.
-
Analizar los resultados de los ensayos del árido reciclado para
determinar la factibilidad de utilizarlo como agregado en la confección
de hormigón, en reemplazo de los áridos comúnmente utilizados.
-
Determinar si el hormigón confeccionado con árido reciclado cumple
con los requerimientos de diseño para la dosificación de acuerdo a la
Norma NCh 1998.Of89 “Evaluación estadística de la resistencia
mecánica”.
4
CAPITULO I
RESIDUOS Y RECICLAJE DE HORMIGÓN
5
1.1 HORMIGÓN
Para comenzar con el trabajo de esta tesis es necesario empezar por
mencionar que es el Hormigón, y de esta manera entender que es lo que se
pretende reciclar y lo que se quiere demostrar.
Por lo tanto, cuando hablamos de Hormigón nos referimos al producto
resultante de la mezcla de cemento (aglomerante), arena, grava o piedra
machacada, y agua. Esta mezcla se convierte en una pasta moldeable con
propiedades adherentes, que en pocas horas fragua y se endurece
tornándose en un material de consistencia pétrea.
La principal característica estructural del hormigón es que resiste muy bien
los esfuerzos de compresión, pero no tiene buen comportamiento frente a los
esfuerzos de tracción, flexión, cortante, etc., por este motivo es habitual
usarlo asociado al acero, recibiendo el nombre de Hormigón Armado,
comportándose
el
conjunto
muy
favorablemente
ante
las
diversas
solicitaciones.
Producción mundial de Hormigón
La producción mundial del cemento fue de más de 2.500 millones de
toneladas en 2007. Estimando una dosificación de cemento entre 250 y 300
kg de cemento por metro cúbico de hormigón, significa que se podrían
producir de 8.000 a 10.000 millones de metros cúbicos, que equivalen a 1,5
metros cúbicos de hormigón por persona. Ningún material de construcción ha
sido usado en tales cantidades y en un futuro no parece existir otro material
de construcción que pueda competir con el hormigón en magnitud de
volumen.
En Chile la producción de Hormigón es de 5.210.372 m3 según estimación
del ICH tomada entre Enero y Noviembre del 2009, excluyendo las regiones
XI y XII de nuestro país.
6
Por otro lado en la Región de Magallanes se estima una producción
aproximada de 8.000 m3 mensual, esto considerando sólo producción de
Maqsa Austral, empresa Salfacorp y constructora Viclic.
Así como la producción de hormigón es grande, también es considerable el
material residual que se genera.
1.2
RESIDUOS Y RECICLAJE
La sociedad industrializada contemporánea genera mucho volumen de
residuos los cuales producen costos a las empresas y problemas
medioambientales que se deben corregir para lograr un desarrollo
sustentable, los residuos generados son estimados en 5,6 millones de
toneladas anualmente en Chile, de los cuales 3,5 millones de toneladas
corresponden al sector de la Construcción. Los escombros o residuos son
derivados a distintos sitios de acopio de los cuales se pueden identificar
rellenos sanitarios, sitios particulares y otros de forma clandestina, haciendo
necesario un mayor control y gestión que regule esta situación considerando
que para su reciclaje son separados aproximadamente un 10% de estos
desechos, cantidad que debe crecer haciendo estudios de factibilidad de
reutilización.
En el proceso de Construcción y Demolición se pueden identificar elementos
como tierra vegetal, suelo seleccionado, hormigón, madera, acero entre otros
además de los calificados como peligrosos, tóxicos y/o combustibles, de
éstos los materiales que son inertes y aprobados con los ensayos
respectivos, son destinados a ser utilizados como relleno en la misma obra
de construcción de lo contrario son llevados a botaderos debidamente
autorizados, los otros son tratados según procedimientos estrictos según las
leyes de cada país.
7
La categoría y calidad de los residuos resultantes en la industria de la
construcción el donde son destinados y/o procesados dependen de la
administración de la obra y de las políticas de cada empresa, variando de
acuerdo a los costos que significa y de los compromisos contractuales a los
cuales estén sujetos. Para cambiar esta modalidad se hacen estudios de los
materiales que pueden ser reciclados, pero estos se deben complementar
haciendo que sean atractivos y competitivos frente a las materias primas en
cuanto a costos y calidad. En algunos casos serán productos beneficiosos
teniendo en cuenta las distancias de transporte, la cantidad y calidad de los
botaderos existentes y las necesidades de materiales extras o calidad, pero
en otros puede resultar más costoso o poco viable.
Árido reciclado.
El árido reciclado es obtenido de residuos de construcción y/o demolición
mediante el proceso de triturado de diversos materiales como hormigón,
cerámicos o ladrillos, o la mezcla con otros materiales dependiendo de la
selección de materiales que se haya hecho previamente, para los efectos de
esta tesis se entenderá como árido reciclado el obtenido de la molienda de
hormigón especificando su naturaleza cuando se haga referencia al obtenido
de otro material.
La utilización de árido reciclado en la construcción es una práctica habitual
en países como Francia, Reino Unido, Países Bajos, Alemania, Austria,
Suiza y Dinamarca. Algunas de las obras más importantes que se posee
antecedentes de la utilización de este árido datan desde 1987 cuando se
realizó la ampliación del puerto de Antwerp en Bélgica, para obtener el árido
reciclado se demolió mediante explosivos varios muros del puerto originando
casi 80.000 m3 de escombros, cuya cantidad fue crucial para tomar la
determinación de reciclar el material resultante por consideraciones
ambientales así como económicas. El hormigón producido disponía de una
8
resistencia de 35 N/mm2 y para su fabricación se optó por saturar de agua el
material antes de ser agregado a la mezcla con el fin de mejorar la
trabajabilidad y corregir la cantidad de agua añadida.
Luego en 1988 se utilizó casi 500 m3 de hormigón reciclado en la
construcción de unos estribos de un viaducto en la carretera de RW 32 cerca
de Meppel en Holanda. En 1990 se realiza un segundo viaducto en la misma
zona completando casi 11.000 m3 de este material, siendo empleado para
ésta ocasión un porcentaje del 20% de árido grueso reciclado, obteniendo
así muy buenos resultados por lo que se exige la utilización de dicho
porcentaje de árido reciclado desde 1991 para algunos proyectos de
construcción en ese país.
En el año 2001 se publica en España un Plan Nacional de Residuos de
Construcción y demolición (PNRCD) 2001-2006, contribuyendo a la impulsión
de la reutilización de residuos provenientes de la construcción, haciendo
necesario la elaboración de normativas técnicas que garanticen la utilización
adecuada para las distintas aplicaciones.
En Chile es menos común la utilización de éste material, pero no por ello se
debe prescindir de normativas que regulen la obtención y la utilización en
proyectos que lo requieran, fomentando el estudio acerca de este material.
Producción de árido reciclado.
Para la producción de árido proveniente de residuos o escombros de la
construcción, se debe regular y ordenar la extracción desde el punto de
origen, así como se ha mencionado anteriormente para lograr un árido de
calidad se debe hacer una selección previa.
Al momento de la demolición se deben tener especial cuidado en cuanto al
procedimiento en si, como en el momento de recoger el material para que no
se contamine con otros materiales como tierra, acero de construcción u otros
9
materiales que provoquen tratamientos posteriores influyendo en los costos
de maquinarias y mano de obra. Otras de las consideraciones a tener en
cuenta es el tamaño deseado para ser tratado dependiendo donde va a ser
triturado, debiendo obtener un tamaño de 1200 mm para plantas fijas y de
400 o 700 mm para plantas móviles como mínimo, tamaños que debe ser
preparado durante la demolición o dejándolo a cargo de la planta de
producción.
Las plantas de producción de áridos reciclados poseen maquinaria similar a
la empleada para la obtención de árido natural, incorporando modificaciones
como lo son sistemas de imanes para la separación del acero para el caso
del hormigón armado así como de otras impurezas.
Figura 1.1 Planta Móvil de tratamientos de residuos de construcción y demolición,
Fuente: Sánchez, M. (2004). Estudio sobre la utilización de árido reciclado para la
fabricación de Hormigón Estructural. Ingeniería de caminos, canales y puertos.
Escuela técnica superior de ingenieros de caminos, canales y puertos Universidad
Politécnica de Madrid, Madrid, España.
La selección de los materiales en obra puede ser una desventaja para la
obra; puesto que requeriría mayor cuidado en los procedimientos, empleando
mano de obra y maquinaria en mayor cantidad a la requerida para una
10
demolición normal, así como mayor planificación ya que la extracción de
estos excedentes puede dificultar el aprovechamiento del transporte al
incrementar el número de lugares de vaciado y quizás con ello las distancias
y los pagos por derechos.
Para la producción de árido reciclado se debe identificar el volumen
producido en cada área donde se quiera emplazar una planta, situándola
primeramente lo más cerca de la ciudad como sea posible, y según los
requerimientos y destino final del producto obtenido debe considerarse el tipo
de maquinaria a utilizar. Existen en el mercado plantas de producción móvil,
semimóvil y fijas, equipadas con sistemas de eliminación
de residuos o
simples y distintos rendimientos pudiendo encontrar hasta volúmenes de 100
toneladas a la hora o más.
Figura 1.2 Planta Fija de tratamientos de residuos de construcción y demolición,
Fuente: Sánchez, M. (2004). Estudio sobre la utilización de árido reciclado para la
fabricación de Hormigón Estructural. Ingeniería de caminos, canales y puertos.
Escuela técnica superior de ingenieros de caminos, canales y puertos Universidad
Politécnica de Madrid, Madrid, España.
Un punto importante en la elección de la maquinaria a emplear es el sistema
de trituración, encontrando las denominadas de mandíbulas que reduce la
cantidad de finos, cerca de un 10% en el proceso, y le da forma más
11
angulosa al árido haciéndola recomendable para la preparación de
constituyente de hormigón, pero no siendo apropiada para la fase primaria,
también están las trituradoras de impacto que posee un mayor inconveniente
ya que produce desgaste de material prematuro y una gran cantidad de fino
llegando a un 40% y está la trituradora de cono admitiendo un tamaño
máximo de árido de 200 mm aproximadamente y produce una cantidad de
finos menor al 20%.
Figura
1.3
Trituradora
de
Mandíbula,
Fuente:
Schaeffler
América
del
Sur,
www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/branch/industry/raw_materi
al_extraction_and_processing/jaw_crushers_COL_2.jpg.
12
Figura
1.4
Trituradora
de
Cono,
Fuente:
Schaeffler
América
del
Sur,
www.schaeffler.com/remotemedien/media/_shared_media/branch/industry/raw_materi
al_extraction_and_processing/jaw_crushers_COL_2.jpg.
Figura 1.5 Trituradora de Impacto, Fuente: ZHENGZHOU YIFAN MAQUINARIA S.L,
http://www.stonecrusher.org/images/Impact-crusher.jpg.
13
La elección de la maquinaria puede llevar a emplear una combinación de dos
o más sistemas de trituración haciendo más efectivo la producción del
material requerido considerando además de esto factores como el espacio,
costo de producción y consumo de energía. La combinación más utilizada es
la machacadora de mandíbula para la trituración primaria y de impacto para
la fase secundaria, consiguiendo de esta manera una optimización de costo y
calidad del árido.
La elección de los procesos de producción en conjunto con unas buenas
coordinaciones logísticas y buenas prácticas, pueden hacer que la obtención
del producto sea rentable y de calidad.
Figura 1.6 Esquema de Planta Trituradora, Fuente: ABL internacional S. A.,
http://www.ablisa.com/Imagenes/ESQUEMA%20TRITURACION.jpg.
14
Hormigón reciclado
Con el fin de obtener resultados satisfactorios en la confección de hormigón
reciclado, se han realizado estudios en España, México y Chile entre otros
países, para determinar la factibilidad de reutilizar el hormigón y no
desecharlo, concluyendo que es posible utilizar el árido obtenido del
chancado de hormigones provenientes de demoliciones.
En un estudio realizado en España se efectuó reciclaje de hormigón a nivel
industrial, de tal forma de cumplir con las normativas vigentes para los
hormigones de ese país, obteniendo buenos resultados en el proceso de
elaboración del material reciclado resultando un árido con fracciones de
tamaños dentro de las bandas granulométricas exigidas para la elaboración
de hormigón.
Para efectos de su estudio a nivel industrial, se constituyeron elementos
estructurales de hormigones, como losas y pilares, a los cuales se les
extrajeron muestras de hormigón fresco cada 30 días aproximadamente para
evaluar su comportamiento, ensayando probetas a los 7 y 28 días cuyos
resultados se expresan en la figura 1.1. Además, se extrajeron testigos los
cuales se ensayaron de igual forma para obtener resultados en terreno.
Según el ensayo realizado en España para mezclas de ensayo se propuso
una relación de áridos reciclados en un 41% completando el agregado pétreo
con un 52% de árido calizo natural y un 7% de ladrillo para confección de las
probetas, cuyos resultados se indican en la figura 1.1. :
15
Figura 1.7 Resultados rotura a compresión, Fuente: Parra y Alfaro, J.L., Castilla, J.,
Palacios, P., Puchol L., (2003), Áridos reciclados para hormigón. Prueba industrial.
Tesis Doctoral, Escuela técnica de superior de ingenieros en minas, Madrid, España.
En dicho trabajo se comprobó que el ensayo aplicado a los áridos es el
adecuado para el desarrollo del proyecto propuesto por los realizadores de
estas pruebas, y los resultados obtenidos con la elaboración de hormigón
son aceptables, dado que se obtienen resistencias similares para hormigones
confeccionados con áridos reciclados y con árido normales, los que permiten
disponer del material reciclado para futuras investigaciones, imponiéndose
16
como objetivo el estudio del comportamiento en ambiente salino y al ciclo
hielo-deshielo.
En Chile se han realizado investigaciones publicadas en la revista Bit pág
44, Edición del mes de Septiembre de 2005, en la cual se ensayaron
distintas probetas confeccionadas de hormigón manteniendo la misma
dosificación con el fin de comparar el comportamiento con distintos tipos de
áridos.
Se utilizó para el estudio una relación de agua/cemento de 0.6 y 0.45,
manteniendo constante esta relación, reemplazando la cantidad de áridos
utilizados para cada dosificación únicamente.
Al variar sólo la calidad del árido se pudo concluir que las propiedades físicas
de las probetas confeccionadas disminuyeron con la incorporación del árido
reciclado, salvo en algunos casos que hacen indispensable el incorporar
“agentes” que mejoren dichos inconvenientes. Lo más notorio es la diferencia
de absorción de agua, el cual supera en casi siete veces el valor obtenido en
áridos normales, demostrándose esto en el asentamiento de cono del
hormigón
fresco
influyendo
en
la
relación
agua/cemento
haciendo
incrementar la dosis de agua y cemento en la dosificación.
De ésta manera se logra tener una base para seguir estudiando el
comportamiento del hormigón con materiales reciclados, y así poder lograr
obtener resultados óptimos que satisfagan las necesidades de calidad y
estándares exigidos en la construcción.
Otro estudio realizado en Chile titulado “Propiedades Físicas y Mecánicas
de Bloques de Hormigón Compuestos con Áridos Reciclados”, cuyo
objetivo es mostrar resultados de hormigones fabricados con áridos
reciclados provenientes de demoliciones de pavimentos; y cuya necesidad es
de dar un uso adecuado y conveniente a los escombros que produce la
industria de la construcción, mencionando como ejemplos estudiados y
17
realizados en Hong Kong muestran que un 55% de la producción total de
desechos son de hormigones armados y sin armar. Aunque no hay estudios
en Chile se pudo estimar que se generan alrededor de 26.000 m3 de
escombros en la IX Región de Chile (año 2005) según se menciona en
publicación de
Revista BIT Septiembre 2005 Número 44, Investigación
“Estudio: El hormigón reciclado”
Los materiales empleados se ensayaron del mismo modo a los descritos en
éste documento y los resultados se emplearon para calcular la dosificación
para la cual se emplea el método de Faury-Joisel que se basa en la
granulometría de los áridos logrando el mejor ajuste, determinando la
proporción a utilizar de cada elemento, (árido grueso, árido fino, cemento,
agua y aditivos).
Para el mezclado de la muestra se emplearon métodos convencionales para
confeccionar probetas de 140 mm de ancho, 190 mm de alto y 390 mm de
largo las que fueron ensayadas para determinar la resistencia máxima a la
compresión.
Según los resultados obtenidos se concluye que es hay factibilidad técnica
para confeccionar hormigones estructurales con árido reciclado, como se
muestra en una curva (Figura 1.2) diseñada a partir de los datos obtenidos
de los ensayos a las muestras con árido reciclado y árido normal,
comprobando que las resistencias son muy similares, no así la densidad que
se ve disminuida notablemente.
18
Figura 1.8 Gráfico de Resistencias promedio de Bloques sometidos a ensayo de
compresión (izquierda), Gráfico de densidades de Bloques confeccionado, Fuente:
Valdés Gonzalo, Rapimán Jorge, 2007 Vol. 18 N°3, Propiedades Físicas y mecánicas de
Bloques de Hormigón, Información Tecnológica.
19
Se deduce que si bien se hacen estudios, y se pueden obtener resultados
satisfactorios, no son suficiente para lograr determinar que el árido reciclado
es un material que se puede utilizar para estructuras soportantes de
edificaciones u otro tipo de construcciones, ya que aún hay estudios por
realizar y así lograr establecer criterios de aceptación y regulación que
satisfaga las necesidades y que logre reemplazar el árido normal utilizado
hasta hoy.
Recomendaciones
Los métodos y procesos en la obtención del árido para fabricar hormigón
reciclado son similares a los empleados para áridos normales, se deben
tener en cuenta ciertas consideraciones como por ejemplo, la situación de
humedad antes de hacer la mezcla dado el alto porcentaje de absorción que
puede afectar la relación agua/cemento, ésta alta porosidad se debe al
proceso de trituración que deja al descubierto al mortero adherido al árido
constituyente del hormigón a reciclar, el cual es particularmente poroso en la
zona de Magallanes por la adición de un aditivo incorporador de aire que
produce micro burbujas en el interior de la mezcla incrementando las
oquedades en el mortero. Dicha condición se ve reflejada en el momento de
hacer el mezclado cuando el árido reciclado retiene gran parte del agua de
amasado provocando que se pueda incorporar más agua aumentando la
relación agua/cemento, también se puede notar una disminución rápida de la
trabajabilidad debido a la constante absorción de las partículas recicladas, lo
que se traduce en problema al evaluar tiempos de transporte y colocación.
Para reducir las desventajas que produce la incorporación de agua en el
amasado es recomendable mantener los áridos acopiados permanentemente
húmedos o saturados, lo cual puede traducirse en costos si no se posee un
sistema adecuado para mantener ésta condición acompañado con un aditivo
20
superplastificante o también llamado reductor de agua, que logre mantener la
docilidad del hormigón sin necesidad de añadir más agua de la necesaria.
No se tiene mayor restricción en el uso de la calidad de cemento, agua y
aditivos, salvo los especificados para la fabricación de cada tipo de hormigón
y los recomendados en las normativas vigentes para estos materiales, en
cuanto a su manipulación para la industria de la construcción.
La correcta cuantificación de estos materiales puede hacer la diferencia al
lograr un hormigón con resistencia deseada, similar a los hormigones con
árido normal.
Se hace la recomendación de no utilizar árido fino reciclado ya que el empleo
de éste disminuye la resistencia, por ello se emplea árido fino normal para
completar la banda granulométrica requerida en la confección de hormigón.
Al mencionar las propiedades y la forma de fabricación, se pude deducir que
no dista mucho de un hormigón normal pudiendo introducirse a la producción
masiva, siendo justificada su uso por la problemática medioambiental
mencionada anteriormente, debiendo para ello regular la normativa que rija la
obtención y fabricación del hormigón con árido reciclado.
Cabe mencionar que para la obtención del árido reciclado es necesario
establecer organismos que regulen los residuos procedentes de la
construcción produciendo gestiones de clasificación que logren distribuir los
materiales de mejor calidad ordenando los vertederos utilizados actualmente
para el acopio de todo tipo de material de desecho. Así asegurando la
calidad de la obtención de áridos reciclados limpios permitiendo producir sin
inconvenientes previendo gastos de limpieza y clasificación innecesarios,
pudiendo encarecer el producto final haciendo que sea poco atractivo como
alternativa.
Finalmente
el
cambio
medioambientales,
de
mentalidad
frente
a
los
problemas
el hecho de legislar frente al uso y destino de los
desechos no tan solo de la construcción, si no que de otras industrias, es una
21
gestión importante para que estos estudios puedan dar verdaderos frutos e
incentivar a la investigación y utilización de estos materiales alternativos.
22
CAPITULO II
OBTENCIÓN DEL ÁRIDO RECICALDO
23
2.1 OBTENCION DE LA MUESTRA DE ÁRIDO RECICLADO
Para realizar un estudio del comportamiento del árido reciclado y lograr hacer
las muestras de hormigón con la incorporación de dicho material se debe
obtener hormigón endurecido para ser molido.
Para la obtención del material reciclado, se recurrió al Laboratorio AustroUmag de la Universidad de Magallanes, donde se seleccionaron probetas
de hormigón ya ensayadas a la compresión y flexotracción las que se
representan en cilindros y vigas respectivamente.
Se recurrió a estos elementos con el fin de obtener un parámetro de
comparación y aceptación por la norma NCh. 1998.Of89 “Evaluación
estadística de la resistencia mecánica”, ya que se cuenta con los datos
arrojados de los ensayes en ellos realizados, además de tratarse de
muestras representativas de mezclas confeccionadas para algún elemento
constructivo, obtenidas de acuerdo a los procedimientos descritos en el
presente documento y así poder obtener conclusiones comparando los
resultados.
Figura 2.1 Probetas del laboratorio Austro-Umag, Fuente: Elaboración propia
24
Al tratarse de muestras ensayadas, se recurre al registro del laboratorio para
tabular los datos para el posterior análisis.
Considerando que el material para confeccionar hormigón reciclado se
acopiará en un solo lugar, sin diferenciar la procedencia, se consideran que
no tan sólo variará la resistencia y cantidad de cemento y áridos sino que
también variará la calidad de cementos, calidad de áridos, incorporación de
aditivos y calidad en los procedimientos de confección y colocación del
hormigón, factores que incidirán en el producto final del reciclaje.
Se considera además resolver el problema del Laboratorio Austro-Umag, al
reducir el espacio destinado para los ensayos y el acopio de materiales
propios del laboratorio, y librar de una molestia para la comunidad
Universitaria que se puede ver invadida por estos escombros que no
representan utilidad alguna y de ésta manera sacar provecho a este material.
Al obtener resultados satisfactorios se resolverá además parte del volumen
de escombros que se generan en botaderos al demoler elementos de
hormigón ya sea por reposición o por cambios de obras y de ésta manera
poder, no tan sólo ahorrar costos para las obras y contribuir con el medio
ambiente, si no que generar un nuevo producto que disminuiría la demanda
de material proveniente de pozos o canteras que en su explotación degradan
el suelo e intervienen el ecosistema.
2.2 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
Una vez seleccionado el material de laboratorio se deben preparar las
muestras considerando la forma y tamaño del producto final para ser
ingresados en la máquina chancadora. Se debe obtener un tamaño máximo
de 4”, lo cual se logra en algunos casos pues la probeta cilíndrica se fractura
en tres partes de 10 cm (4” app.), y considerando que posee un diámetro de
15 cm.; en otros casos se fractura en un poco menos de la mitad lo cual deja
25
un tamaño aproximado de 20 cm. por un diámetro de 15 cm lo cual es
desfavorable para que el material pase libremente por la rejilla primaria de la
máquina chancadora.
Las probetas fueron llevadas a una planta de procesamiento de áridos en
camión normal (Figura 2.2), donde se encuentra una máquina que posee una
rejilla para filtrar bolones de menos de 4” por lo que se tuvo que recurrir a la
ayuda mecánica para poder reducir de tamaño los elementos de hormigón a
reciclar.
Primeramente se revolvió el material con un cargador frontal el cual lo
levantó, dejándolo caer luego, para que se desprendiera el material suelto
resultante de los ensayes destructivos a los que fueron sometidos. Luego se
redujo a un tamaño menor mediante el martillo de un mini cargador,
“cincelando” el material hasta que alcanzara un tamaño adecuado (Figura
2.3).
Figura 2.2 Traslado del material a la planta, Fuente: Elaboración propia
26
Figura 2.3 Reducción del tamaño de las probetas, Fuente: Elaboración propia
De este proceso se obtuvo una cantidad de 2 m3 aproximadamente en
material con el material cargado en el laboratorio. El material que se utilizó
fue un volumen aproximado de 1,5 m3 para ser chancado.
El material fue colocado sobre el buzón de carga (Figura 2.4) de la máquina
chancadora siguiendo el procedimiento normal adoptado por la empresa; el
buzón de carga cuenta con un equipo mecánico al que le vibran las paredes
y la rejilla que tiene en su interior, haciendo que el material se reacomode
para ingresar por ésta hacia un triturador primario o de muela, el cual
comprime el material, luego pasa mediante cintas trasportadoras (Figura 2.5)
al lavado siguiendo el trayecto hacia un triturador secundario que despedaza
el material hasta alcanzar un tamaño que puede pasar por la malla de 25 mm
27
Figura 2.4 Buzón, Fuente: Elaboración propia
El material que no alcanza a pasar por dicha malla (25 mm) vuelve a pasar
mediante cinta transportadora por el triturador secundario,
tantas veces
fuese necesario hasta que todo el material alcance dicho tamaño. El material
resultante queda acopiado cayendo gravitacionalmente desde la cinta
trasportadora formando un cono. El material resultante de la planta es llevado
hacia las canchas de acopio mediante cargador frontal.
28
Figura 2.5 Cintas transportadoras, Fuente: Elaboración propia
El proceso de obtención y preparación de la muestra puede tardar mucho
tiempo considerando que se debe acopiar una cantidad adecuada de
material para triturar que no sólo satisfaga la demanda requerida en algún
pedido, sino que además se debe contar con las horas máquina que se
emplearán, influyendo en esto si se trata de un arriendo o una planta
dedicada al rubro. Esto se traduce en costos que se traspasan al producto
final afectando su rentabilidad lo cual se puede comprobar haciendo un
estudio de factibilidad económica evaluando los procesos que se ven
involucrados para producir el producto final, siendo comparado con la
producción de áridos normales.
29
CAPITULO III
ENSAYOS DEL MATERIAL RECICLADO
30
3.1 DESCRIPCIÓN
Antes de confeccionar cualquier hormigón es necesario hacer ciertos
ensayos a los áridos que lo componen para saber si éstos cumplen y si se
encuentran dentro de los parámetros establecidos en las normas respectivas.
En el caso de esta tesis el material a ensayar es el hormigón reciclado, el
cual reemplazará a los áridos comúnmente utilizados. Por lo tanto se toma
una fracción del material reciclado y chancado desde la planta donde se
efectuó el triturado y se lleva al Laboratorio Austro-Umag para someterlos
a los ensayos que generalmente se practican a los áridos, según las normas
respectivas.
Con respecto a los ensayos practicados a los áridos tenemos como
referencia las siguientes normas:
-
NCh. 164 Of. 76, “Áridos para morteros y hormigones- Extracción
y preparación de muestras”.
-
NCh. 165 Of. 77, “Método para tamizar y determinar la
granulometría”
-
NCh. 1223 Of. 77, “Método para determinar el material fino
menor que 0,080 mm”.
-
NCh. 1369 Of. 78, “Método para determinar el desgaste mediante
la Máquina de
los Ángeles”.
-
NCh. 1116 Of. 77 , “Método para la densidad aparente”.
-
NCh.1117 Of. 77, “Método para la determinación de la densidad
real, la densidad neta y la absorción de agua en pétreos
gruesos”.
31
3.2 CONCEPTOS DE ENSAYE
El material resultante del chancado de las probetas obtenidas del
Laboratorio Austro-Umag, se ensayaron de acuerdo a la normativa vigente,
las cuales describen los ensayos a los áridos que son constituyentes del
hormigón y que se utilizan comúnmente en la confección de éste.
Se toman los datos y conclusiones de dichos resultados, los cuales serán
relevantes al momento de realizar los hormigones de prueba, para realizar
las dosificaciones y ensayos destructivos de los hormigones y así concluir los
resultados finales obtenidos, y por último compararlos con estadísticas de
hormigones normales realizados por el Laboratorio Austro-Umag.
3.3 ENSAYO MATERIAL RECICLADO
3.3.1
Método para el cuarteo de muestras
Preparación de la muestra.
Para la preparación de la muestra se utilizó como referencia la NCh. 164 Of.
76, en la cual se mencionan los requerimientos para la extracción y
preparación de muestras de ensayos. Se necesita una superficie horizontal y
limpia, libre de cualquier impureza que pueda alterar el material. Se deposita
el material producto del chancado de las probetas1 en la superficie elegida y
se procede a homogeneizarla con una pala, mezclando el material húmedo
hasta incorporar todas las partículas de la muestra de manera uniforme.
1
Triturado de las probetas de hormigón
32
Figura 3.1 Homogeneización de la muestra, Fuente: Elaboración propia
Reducción de la muestra
Para obtener la cantidad necesaria de muestra se debe realizar una
reducción de ésta mediante el procedimiento denominado “cuarteado” que
consiste en dividir la muestra en partes iguales hasta reducirla a la cantidad
adecuada para los ensayos. El cuarteado se puede realizar de dos maneras:
manual, mediante pala (Figura 3.2) y mediante cuarteador.
En nuestro caso para la reducción del material se elige el cuarteo manual,
para lo cual se extiende la muestra en círculo, tratando de darle un espesor
uniforme; se divide el círculo en cuatro partes iguales y se seleccionan los
dos cuartos opuestos. Se retira el material cuidando de incorporar el material
fino con una brocha, limpiando los espacios despejados. Este proceso se
repita tantas veces sea necesario hasta obtener la cantidad requerida.
33
Figura 2.2 Cuarteo de la muestra, Fuente: Elaboración propia
Figura 3.2 Cuarteo de la muestra, Fuente: Elaboración propia
3.3.2 Tamizado y determinación de la granulometría.
Con la finalidad de conocer el porcentaje de tamaños distribuidos en la
muestra de áridos reciclados, se realiza la granulometría2, proceso que
determina el porcentaje de áridos retenidos y que pasan por una serie de
mallas o tamices. Este procedimiento nos permitirá analizar si el árido
reciclado posee una relación de tamaños de partículas adecuada para
obtener un hormigón de calidad y homogéneo.
2
Distribución porcentual en masa de los distintos tamaños de partículas (granos) que constituyen un
árido.
34
Acondicionamiento de la Muestra de Ensaye.
Antes de realizar el procedimiento, la muestra fue homogeneizada de
acuerdo al procedimiento de cuarteo descrito anteriormente humedeciendo la
muestra para evitar la pérdida de material fino y la segregación excesiva de
la muestra. Posterior al “cuarteo” y luego de alcanzar una fracción de
muestra adecuado para realizar el proceso de granulometría, se secó en
horno a una temperatura de 110±5 °C.
Tamaño de la Muestra de Ensaye.
Se preparó la muestra con un tamaño en kilos de acuerdo a la Tabla N° 3.1
que determina que se necesita una masa de 10 kg como mínimo, para lo cual
se preparó una masa de 12.860 kg esto asegura la cantidad adecuada para
realizar el procedimiento.
Tamaño máximo
absoluto (Da)
[mm]
80
Masa mínima de la
muestra
[kg]
32
63
25
50
20
40
16
25
10
20
8
12,5
5
10
4
Tabla 3.1 Tamaño muestra ensaye de las gravas. Fuente: NCh. 165 Of. 77
35
Procedimiento de ensaye.
Se seleccionan los tamices de acuerdo al tipo de áridos correspondientes al
tipo grueso los cuales corresponden a los tamaños de malla 1”, 3/4, ½, 3/8,
N° 4 y N° 8. Se verificó que los tamices se encontraban en un buen estado,
limpios y con sus alambres completos y sin deformaciones.
Se efectuó el procedimiento de acuerdo a lo establecido en la norma NCh.
1223 Of. 77, con el árido seco, realizando la incorporación de las partículas a
cada malla mediante una poruña o cuchara, de ésta manera se hace pasar
todo el material por los tamices indicados.
Se registran todos los pesos aproximando al gramo o al 0,1%, incluyendo el
material de residuo que pasa por el último tamiz, que en nuestro caso es el
N° 8.
Cálculos
Se calcula el peso total (PTG) como el peso total del material (PT) menos el
peso del material de sobretamaño (Pesobretamaño).
Ptg= 12,860 Kg.
Se calcula y se registra en el formulario de ensaye (Tabla 3.2) los
porcentajes retenidos sobre las mallas, de la siguiente forma:
% retenido =
peso material retenido en tamiz
× 100
PTG
36
Se calcula también el porcentaje que pasa en cada tamiz como:
% que pasaTamiz = % que pasaTamiz Superior − % retenidoTamiz
Se sumaron todos los pesos retenidos, incluyendo el residuo cuyo resultado
no difiere en más de un 0,5 % de la masa inicial registrada por lo que se
estima que el procedimiento está dentro de lo establecido, según los
requerimientos para las gravas.
Se expresaron los resultados obtenidos en el registro anotando los
porcentajes retenidos y los acumulados.
Se complementó este ensaye con los cálculos del módulo de finura.
37
Granulometría
-
Tamiz serie
compl.
[mm]
125
-
100
80
-
-
63
-
50
40
-
-
31,5
-
25
20
-
-
16
-
Tamiz serie
preferida [mm]
Peso
[Kg]
%
retenido1
%
que pasa
100,0
1,92
15,0
85,0
12,5
6,425
51,0
34,0
10
-
2,117
17,0
17,0
-
8
-
6,3
5
-
1,45
12,0
5,0
2,5
-
0,247
2,0
3,0
1,25
-
0,684
6,0
-3,0
0,630
-
0,315
-
0,160
R
12,843
Tabla 3.2 Granulometría árido grueso, Fuente: Elaboración propia
Expresión Gráfica.
Se expresaron los resultados en forma gráfica, ubicando los porcentajes en
un plano coordenado en el cual se encuentran los valores horizontales
expresados en escala logarítmica y señalan las aberturas de los tamices; y
en vertical se anotan los porcentajes de las fracciones de material que pasan
los tamices de ensayo (Gráfico 3.1).
38
Porcentaje Retenido [%]
Porcentaje que Pasa [%]
BANDA GRANULOMETRICA
GRANULOMETRIA ARIDO
RECICLADO
BANDA PARA HORMIGÓN GRUESO SEGÚN
TABLA 8.201.1.E "MANUAL DE CARRETERAS VOL. 8"
Serie de Tamices [mm]
Gráfico 3.1 Trazado de curva granulométrica, Fuente: NCh. 165 Of. 77
La finalidad de hacer la expresión gráfica de los resultados es, comparar de
forma visual los materiales con los utilizados normalmente en la confección
de hormigón, además de poder comprobar si está dentro de los límites de las
bandas requerida para confeccionar dicho material determinada según
Método 8.202.3 del manual de Carreteras Vol. 8 (Tabla 3.3), y debe
cumplir con los límites especificados en Tabla 8.201.1.E. del manual de
Carreteras Vol.8. Se puede apreciar en la gráfica que en los tamaños más
gruesos entre las mallas 25 mm y 16 mm el árido obtenido está casi al límite
superior de la banda lo cual puede deberse a la cantidad de árido normal
encontrado en las probetas de hormigón. Además se puede observar que
nuestra muestra obtenida cumple con los rangos exigidos en dicha banda en
los límites inferiores, por lo tanto en este ensayo el material reciclado estaría
dentro de los rangos establecidos para poder ser utilizados en la confección
de un hormigón.
39
Tabla 3.3 Granulometría árido grueso, Fuente: Manual de Carreteras Vol. 8, tabla
8.201.1.E
3.3.3 Método para determinar el material fino menor que 0,080 mm
Procedimiento de ensayo
Se toma una parte de la muestra del hormigón chancado, se humedece y se
reduce por cuarteo hasta obtener, en estado seco, la cantidad necesaria
para el ensayo.
Luego que se tiene la cantidad requerida según el tamaño máximo nominal
del pétreo, se seca la muestra en horno a temperatura constante.
Una vez seca la muestra se pesa y se registra este dato, el cual será la masa
inicial (peso sucio seco). Cuando está listo este paso, el material se tiene que
lavar; para esto se toma el tamiz de malla N°. 200 y la malla N°. 16, ésta
última se utiliza como protección para que no se pierda material durante el
proceso de lavado.
40
Figura 3.3 Tamiz N° 200, Fuente: Elaboración propia
Finalmente se reúne el material retenido en la malla N° 200 más el material
limpio y se seca en horno a temperatura constante, para luego pesar el
material seco; se registra este dato el cual será la masa final (peso seco
limpio).
41
Figura 3.4 Material limpio, Fuente: Elaboración propia
Cuando se tiene el dato de la masa inicial y la masa final se puede calcular la
cantidad de fino bajo la malla N° 200, para esto se procede de la siguiente
manera:
Mi − Mf
x100
Mi
Donde,
Mi = Masa inicial de la muestra de ensayo seca (g).
Mf = Masa de la muestra de ensayo lavada y seca (g).
Datos de ensayo
Mi = 7992 g.
Mf = 7755 g.
42
Cálculo del material fino menor que 0,080 mm
7992 − 7755
X 100
7992
Porcentaje material fino= 2,96%
Resultados
Para las gravas, según la Norma, para Hormigones sometidos a desgaste se
pide un porcentaje de 0,5% bajo la malla N°. 200, y para Hormigones no
sometidos a desgaste un 1,0% bajo la malla N°.200.
El porcentaje de material fino menor que 0,080 mm resultante del material
reciclado ensayado resultó ser superior al exigido por Norma, ya que las
probetas al ser trituradas, se desprende el material constituyente del
hormigón, como es el cemento cuyo grano pasa por la malla N°200.
3.3.4 Método de la densidad aparente
Procedimiento de ensayo
Densidad Aparente Compactada3 (Procedimiento por Apisonado)
Se toma una cantidad de muestra igual al doble de la capacidad volumétrica
del recipiente a utilizar, el material se seca previamente y se procede al
ensaye.
Se llena el recipiente en tres capas de espesor similar, a excepción de la
ultima capa que tiene que tener un exceso del árido por sobre la medida4. El
material se va depositando en el recipiente con una poruña y cada capa se
3
4
Densidad aparente del árido compactado en la medida que lo contiene.
Recipiente de capacidad volumétrica normal.
43
empareja apisonando el material con una varilla pisón, dando 25 golpes
uniformemente repartidos (Figura 3.5).
La segunda capa se apisona haciendo penetrar el pisón en la capa
inmediatamente inferior, haciendo el mismo proceso con la última capa;
luego se elimina el exceso de material utilizando la varilla pisón como regla
de enrase, desplazándola de los bordes de la medida sin ejercer presión.
Finalmente se determina y registra la masa que llena la medida, para lo cual
se pesa la medida con el material compactado.
Figura 3.5 Apisonado del material, Fuente: Elaboración propia
44
Datos de ensayo
Masa del material + peso de la medida.
M 1 = 19200 g
M 2 = 19195 g
M3 = 19490 g
M4 = 19250 g
Datos de la medida.
Pm = 4837 g.
V = 9439 cm3
Donde
Pm = peso de la medida.
V = volumen de la medida.
Cálculos
Cálculo de la masa del material
m1, m2, m3, m4 = Peso del material - peso de la medida.
45
Peso del
material + Peso de
Muestra
peso
la medida
gemela N°
medida
(gr)
(gr)
Masa del
material
(gr)
Símbolo
19200
4837
14363
m1
19195
4837
14358
m2
19490
4837
14653
m3
19250
4837
14413
m4
1
2
Tabla 3.4 Registro de masa para el cálculo de la densidad aparente compactada de
árido reciclado, Fuente: Elaboración propia
Cálculo de la densidad
- Fórmula
D=
M
V
Donde,
D = densidad
m = masa del material
v = volumen de la medida.
46
Masa del
material (g)
Volumen
de la
medida (g)
Dendidad
(g/cm3)
Símbolo
14363
9439
1522
d1
14358
9439
1521
d2
14653
9439
1552
d3
14413
9439
1527
d4
Tabla 3.5 Densidad aparente compactada de árido reciclado, Fuente: Elaboración
propia
Densidad muestra gemela 1
(d1 + d 2)
2
(1522 + 1521)
= 1522 g / cm 3
2
Densidad muestra gemela 2
(d 3 + d 4)
2
(1552 + 1527)
= 1539,5 g / cm 3
2
Resultados
Se debe aceptar la determinación de cada densidad aparente cuando la
diferencia entre los dos resultados obtenidos por un mismo operador, en
ensayos sobre muestras gemelas, sea igual o inferior a 30 Kg/m3. Según los
resultados obtenidos la muestra gemela 1 da como resultado 1522 g/cm3 y la
muestra gemela 2 es igual a 1539,5 g/cm3, por lo tanto la diferencia entre
ambos resultados es 17,5 g/cm3, lo cual es menor a 30 kg/cm3 (manual de
47
carretera vol. 8 8.202.19 agregados petreos: metodo para determinar la
densidad aparente)
Densidad Aparente Suelta 5(Procedimiento por Simple Vaciado).
Se toma una cantidad de muestra igual al doble de la capacidad volumétrica
del recipiente a utilizar, el material se seca y se procede al ensaye.
Se llena el recipiente con el material, dejándolo caer desde una altura de
aproximadamente 5 cm. sobre el borde superior del recipiente, en este caso
se llena la medida de una sola vez deslizando la poruña por el borde de
manera que se distribuya el material uniformemente (Figura 3.6).
Al igual que en el caso anterior el exceso de material se elimina enrasando
con la varilla pisón. Luego se determina y registra la masa que llena el
recipiente.
Figura 3.6 Llenado de la medida, Fuente: Elaboración propia
5
Densidad aparente del árido vaciado en la medida que lo contiene.
48
Datos de ensayo
Para determinar las densidades se prepararon cuatro fracciones de material
reciclado denominados “M”, dividido en dos grupos obtenidos del cuarteo
para ser ensayados como muestras gemelas.
Densidad Aparente Suelta
- Masa del material + peso de la medida.
M 1 = 18316 g.
M 2 = 18485 g.
M3 = 18607 g.
M4 = 18467 g.
- Datos de la medida (recipiente).
Pm = 4837 g.
V = 9439 cm3
Donde
Pm = peso de la medida.
V = volumen de la medida.
Cálculos
Cálculo de la masa del material
m1, m2, m3, m4 = (Peso del material + peso de la medida)- peso de la
medida.
Estas masas se calculan y se registran como se ve en la tabla 3.6
49
Peso del
Muestra material + Peso de la
gemela N°
peso
medida (g)
medida (g)
Masa del
material
(g)
Símbolo
18316
4837
13479
m1
18485
4837
13648
m2
18607
4837
13770
m3
18467
4837
13630
m4
1
2
Tabla 3.6 Registro de masas del árido reciclado para cálculo de la densidad aparente
suelta, Fuente: Elaboración propia
Cálculo de la densidad
Fórmula
M
D=
V
Donde,
D = densidad
m = masa del material
v = volumen de la medida.
50
Masa del
material
(g)
Volumen
Densidad
de la
(g/cm3)
medida (g)
Símbolo
13479
9439
1428
d1
13648
9439
1446
d2
13770
9439
1460
d3
13630
9439
1440
d4
Tabla 3.7 Registro de las densidades aparente suelta del árido reciclado,
Fuente: Elaboración propia
Densidad Muestra gemela 1
(d1 + d 2)
2
(1428 + 1446)
= 1440 g / cm 3
2
Densidad Muestra gemela 2
(d 3 + d 4)
2
(1460 + 1440)
= 1450 g / cm 3
2
Resultados
Se debe aceptar la determinación de cada densidad aparente cuando la
diferencia entre los resultados obtenidos por un mismo operador, en ensayos
sobre muestras gemelas, sea igual o inferior e 30 Kg/m3 (manual de carretera
51
vol. 8 8.202.19 agregados pétreos: método para determinar la densidad
aparente)
Por lo tanto el resultado obtenidos de nuestro ensayo esta dentro del rango
de aceptación.
3.3.5 Método para la determinación de la densidad real, la densidad
neta y la absorción de agua en pétreos gruesos
Procedimiento de ensayo
Se toma la cantidad de muestra necesaria y se tamiza en la malla N° 4. El
material retenido en la malla N° 4 se lava para remover el material adherido a
las partículas hasta que el agua salga clara.
Concluido el paso anterior se procede a secar el material hasta masa
constante en horno a una temperatura de 110 ± 5 ° C. para luego dejar enfriar
la muestra al aire (a temperatura ambiente). Una vez fría, la muestra se debe
sumergir en agua a temperatura ambiente por un período de 24 ± 4 hr.
Después de las 24 hr De haber sumergido el material se retira del agua y se
deposita inmediatamente en el canastillo a una temperatura de 20 ± 3° C., y
se determina el peso sumergido aproximando a 1 g. Este peso se registra
como A.
Cuando ya se ha registrado el peso A, se retira la muestra del canastillo y se
secan superficialmente las partículas haciéndolas rodar sobre un paño
absorbente hasta que desaparezcan las películas de agua visibles.
Se determina la masa del pétreo saturado superficialmente seco
aproximando a 1 gr. Se registra este peso como B.
Finalmente se seca la muestra hasta masa constante en horno a una
temperatura de 110 ± 5° C., se enfría la muestra a temperatura ambiente y se
52
determina la masa de la muestra seca aproximando a 1 g. Se registra el peso
como C.
Datos de ensayo
Se realizó el proceso sobre dos muestras, registrando los siguientes datos:
Peso (gr)
Muestra 1 Muestra 2
Sumergido
2729
2821
S.S.S.
4462
4590
Seco
4345
4477
Tabla 3.8 Registro de masa para cálculo de las densidades y % de absorción del árido
reciclado, Fuente: Elaboración propia
Fórmulas
Para el cálculo de las densidades tenemos las siguientes fórmulas
d .real sec a =
d .neta =
m sec a
x1000 Kg / m 3
ms.s.s − msumergida
m sec a
x1000 Kg / m 3
m sec a − msumergida
53
% absorción =
ms.s.s. − m sec a
x100
m sec a
Cálculos
1° Muestra
d .real sec a =
d .neta =
4345
x1000 Kg / m 3 = 2507 Kg / cm 3
4462 − 2729
4345
x1000 Kg / m 3 = 2689 Kg / cm 3
4345 − 2729
%absorción =
4462 − 4345
x100 = 2,69%
4345
2° Muestra
d .real sec a =
d .neta =
4447
x1000 Kg / m 3 = 2531Kg / cm 3
4590 − 2821
4477
x1000 Kg / m 3 = 2703Kg / cm 3
4477 − 2821
54
%absorción =
4590 − 4477
x100 = 2,52%
4477
Tabla Resumen
Muestra 1
Muestra 2
d.real seca
(Kg/cm3)
2507
2531
d neta
(Kg/cm3)
2689
2703
%
absorción
2,69
2,52
Tabla 3.9 Tabla resumen de densidad real seca, densidad neta y % de absorción del
árido reciclado, Fuente: Elaboración propia
55
3.3.6 Método para determinar el desgaste mediante la Máquina de
los Ángeles
Procedimiento de ensayo
Para este ensaye se procede a lavar la cantidad de material a utilizar, para
luego secarla hasta masa constante en el horno, una vez seca se procede a
determinar la granulometría del material y cada fracción retenida en cada uno
de los tamices utilizados se pesa y deja separado.
Para saber la cantidad de material que se ingresará a la Máquina de los
Ángeles se debe determinar el grado, para lo cual se debe ir a la
siguientetabla:
56
Tabla 3.10 Determinación del desgaste de los Ángeles del árido reciclado, Fuente: Elaboración
propia
En la Máquina de los Ángeles6 se deposita el material retenido en los tamices
correspondientes al grado elegido, antes se determina y registra la masa
inicial, se colocan las esferas de acero correspondientes y se determina las
revoluciones según el grado elegido.
6
Tambor de acero de 710mm± 6mm de diámetro interior y de 510mm± 6mm de longitud interior
montado horizontalmente por sus vástagos axiales. La máquina está provista de una abertura con tapa
para introducir la muestra.
57
Cuando finaliza el proceso en la Máquina de los Ángeles, se retira el material
y se corta en la malla de 2,5 mm o superior, luego se pasa el material por la
malla 1,6 mm, se reúne el material retenido en ambos tamices, se lava y
seca hasta masa constante en horno y se deja enfriar a temperatura
ambiente. Por último se pesa y registra la masa como masa final de la
muestra.
Figura 3.7 Máquina de los Ángeles, Fuente: Elaboración propia
58
Figura 3.8 Bolas de acero de la Máquina de los Ángeles, Fuente: Elaboración propia
Figura 3.9 Material resultante del ensayo en la Máquina de los Ángeles, Fuente: Elaboración propia
59
Datos de ensayo
mi = 5000 g.
mf = 3500 g.
Fórmula
P=
mi − mf
x100
mi
Donde,
P = pérdida de masa de la muestra (%).
mi = masa inicial de la muestra.
mf = masa final de la muestra.
Cálculo
P=
5000 − 3500
x100 = 30%
5000
Resultado
Como la pérdida de masa de un 30%, nuestro material reciclado sería apto
para hormigones que no van a ser sometidos a esfuerzo, ya que en áridos
normales el porcentaje de pérdida esta entre el 17% y 21% según norma.
60
CAPITULO IV
HORMIGÓN DE PRUEBA
61
4.1 Método de preparación de mezclas de prueba en laboratorio
Al obtener los resultados del material chancado, se pueden preparar
probetas de hormigón, las cuales se ensayarán a la compresión y
flexotracción de acuerdo a las normas vigentes. De ésta forma se puede
determinar si el material resultante es apto para ser utilizado en el hormigón y
observar el comportamiento al ser incorporado a los constituyentes de la
mezcla fresca y luego probar el comportamiento mecánico que puede aportar
al sustituir a la piedra común utilizada.
Para la confección del hormigón de prueba se necesita determinar la
dosificación de los materiales constituyentes que lo conforman; entonces es
necesario recurrir a los datos antes obtenidos como son: el porcentaje de
absorción de agua, porcentaje de árido retenido en cada tamiz obtenido
mediante la granulometría, porcentaje de finos y la densidad. De esta manera
se puede determinar la cantidad de agua de amasado para la mezcla y
cantidad de áridos para lograr un metro cúbico de hormigón. También se
puede determinar la cantidad de material fino a utilizar para lograr un
producto homogéneo, característica que se requiere en un hormigón de
calidad.
Se emplean procedimientos establecidos para lograr resultados coherentes
siguiendo y adoptando el método científico tanto para la preparación de los
materiales como para la confección de las muestras que serán ensayadas.
Preparación de los materiales.
Preparación de los Áridos.
Una vez obtenidos todos los datos de las pruebas hechas a los áridos se está
en condiciones de preparar las muestras para confeccionar el hormigón de
62
prueba.
Los áridos que fueron llevados al laboratorio se conservaron en sacos
puestos a la intemperie, protegiéndolos sólo de la contaminación y no de la
humedad ya que no es requerido para éste ensaye. Para ambos tipos de
áridos, gruesos y finos, se realiza el mismo procedimiento y fueron llevados
al laboratorio proveniente de las mismas instalaciones desde donde se
obtuvo el árido reciclado.
Para realizar la muestra se utilizan los áridos sin rastros de humedad tanto
en su superficie como al interior de sus poros accesibles, para lo cual se
seca el material a una temperatura de 110 °C aproximadamente hasta que
no se obtuvo variación de peso en tres pesadas consecutivas, es decir, a
masa constante. Una vez obtenido el material seco se separa y se deja
enfriar en un lugar seguro para que no se contamine.
Antes de confeccionar el hormigón se pesó cuidadosamente el árido seco en
balanzas de acuerdo a la dosificación indicada, utilizando para ello
recipientes adecuados estancos y de fácil manipulación.
63
Figura 4.1 Aditivo MICRO AIR (Izquierda) y POLYHEED (Derecha), Fuente: Elaboración propia
Preparación de los Aditivos.
Los aditivos utilizados mostrados en la Figura 4.1 fueron conseguidos en una
planta hormigonera y corresponden a los utilizados comúnmente en los
hormigones colocados en la Región de Magallanes, se trata de un reductor
de Agua y Plastificante Polyheed y un incorporador de aire Micro Air. Ambos
son utilizados para añadir propiedades a los hormigones ya que éstos se ven
afectados por las condiciones climáticas de la región; clima seco en verano y
con fuerte viento, con lo cual el material esta propenso a perder el agua y
fluidez más rápidamente que en otras regiones del país al momento de su
colocación. Por último el factor ciclo hielo-deshielo producido en invierno.
64
Los aditivos descritos fueron incorporados al agua de amasado antes de ser
adicionada a la mezcla de hormigón. Dichos aditivos fueron aplicados con su
relación en peso, haciendo la conversión mediante la densidad de cada uno
ya que se encuentran en forma líquida, y se siguieron las recomendaciones
de los fabricantes para lograr un resultado optimo.
Figura 4.2 Peso de los Aditivos, Fuente: Elaboración propia
Preparación del Cemento
El cemento fue almacenado en un lugar fresco y sin humedad hasta el
momento de ser pesados, almacenándolos en sus envases originales a más
de 10 cm del suelo sobre “pallet” de madera y no permitiendo que se apilen
materiales impropios sobre él. Para el pesaje, se empleó balanzas
debidamente calibradas en el laboratorio, y se depositó en recipientes
apartados hasta el momento de confeccionar la muestra para evitar su
65
contaminación y así protegerlo de la humedad u otros factores, como la
simple acción de dejar caer el material desperdiciándolo.
El cemento utilizado es del grado de Alta resistencia inicial el cual es muy
utilizado en nuestra región por lograr temperatura adecuada de fragüe inicial
y optimizar los plazos de descimbre dado las condiciones climáticas
cambiantes predominantes en la región, y este tipo de cemento aporta
mejores resistencias a edades tempranas.
Figura 4.3 Peso del cemento, Fuente: Elaboración propia
Mezclado del Hormigón.
Para realizar la mezcla de hormigón se diseña la dosificación para que
cumpla con una resistencia de 30 MPa y posea una fracción defectuosa de
10%, la docilidad requerida es de 6 cm medido con el ensaye del cono de
Abrams.
66
La dosificación se obtiene para 1m3 como se detalla a continuación:
Nivel de
Resistencia Confianza Tmax
(Mpa)
(mm)
(%)
30
90
25
Cono Cemento Arena Grava Agua Aditivo
(cm)
(Kg)
(Kg)
(Kg)
(lt)
1 (Kg)
6
332
895
868
226
0,106
Aditivo
2 (Kg)
1,923
Se dosificó según el método de Faury-Joisel el cual utiliza la curva
granulométrica existente para relacionar la proporción de los materiales.
La mezcla de hormigón se realizó de forma mecánica, mediante un
mezclador de 90 l, por lo cual se pesaron las fracciones de los materiales
cuidadosamente para no exceder la capacidad del tambor.
Se hizo el cálculo en relación a la dosificación para un metro cúbico
obteniendo la cantidad suficiente para realizar las pruebas y llenar los moldes
que serán ensayados posteriormente.
Para realizar la mezcla se incorporó la arena, en primer lugar, agregando
luego el cemento, mezclándolos hasta obtener una masa uniforme, para
posteriormente agregar el agua de amasado con los aditivos incorporadores
de aire y reductores de agua incluidos; posteriormente se adiciona el
hormigón chancado, vaciando la cantidad de agua suficiente durante el
mezclado para que el hormigón tenga la docilidad requerida según el ensayo
con el cono de Abrams cuyo método de ensaye se explica en el punto 4.3.
El tiempo requerido para tener una mezcla adecuada es de 6 minutos,
aproximadamente, haciendo una pausa de tres minutos, en el cual se verifica
la mezcla para adicionar agua en caso de verse muy seca.
67
Se debe tener especial cuidado en el procedimiento de mezcla levantando el
tambor dejándolo con el eje de giro casi horizontal para que se homogenice
la mezcla completa, inspeccionando cada vez para lograr que no queden
restos de mezcla sin hidratar en el fondo del tambor.
Figura 4.4 Hormigón al interior del tambor de mezclado, Fuente: Elaboración propia
Una vez terminada la mezcla se vacía completamente sobre polietileno, con
la finalidad que no se contamine con el suelo. Luego de realizado el último
remezclado en forma manual con pala en el material vaciado, se hace
inmediatamente el ensaye de docilidad empleando el Cono de Abrams.
Cuando es aprobada la mezcla, es decir, cumple con el asentamiento
requerido se procede a llenar los moldes de las probetas que se ensayarán a
la compresión y a la flexotracción, cuyo
procedimiento se describe más
adelante.
68
Figura 4.5 Mezcla de hormigón, Fuente: Elaboración propia
Esta mezcla es preparada para los ensayes de compresión y flexo-tracción
confeccionando cuatro muestras de tres probetas cada una materializadas en
probetas de 15 cm de diámetro y 30 cm de alto para compresión y probetas
rectangulares de 15 cm de base 15 cm de alto y 56 cm de largo para el
ensayo de flexo-tracción, las cuales serán ensayadas de forma alternada a
los 7
y 16 días, consideradas edades tempranas para los hormigones
confeccionados en la región.
4.2 Método para extraer muestras del hormigón fresco
La muestra de hormigón fresco es la mezcla de cemento, áridos, agua y
aditivos que ha sido preparada y no ha sido colocado y que se encuentra en
un lapso entre el comienzo de amasada a dos horas para el caso de cemento
69
grado corriente y una hora en caso de cemento de alta resistencia. Una vez
concluido éste lapso se le considera muestra especial.
Siendo así se extrae de la salida de la hormigonera o tan próximo como sea
posible para evaluar la calidad en cuanto a los materiales, la dosificación y el
mezclado.
Muestreo
Se toma una muestra suficiente de hormigón fresco, la cual debe ser mayor
una y media vez al volumen que se necesita para efectuar los ensayes
requeridos, considerando un volumen mínimo de 30 litros.
Para nuestro estudio se consideró hacer cuatro muestras de 3 cilindros y 3
prismas, cada una para ensayo a la compresión y a la flexo-tracción
respectivamente donde se necesita 90 litros mínimo de hormigón, lo cual se
logra con una mezcladora aportada por el laboratorio, se hizo una muestra
cada día para poder ensayar a los 7 días y a los 16 días, alternando
muestras gemelas intercalando los días. Se debe realizar el moldeo y
controles requeridos en el menor tiempo posible, no excediendo los 15
minutos desde la obtención de la muestra ya que se pierde la docilidad de la
mezcla.
Extracción de Muestras.
La muestra se extrae de la descarga de la hormigonera una vez terminada la
preparación, sin incluir el 10% del inicio de la descarga, ni el 10% final de
ésta, ya que se considera que el hormigón presenta la homogeneidad
suficiente para los hormigones entre dichas fracciones, es decir entre el 10%
y el 90% de la descarga.
70
Figura 4.6 Llenado de moldes cilíndricos, Fuente: Elaboración propia
Una vez obtenida la muestra se llenan los moldes según el procedimiento
indicado en la Norma NCh. 1037 Of. 77.
Son llenados tres cilindros y tres vigas con hormigón, en el caso de los
moldes cilíndricos se coloca el material en tres capas de más o menos el
mismo volumen, las cuales son debidamente compactadas, así mismo los
moldes prismáticos los cuales son llenados de igual forma.
4.3 Método para determinar la docilidad mediante el cono de Abrams.
Este método es un procedimiento normado para determinar la docilidad o
trabajabilidad del hormigón, el cual determina la facilidad de la mezcla en
estado fresco para ser transportado, colocado y compactado sin que se
produzca segregación del hormigón en estado fresco, se puede realizar tanto
en laboratorio como en obra para controlar los hormigones confeccionados
71
antes de la colocación. Su variación depende de la dosificación que se haya
efectuado al hormigón, es decir, la relación de agua/cemento que se haya
empleado; pudiendo variar en hormigones confeccionados de una misma
dosificación, sólo si se ha modificado la humedad de los árido pudiendo
recurrir a la disminución o aumento del agua de amasado.
Para los hormigones confeccionados en el Laboratorio se emplea el árido
seco, por lo que el agua se ocupa íntegramente.
El procedimiento es aplicable a hormigones preparados con áridos de
tamaño máximo absoluto hasta 50 mm y es válido para establecer la
docilidad de hormigones frescos con asentamientos o medida del descenso
que experimenta el hormigón fresco, determinado de acuerdo a este método
y que sirve como indicador de la docilidad comprendido entre 2 y 18 cm
medido de acuerdo a éste ensayo.
Procedimiento
Con el fin de lograr una buena superficie se coloca en el piso bien nivelado
una plancha de apoyo donde se posiciona el molde troncocónico, es decir,
con forma de cono abierto por ambos extremos humedecido sin exceso de
agua en su pared interior, para que el hormigón se des adhiera a éstas.
Para el llenado del cono se emplea la poruña (cuchara) metálica de fondo
redondo y “punta de huevo” de tamaño adecuado para vaciar el hormigón en
el molde, se efectúa de tal forma, que se llene el molde antes mencionado en
tres capas de igual volumen aproximadamente, esparciendo el hormigón de
forma uniforme desde el borde hacia el centro del círculo formando una
espiral. Para la compactación se emplea una varilla pisón de acero liso con
un diámetro de 16 mm y una longitud de 600 mm cuyos extremos son
semiesféricos, la cual logra compactar el material mediante la introducción de
ésta en cada capa de llenado con 25 golpes distribuidos uniformemente
desde el borde hacia el interior de toda la sección, cuidando en la primera
72
capa en realizar por lo menos la mitad de los golpes en el borde con la varilla
inclinada y la otra mitad acercándose hacia el centro con la varilla recta
(Figura 4.7).
Figura 4.7 Apisonado en ensaye de Trabajabilidad, Fuente: Elaboración propia
Las otras dos capas se apisonan cuidando que la varilla se introduzca a
penas en la capa subyacente y procurando que en la última capa siempre
que exceda con el hormigón por sobre el borde del cono, manteniendo la
cantidad de golpes estipuladas.
Terminada la compactación se enrasa la capa superior apoyando la varilla
pisón sobre el borde del cono y se desplaza con un movimiento de aserrado
y de rotación, luego se retira todo el material que haya caído en la placa de
apoyo y se procede a levantar el molde de forma firme y constante y vertical
sin producir perturbaciones.
Cuando se retira el molde de forma completa se deja a un costado del cono
formado por la muestra de hormigón y sobre la placa de apoyo, en forma
73
invertida, es decir, con el orificio más pequeño hacia abajo, posteriormente se
coloca sobre el borde de la parte más ancha la varilla pisón cuidando de que
un extremo quede por encima de la muestra de hormigón.
La medición del asentamiento se efectúa midiendo la diferencia de altura con
una huincha en el centro de la muestra colocada en forma perpendicular a la
varilla, expresando la medida con una aproximación de 0,5 cm En el caso de
que se produzcan anomalías en la forma del hormigón se debe repetir el
ensayo, y si éstas volviesen a producirse se informará que el hormigón no
presenta las características adecuadas para ser utilizado.
4.4 Método para refrentar probetas
Procedimiento con Pasta de Azufre.
Es la aplicación de una capa de material sobre la superficie de carga
destinada a corregir defectos de planeidad y/o paralelismo entre caras, con el
fin de obtener una distribución uniforme de tensiones durante la aplicación de
cargas.
En la mezcla de refrentado se agregan 55 a 70 partes en masa de polvo de
azufre y entre 30 a 45 partes en masa de material granular que pasa por el
tamiz de 0,315 mm De preferencia se emplea arcilla arena silícica (pumacita)
para el material granular o arcilla molida refractaria en su efecto.
La olla en la cual se hace la mezcla debe calentarse al punto de fusión que
bordea entre 130 y 145 °C, la cual permite que no quede la mezcla expuesta
a fuego directo, y debe tenerse la precaución de expulsar los gases
generados
mediante un extractor mecánico dispuesto en el lugar
acondicionado del Laboratorio.
Para colocar la mezcla en la placa de refrentado, se humedece previamente
con una delgada capa de desmoldante, cumpliendo con el requisito para que
74
la mezcla no se adhiera en la placa y no se mezcle con el material de
refrentado.
Las probetas cilíndricas, se extraen de la cámara de curado con la suficiente
antelación para que ésta se encuentre seca, es decir sin rastros de humedad
en la superficie a refrentar.
Una vez puesta la pasta en la placa se posiciona la probeta cilíndrica
suavemente deslizándola por el apoyo vertical hasta topar el fondo de la
probeta con la pasta y placa, se sujeta la probeta en el apoyo vertical para
asegurar la perpendicularidad de las caras el tiempo suficiente hasta que la
pasta esté seca.
4.5 Método de ensaye a la compresión de probetas cilíndricas
Para determinar la resistencia a la compresión de las probetas cilíndricas se
emplea el siguiente procedimiento normado: consiste en aplicación de carga
axial a un cilindro hecho de hormigón hasta el punto de rotura. Para éste
ensayo se confeccionaron 4 lotes con tres muestras cada uno; el primer lote
está compuesto de tres muestras de cono 5, el segundo lote tres muestras de
cono 3,5, el tercero de tres muestras de cono 8 y por último el cuarto lote de
tres muestras de cono 7 formando un total de 12 probetas cilíndricas, las
cuales se ensayarán a los 7 y a los 16 días intercalando muestras gemelas
en ambos días para tener el mismo número de resultados. El procedimiento
se aplica para todos los hormigones y entrega el resultado de capacidad de
resistencia propia de cada dosificación.
Medición de Probetas Cilíndricas
Antes de hacer el refrentado se debe obtener el peso y la dimensión de cada
probeta a ensayar para poder calcular su volumen y posteriormente su
densidad.
75
La medición se realiza a cada muestra ya que ocurren variaciones entre una
y otra, según molde utilizado, por lo que cada una puede tener diferencia de
milímetros
en
su
dimensión.
Para
esto
se
miden
los
diámetros
perpendiculares entre sí, los cuales se anotan como d1 y d2, y son obtenidos
en la mitad de la altura de la probeta, así como se mide la altura en dos
generatrices opuestas denominadas h1 y h2. Ambas anotaciones se expresan
en milímetros con aproximación a 1 mm.
El peso de cada muestra se obtiene colocándolas de a una en una balanza y
se registra el dato, expresando su resultado con una aproximación igual o
inferior a 50 gramos. Los datos deben ser anotados de manera legible y con
su correcta denominación para cada probeta.
Procedimiento de ensaye.
Para este procedimiento es necesario que, tanto las superficies de las placas
de la prensa, como las caras refrentadas de las probetas de ensaye estén
limpias, así de esta manera se posiciona la probeta en la placa inferior de la
prensa asegurándose que se encuentre centrada en su eje con el centro de
la placa, posteriormente se acomoda la placa superior guiando la probeta
suavemente con la mano y accionando lentamente la palanca de la prensa
para que suba la placa de forma adecuada hasta tocar la placa superior. Una
vez puesta la probeta en la posición correcta se aplica la carga
consecutivamente a una velocidad uniforme.
Se puede apreciar que la probeta ha llegado al punto de fractura cuando se
observa un agrietamiento vertical en ella y el dial indicador de carga
retrocede bajo el 90% de la carga máxima (Figura 4.8).
Finalmente se retira la muestra de ensayo previo accionamiento de la
palanca para que descienda la placa, y se registra la carga máxima indicada
en el dial, que la determina en Libra Fuerza (Lbf), pero se expresa en
76
Kilogramo Fuerza (Kgf).
Figura 4.8 Ensayo a la compresión, Fuente: Elaboración propia
Expresión de los resultados
Se calcula la sección de ensaye según las siguientes fórmulas:
S = 0,196x(d1 + d 2 ) 2
Donde
di : es la medida de los diámetros obtenidos como se explica anteriormente,
f : Tensión de rotura
P : Carga máxima aplicada por la máquina de ensaye
S : Sección de ensayo, medida a partir de la dimensión básica real
77
Densidad aparente
Primero se calcula el Volumen de la probeta según la siguiente fórmula:
V = Sxh
Donde:
S : Es la sección de Ensaye (mm2)
h : Altura Promedio (mm).
Se calcula la densidad aparente de la probeta haciendo el cuociente entre
masa y volumen, para expresar los resultados se ocupa de unidad de Kg/m3,
con una aproximación igual o inferior a 10 kg/m3
Resultados
Los resultados obtenidos se registran en una tabla, anotando la resistencia
en kilogramo fuerza y Mega Pascales y para cada probeta se adjunta el cono
obtenido en el ensaye del cono de Abrams (Tabla 4.1). Así se tiene una
relación de resistencia y docilidad ya que posee directa relación entre la
cantidad de agua adicionada y la resistencia obtenida.
78
Tabla 4.1 Resultados de resistencia a la compresión de probetas cilíndricas, Fuente:
Elaboración propia
Se anotan de igual manera el peso de cada probeta para hacer el cálculo de
la densidad de cada una, para obtener una relación de la compactación de
cada cilindro y analizar si existe dispersión en el ensaye.
79
PROBETAS CILÍNDRICAS
PESO DENSIDAD
CÓD
kg
kg/m3
r01
12,67
2401
r02
12,597
2210
r03
12,635
2768
r04
12,416
2264
r05
11,95
1943
r06
12,492
2382
r07
12,546
2362
r08
12,542
2368
r09
12,482
2393
r10
12,587
2442
r11
12,571
2397
r12
12,557
2375
Tabla 4.2 Resultados densidad aparente de probetas cilíndricas, Fuente: Elaboración propia
Como se ve en el análisis de los resultados expresados en la Tabla 4.2, se
puede identificar que el modo de preparación de las probetas puede influir en
los resultados aunque, los datos obtenidos son los mínimos para hacer un
análisis de comportamiento adecuado del hormigón en relación a la cantidad
de agua de amasado y la compactación, ya que también influyen el método
de curado y la temperatura alcanzada en este período. Se pueden obtener
estos datos con el método de determinación de madurez, pero no es el fin de
esta presentación.
En relación a las resistencias obtenidas se puede apreciar una dispersión
pequeña entre las muestras, cuya aprobación para ser utilizado se tratará en
otro capítulo.
80
4.6 Método de ensaye a la tracción por flexión de probetas prismáticas.
Se realiza el ensaye a la tracción por flexión de probetas prismáticas
simplemente apoyadas, la cual aplica una carga P/2 hasta el punto de rotura
aplicada en los límites del tercio central de la luz de ensaye, ya que se cuenta
con una sección básica de 150 mm, medida que determina el tipo de carga a
aplicar.
Para este ensayo se utiliza la misma prensa del método anterior, solo se
cambia la base de apoyo y el punto de apoyo en la parte superior. La
muestra es curada en una piscina acondicionada para este propósito donde
se sumerge, y debe ensayarse húmeda luego de ser sacada de dicha
piscina.
Procedimiento de ensaye
Para realizar el ensayo se retiran las probetas de la piscina de curado, en la
cual se encuentran sumergidas en agua a temperatura media de 20 °C. Este
procedimiento se realiza inmediatamente antes de ensayar. Antes de aplicar
la carga se marca con un lápiz carpintero normal rápidamente la posición de
los apoyos, para que las caras de ensaye se mantengan húmedas, requisito
de la Norma que rige este procedimiento.
Luego de efectuar las marcas se coloca la muestra en la prensa de ensaye
de manera que la aplicación de la carga sea la indicada (lo que se obtiene
según su dimensión) y que éstas coincidan con las marcas previamente
hechas, de forma tal que una de las caras laterales quede en la base de
apoyo y carga, o lo que es lo mismo decir, que la cara de llenado quede libre
correspondiendo ésta a la altura de la probeta para efecto de medición.
Se debe tener cuidado de no dejar caer la muestra y no rasparla al momento
de la colocación; debe quedar firme y bien posicionada en la prensa como se
muestra en la Figura 4.9.
81
Figura 4.9 Ensaye de probeta prismática, Fuente: Elaboración propia
82
Aplicación de la carga
Para el cálculo de la distancia de aplicación de las cargas en probetas
prismáticas se utiliza una fórmula descrita a continuación la cual nos indica
que se aplica la carga en los límites del tercio central ya que se cumplen la
siguientes condiciones especificadas en los ensayos de probetas prismáticas
del Manual de Carreteras Vol. 8 sección 8.402.12, en el cual que se pide
que el largo debe ser mayor o igual que la altura; resumiendo:
L ≥ 2h
Donde:
L : longitud de la probeta prismática
h : Es la altura de la probeta prismática.
Al medir las probetas se obtiene un valor de L = 53 cm y h = 15 cm
53 > 2 · 15 = 30 lo cual es verdadero por lo que se aplicará la carga P/2.
Se verifica la luz de ensaye y se registra expresándola en milímetro, el cual
se mide en la cara inferior de la probeta una vez colocada en posición de
ensaye. Una vez limpia las superficies de apoyo y de carga se colocan las
probetas en la prensa de ensaye haciendo coincidir las marcas con los
puntos de apoyo y de carga. Se deben verificar las tolerancias de apoyo
según lo describe en el punto 3.7 de la NCh 1038 Of.77.
Finalmente se aplican las cargas de forma continua y uniforme, manteniendo
la velocidad hasta el término del ensaye en que se produce la rotura de la
probeta. Para expresar los resultados se registra la carga máxima en Kgf y se
mide en ancho como el promedio de la dimensión de la carga de apoyo y
carga; y la altura como la dimensión de las caras laterales medidos en la
sección de rotura.
83
Expresión de los resultados
Para el cálculo de los resultados se utiliza una fórmula que depende de la
posición de la rotura en la luz de ésta. Como la fractura de la probeta se
produce en el tercio central de la luz de ensaye, es decir dentro de las
marcas antes mencionadas, se calcula la resistencia a la tracción por flexión
con la fórmula siguiente:
ft =
PxL
bxh 2
Donde:
ft : Tensión de rotura
P : Carga máxima aplicada
L : Luz de ensaye de la probeta
B : Ancho promedio de la probeta en la sección de rotura
h : Altura promedio de la probeta en la sección de rotura,
Resultados.
La expresión de los resultados se ejecuta de forma similar a los obtenidos en
el ensaye a la compresión anotándolos de la misma forma, para lograr
establecer una relación entre la resistencia y la cantidad de agua agregada
en el amasado.
En la tabla 4.3 se pueden apreciar los resultados los cuales serán analizados
en el siguiente capítulo, en cuanto a su aceptación, no obstante se puede
84
apreciar que para este ensaye no es muy influyente el asentamiento de cono
obtenido, por lo que influyen otros factores como son la forma de las
partículas que logran la cohesión, la limpieza de los áridos y la densidad
obtenida en la compactación.
Tabla 4.3 Resultados de resistencia a la flexo tracción de probetas prismáticas, Fuente:
Elaboración propia
85
CAPITULO V
EVALUACIÓN ESTADÍSTICA
86
5.1 Evaluación estadística de la resistencia
Para analizar la aceptación de la resistencia obtenida en las muestras
realizadas se aplica la norma NCh 1998.Of89 “Evaluación estadística de
la resistencia mecánica”, la cual establece procedimientos de evaluación
de la calidad del hormigón en relación a los resultados de las resistencias
especificadas. Para efectos de este documento se consideran las
resistencias obtenidas de las probetas trituradas para realizar el hormigón de
prueba, resultando de ellas la curva de comparación de la resistencia a la
compresión. Y teniendo como base que se trata de un hormigón dosificado
para cumplir con 30 Mega Pascales (MPa) de resistencia a la compresión y
una fracción defectuosa del 10% y confeccionado con una docilidad de 6 cm.
de asentamiento según ensayo de cono de Abrams.
Cálculos.
Para obtener los datos de comparación se recurre al universo de muestras
obtenidas entre el segundo semestre del 2007 y el primer semestre del 2008
en el Laboratorio Austro Umag, para lo cual se tiene la siguiente tabla:
87
FECHA DE MUESTREO
19‐11‐2007
23‐11‐2007
20‐11‐2007
10‐12‐2007
10‐12‐2007
21‐11‐2007
21‐11‐2007
05‐12‐2007
05‐12‐2007
05‐12‐2007
07‐12‐2007
07‐12‐2007
07‐12‐2007
07‐12‐2007
05‐12‐2007
05‐12‐2007
05‐12‐2007
06‐12‐2007
11‐12‐2007
15‐12‐2007
13‐12‐2007
14‐12‐2007
14‐12‐2007
21‐12‐2007
15‐12‐2007
17‐12‐2007
17‐12‐2007
17‐12‐2007
21‐12‐2007
09‐01‐2008
09‐01‐2008
11‐01‐2008
16‐01‐2008
16‐01‐2008
22‐01‐2008
29‐01‐2008
21‐01‐2008
23‐01‐2008
01‐02‐2008
24‐01‐2008
31‐01‐2008
04‐02‐2008
25‐01‐2008
26‐01‐2008
28‐01‐2008
31‐01‐2008
01‐02‐2008
02‐02‐2008
04‐02‐2008
26‐07‐2008
19‐07‐2008
24‐07‐2008
15‐07‐2008
17‐07‐2008
14‐07‐2008
11‐07‐2008
09‐07‐2008
09‐07‐2008
09‐07‐2008
02‐07‐2008
04‐07‐2008
TIPO
CALZADA
LOSA
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
CICLOVIA
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
MURO
MURO
MURO
ZAPATA
MURO
MURO
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
ACERAS
LOSA
ALZADA
ALZADA
ZAPATA
CÁMARA
ACERAS
CÁMARA
ACERAS
ACERAS
ACERAS
LOSA
LOSA
T° HG T° AB DOCILIDAD NIVEL DE CONFIANZA RESISTENCIA CA
10,7
6,1
5
90
300
15,6
16
7,5
90
300
11,7 10,6
5
80
300
10,6 11,1
6,5
80
300
10,4 11,3
6
80
300
12,1
5,1
5
90
300
12,7
7,1
5
90
300
13,6 13,7
13
80
300
13,6 13,9
12
80
300
13,9 13,7
8
80
300
14,7
10
5
80
300
13,6
10
5
80
300
15,1
10
5
80
300
12,3
9,5
7
80
300
13,5 15,2
3
80
300
14 14,9
4
80
300
13,6 14,6
4,5
80
300
14,3 17,7
6
80
300
14,8 15,3
4
80
300
13,6 12,5
5
80
300
17 16,5
4
80
300
13,6 14,2
4
80
300
13,2 12,7
5,5
80
300
15,9 14,7
6,5
80
300
12,7 13,2
6
90
300
14,3 15,8
6,5
90
300
14,6 15,5
6,5
90
300
14,7 15,3
6
90
300
14,3 14,9
4
80
300
13,1 14,3
6
80
300
14 13,7
7
80
300
13 12,6
7
80
300
14,6 11,3
6
80
300
14,7 13,3
4
80
300
17,6 17,3
7
80
300
15,3
15
6,5
80
300
18,8 12,1
6,5
90
300
17,6 15,9
6
90
300
14,9 16,5
7
90
300
17,7 18,9
6,5
80
300
14,3 13,8
6,5
80
300
14,8 16,3
7
80
300
17,9 18,6
7
80
300
13,9 14,3
6
90
300
17,2 21,2
7
80
300
14,1 12,3
12
80
300
14,4 12,5
10
80
300
13,7
9,7
6
80
300
14,7 17,1
5,5
80
300
9
6
6
90
300
7
6
8
90
300
9
6
7,5
90
300
7
6
8
90
300
12,3
6
5
90
300
13,7
3,5
8,5
80
300
13,1
4,2
5,5
90
300
11,6
3,8
7,5
80
300
11,8
3,8
7
80
300
12,3
3,9
7
80
300
8
7
8
90
300
7
6
7
90
300
DOSIS
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
H‐30
ESISTENCIA A LA COMPRESIÓ
7 DÍAS
28 DÍAS
36 37
51
52
35 34
49
50
33
47
48
35
38
39
25
37
37
35
46
47
37
48
48
26
41
42
29
45
43
27
43
43
28
40
41
25
43
41
27
42
41
24
36
35
36
55
57
36
53
53
35
50
45
29
44
44
35
50
50
38
52
50
38
51
50
37
51
48
39
53
51
41
56
55
36
48
49
33
45
46
34
45
47
33
46
47
29
42
39
31
48
49
32
45
46
22
35
35
21
36
38
21
41
43
29
42
41
23
37
36
32
48
44
27
41
43
22
35
37
30
47
47
27
49
45
29
42
42
25
38
40
32
42
44
23
35
35
20
36
35
22
35
35
25
40
38
22
36
35
27 27
50
52
36
49
50
28
50
51
30
45
48
21
37
37
23
35
34
26
40
44
17
24
27
20
29
26
15
28
26
29 30
48
50
28 27
44
40
Tabla 5.1 Resultados de resistencia a la compresión de probetas cilíndricas, Fuente:
Austro Umag
88
La Tabla 5.1 representa las muestras obtenidas y ensayadas dentro de dicho
período. Las probetas utilizadas se encuentran en el patio de la Universidad,
y corresponden a hormigones destinados a materializar calzadas, losas,
aceras y muros entre otros elementos ensayados, cuya dosificación es para
una resistencia de 300 Kgf (kilogramo fuerza) y se expresa en resultados
para 7 y 28 días, períodos para obtener un registro significativo de las
muestras ensayadas.
Como es de esperar, para cada elemento se requiere un nivel de confianza
distinto, lo que hace que varíe la dosis de cemento, además de la calidad de
éste y de los áridos, ya que dentro de las probetas recicladas se encuentra
una cantidad considerable de áridos que fueron constituyentes de un
hormigón destinado a ser parte de distintos elementos constructivos y por
consiguiente obtenidos de distintas plantas hormigoneras.
Con los datos recopilados y señalados en la Tabla 5.1 se obtuvo el promedio
entre las muestras con resistencias de 300 Kg/cm2 , de esta manera poder
calcular la resistencia estadística de los hormigones de prueba mencionados
en este documento. Por lo tanto la resistencia que se obtuvo como promedio
es R = 44 MPa para los 28 días y R = 28 MPa para los 7 días.
Al graficar los datos mencionados anteriormente se obtiene la siguiente
curva:
89
Gráfico 5.1 Resistencia probetas de laboratorio, Fuente: Austro-Umag
De la curva de la resistencia se calcula la ecuación de la curva para obtener
una resistencia promedio a los 16 días y así poder comparar los resultados
obtenidos para esta edad de las probetas confeccionadas. La ecuación
obtenida se representa por y = 0,761x + 22,66 donde x es 16 días por lo
que al reemplazar se obtiene y= 35 MPa, siendo ésta la resistencia requerida
para el cálculo.
Las resistencias a la flexotracción fueron entregadas por el laboratorio en
relación a las resistencias promedio de compresión, en las cuales se
obtienen R= 4,2 MPa para los 7 días y R = 4,9 MPa para 28 días, obteniendo
así una resistencia de 4,5 MPa para los 16 días.
90
Se empleó la NCh. 1998.Of89, para el cálculo de la resistencia de aceptación
estadística en la cual se indica que
para la evaluación de un lote
considerando el total de muestras deben cumplir con las siguientes
condiciones simultáneamente.
a)
fm ≥ fc + s × t
b)
fi ≥ f0 = fc − k2
Donde:
fm = resistencia media del lote, en MPa.
fc = resistencia especificada a la rotura por compresión, en MPa.
s = desviación normal de las resistencias individuales fi, en MPa.
t = factor estadístico (según tabla).
fi = resistencia individual de cada muestra, en MPa.
f0 = límite inferior para la resistencia fi de cada muestra, en MPa.
fc = resistencia especificada a la rotura por compresión, en MPa.
k2 = constante de evaluación (según tabla).
Para obtener el dato del factor estadístico requerido de la fórmula anterior se
aplica la siguiente tabla:
91
Número de
muestras
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
más de 30
Fracción defectuosa,%
5
10
20
2,92
1,886
1,061
2,353
1,638
0,978
2,132
1,533
0,941
2,015
1,476
0,92
1,943
1,44
0,906
1,895
1,415
0,896
1,86
1,397
0,889
1,833
1,383
0,883
1,812
1,372
0,879
1,796
1,363
0,876
1,782
1,356
0,873
1,771
1,35
0,87
1,761
1,345
0,868
1,753
1,341
0,866
1,746
1,337
0,865
1,74
1,333
0,863
1,734
1,33
0,862
1,729
1,328
0,861
1,725
1,325
0,86
1,721
1,323
0,859
1,717
1,321
0,858
1,714
1,319
0,858
1,711
1,318
0,857
1,706
1,316
0,856
1,706
1,315
0,856
1,703
1,314
0,855
1,701
1,313
0,855
1,645
1,282
0,842
Tabla 5.2 Factor estadístico t, Fuente: NCh. 1998 Of.89
Como el número de muestras es 4 y la muestra defectuosa es 10% se
obtiene como factor t = 1,638.
Así mismo para obtener el factor k2 se utiliza la siguiente tabla:
92
grado de hormigón
Fracción defectuosa aceptada,
%
5
10
20
k1
H5
0,3
H10
0,5
H15
0,8
k2
0,6
1,2
1,9
k1
0
0
0
k2
0,9
1,7
2,6
k1
-0,4
-0,7
-1,1
k2
1,4
2,7
4,1
Tabla 5.3 Constante de evaluación, MPa, Fuente: NCh. 1998 Of.89
Donde el valor de k2 para un 10 % de fracción defectuosa para un H-10 es k2
= 1,7
Resultados del ensayo a la compresión
Se considera fc = 29 para los 7 días y fc = 35 para los 16 días según los datos
obtenidos proyectando la curva de los ensayos hechos en el laboratorio a las
probetas consideradas para realizar las muestras de hormigón.
Para calcular la resistencia media del lote se calcula como el promedio de los
resultados de los ensayos, quedando como fm = 33 para los 7 días y fm = 43
para los 16 días.
Según tablas se obtiene los valores de t = 1,638 y k2 = 1,7
Así para obtener la Desviación Estándar se ocupa la fórmula:
__
n
S 2x =
∑(X
i =1
i
− X )2
n −1
93
Dando como resultado S = 2,69 para los 7 días y S = 2,60 para los 16 días.
Entonces se tiene los siguientes resultados para los 7 días:
a) fm ≥ fc + s · t
33 ≥ 29 + 2,69 · 1,638
33 = 33
b) fi ≥ f0 = fc – k2
Donde f0 = 29 -1,7 = 27,3
f1 = 33 > f0
f2 = 33 > f0
f3 = 29 > f0
f4 = 32 > f0
f5 = 37 > f0
f6 = 35 > f0
Y se tiene los siguientes resultados para los 16 días:
a) fm ≥ fc + s · t
43 ≥ 35 + 2,6 · 1,638
43 > 39
94
b) fi ≥ f0 = fc – k2
Donde f0 = 35 -1,7 = 33
f1 = 41 > f0
f2 = 46 > f0
f3 = 42 > f0
f4 = 42 > f0
f5 = 43 > f0
f6 = 47 > f0
Una vez obtenidos estos resultados se deberá concluir analizando la
siguiente tabla:
Antecedentes
fm ≥ fc + s ·
t
f m < fc + s ·
t
f i < f0
fi ≥
f0
fi ≥
f0
Conclusiones
Recomendaciones
El hormigón cumple la
resistencia especificada
El hormigón no cumple la
resistencia especificada
Informar a los Proyectistas
Estructurales y considerar
las penalizaciones
establecidas en el Contrato y
sus Documentos anexos.
El hormigón no cumple la
resistencia especificada y
cada resultado defectuoso
debe ser considerado
como un riesgo potencial
Investigar los resultados
defectuosos según punto A.
4 de la NCh 1998-of.89
Tabla 5.4 Conclusión de análisis estadístico, Fuente: NCh. 1998 Of.89
95
De la tabla anterior se puede concluir que el hormigón confeccionado con
probetas de hormigón chancado
cumple la resistencia especificada o
requerida para el análisis. Vemos que para los siete días el resultado es igual
al requerido con un margen de decimales que fueron despreciados por el
cálculo del promedio el cual también arroja decimales, pero fue aproximado
al entero más bajo. También se puede apreciar que las muestras cumplen
con ser mayor al límite inferior requerido.
El hormigón cumple con la resistencia requerida e implantada considerando
que al hacer el análisis el hormigón debería cumplir con una resistencia igual
o mayor a la aportada por las probetas ya ensayadas y trituradas para poder
confeccionar las muestras.
Resultados del ensayo a la tracción
Se considera fc = 4,1 para los 7 días y fc = 4,5 para los 16 días. Para calcular
la resistencia media del lote se calcula como el promedio de los resultados
de los ensayos, quedando como fm = 4,3 para los 7 días y fm = 5,0 para los
16 días.
Según tablas se obtiene los valores de t = 1,638 y k2 = 1,7
Así para obtener la Desviación Estándar se ocupa la fórmula:
Dando como resultado S = 0,3 para los 7 días y S = 0,4 para los 16 días.
Entonces se tiene los siguientes resultados para los 7 días:
96
c)
fm ≥ fc + s × t
4,3 ≥ 4,1 + 0,2 · 1,638
4,3 < 4,6
d) fi ≥ f0 = fc – k2
Donde f0 = 4,1 -1,7 = 2,4
f1 = 4,4 > f0
f2 = 4,7 > f0
f3 = 4,1 > f0
f4 = 4,7 > f0
f5 = 4,2 > f0
f6 = 4,0 > f0
Y se tiene los siguientes resultados para los 16 días:
c)
fm ≥ fc + s × t
5,0 ≥ 4,5 + 0,4 · 1,638
5,0 < 5,1
d) fi ≥ f0 = fc – k2
Donde f0 = 4,5 -1,7 = 2,8
f1 = 4,9 > f0
f2 = 5,0 > f0
f3 = 4,6 > f0
f4 = 5,3 > f0
f5 = 5,6 > f0
f6 = 4,7 > f0
97
De la tabla 5.4 se concluye que el hormigón confeccionado con probetas del
mismo material pero chancado y ensayado a la flexotracción no cumple la
resistencia especificada o requerida para el análisis. Se puede deducir que la
resistencia media del lote es menor a la resistencia requerida más la
desviación corregida pero la resistencia individual cumple con ser mayor al
límite inferior del lote. Por lo que el diseño del hormigón debe ser corregido
para que pueda cumplir con los requisitos de diseño. Pese a que se ha
demostrado tener buena resistencia a la flexión no es suficiente para cumplir
con los requisitos vistos de forma estadística.
98
CONCLUSIÓN
-
Para la realización de los ensayes y la realización de esta tesis, se
obtuvo
árido
reciclado
denominado
grueso,
ya
que
no
es
recomendable la utilización de árido fino reciclado, por que disminuye
la resistencia. Se aprecia en los resultados de desgaste que es muy
superior al solicitado para áridos normales, alcanzando un 30% versus
un 21% máximo estipulado en las normas. Por ello podemos deducir
que es menos resistente que un árido normal, disminuyendo su
resistencia al reducir el tamaño triturado.
-
Para obtener el árido reciclado se debe disponer de maquinaria y
equipamiento adecuado lo que se puede traducir en costos que no se
tienen considerados para la extracción de árido normal. Además hay
que considerar la cantidad de árido producido versus demanda
requerida, ya que no siempre se va a disponer de stock adecuado.
-
Con el ensayo de la granulometría se observó que se cuenta con una
buena relación de porcentaje de tamaños obtenidos de la trituración,
entrando en la banda requerida para la confección de hormigones en
Chile, lo cual es bueno pensando que no se debe hacer mas adiciones
de materiales para mejorar la granulometría, y podría obtenerse
material en cualquier planta de producción de áridos.
-
Según resultados de absorción se necesita más agua de amasado
que para los hormigones con áridos normales lo que se comprueba al
realizar la mezcla de prueba, relación que alcanza aproximadamente
100 litros más por metro cúbico, lo cual provoca un aumento en la
cantidad de cemento requerida para lograr la resistencia especificada
y así mantener la relación agua/cemento. La absorción está
relacionada con la porosidad del árido, por lo cual se puede deducir
que el árido es más poroso que el árido normal, cuya demostración no
99
se puede realizar hasta no tener un procedimiento de ensayo
aprobado por la normativa la cual dicta los parámetros de aceptación
para ésta propiedad en Chile. La mayor cantidad de oquedades en el
árido juega en contra a la resistencia del ciclo hielo-dieshielo, además
de absorber más rápidamente el agua de la mezcla en el hormigón
fresco.
-
Según el análisis estadístico de los resultados las probetas ensayadas
a la compresión cumplen con la resistencia requerida por lo que sería
un hormigón aceptable para soportar dicha carga, pudiendo ser
empleado en obras donde se requiera un elemento que este en
interior y sea sometido a comprensión, pero no a desgaste. Vemos
también que a la flexión no cumple con la resistencia requerida, pese
a lo observado en las probetas fracturadas que muestran que el
hormigón reciclado actúa colaborando con la resistencia al corte ya
que posee buena cohesión pero no siendo suficiente para aportar
resistencia.
-
Las altas resistencias obtenidas en las probetas cilíndricas de los
hormigones de prueba se puede deber a que como se trabajó con
hormigón reciclado, su propiedad porosa mantiene aire dentro de la
mezcla endurecida, que al momento de ensayar cuesta más que las
partículas se rocen y por consiguiente se produzca la falla de la
probeta al momento de ser comprimida.
-
Entonces podemos deducir que éste material puede ser empleado en
tabiques interiores que no sean necesariamente estructurales,
pudiendo quizás aportar en la aislación acústica y térmica interior, o
bien ser utilizado en pavimentos donde no sea sometido a cargas
excesivas y de desgaste. De todas formas algunas de las desventajas
de dicho material se pueden atenuar haciendo un estudio mas
acabado de dosificación.
100
BIBLIOGRAFIA
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hormigones- Extracción y preparación de muestras. Santiago, Chile.
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desgaste mediante la Máquina de los Ángeles. Santiago, Chile.
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la densidad real, la densidad. neta y la absorción de agua en pétreos
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Revista BIT Septiembre 2005 Número 44, Investigación “Estudio: El
hormigón reciclado”
•
Revista BIT Marzo 2005 Número 44, Investigación “Estudio:
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