REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA FACULTAD DE INGENERÍA ESCUELA DE INGENERÍA CIVIL
S O D A V R E S R E S O H C E R E D ANÁLISIS DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE UN CONCRETO F’C 250 kgf/ kgf/cm cm2 SUSTITUYEN SUSTITUYENDO DO 20% DE CEMENTO CEMENTO POR VIDRIO MOLIDO MOLIDO
Trabajo Especial de grado presentado presentado ante la Universidad Rafael Urdaneta Urdaneta para optar al título de: INGENIERO CIVIL
Autores: Br. GARCÍA M., MARÍA L. Br. MORALES R., ANA E.
Tutor Tutor Académ Académico ico:: Prof. Gerardo Gutiérrez
Maracaibo, Maracaibo, septiemb septiembre re de 2014
ANÁLISIS DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE UN CONCRETO F’C 250 kgf/ kgf/cm cm2SUSTITUYENDO 20% DE CEMENTO POR VIDRIO MOLIDO
S O D A V R E S R E S O García Martínez, María Laura C Morales Rincón, Ana Elisa H E R E C.I: 21.373.016 C.I: 23.459.700 D Calle 69A entre Av. 19 y 20.
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Gutiérrez, Gerardo C.I: 7.759.422 Tutor Académico
DEDICATORIA Ante todo le doy gracias a Dios, a Él va dedicada esta tesis por haberme permitido llegar hasta hasta donde he llegado hoy hoy,, por darme vida y salud para poder cumplir cumplir un sueño más.
S O D incondicional apoyo, por creer en mí y por haberme dado V las A herramientas e R E S impulso ne necesari cesario o para poder alcanzar alcanzar cada cada una de mis met metas as a lo largo de mi E R S O vida, sin ustedes no habría sido posible esto. H C E R E D A los profesores de la Universidad Rafael Urdaneta, por haberme brindado sus A mis familiares, a mi madre Carmen, mi abuela Lola y a mi tío Calixto por su
conocimientos y por haber servido de guía a lo largo de este hermoso trayecto.
García Martínez, María Laura
DEDICATORIA Principalmente a Dios por darme vida, salud y la fuerza necesaria para llevar adelante este sueño. A mi madre, por ser lo más importante en mi vida, mi bastón y razón de ser quien
S O D A seguir adelante y lograr mis metas. V R E S R E Paula y Yesi, por darme su A mis seres queridos en especial a mis hermanas, S O H C apoyo y brindarme su ayuda cuando era necesario. E R E D A mi familia y amigos por darme su ayuda y apoyarme en todo momento. ha estado siempre para mí, apoyándome en todo momento, impulsándome a
A José Alberto Dourado, por estar allí en todo momento, brindándome su apoyo.
Morales Rincón, Ana Elisa
AGRADECIMIENTO Primero que todo damos gracias a Dios, nuestro creador y guía, por bendecirnos en todo momento. Asimismo, agradecemos a nuestra tutora metodológica, Ingeniero Ángela Finol,
S O D A inquietudes surgidas a lo largo de la investigación. V R E S R E el apoyo necesario pese a A nuestro tutor Ing. Gerardo Gutiérrez, S por prestarnos O H C las adversidades presentadas durante el desarrollo del proyecto de investigación. E R E D Agradecemos al Sr. Domingo Castillo y al personal que labora en la Concretera por su paciencia, generosidad y siempre buena actitud a la hora de atender a las
CONVICE, C.A. Por haber puesto a nuestra disposición sus valiosos servicios e instalaciones, y de esta manera contribuir a la finalización del estudio. Por otro lado, damos gracias al personal de Empresas Coca-Cola, por suministrarnos parte de la materia prima requerida para el desarrollo del proyecto. Gracias especiales al profesor Euro Lozano, por esa gran paciencia y ese don maravilloso de instruir. Gracias a los profesores de la Universidad Rafael Urdaneta, especialmente a los profesores de la facultad de ingeniería, a la Directora Nancy Urdaneta, igualmente queremos agradecer a todas aquellas personas que de manera directa o indirecta contribuyeron para que este sueño se hiciera realidad. A todos ustedes, Gracias por confiar en nosotras!.
García Martínez, María Laura Morales Rincón, Ana Elisa
ÍNDICE GENERAL RESUMEN ABSTRACT pág. INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 11
S O D A V R CAPÍTULO. EL PROBLEMA ................................................................................. 12 E S R E 1.1. Planteamiento del problema........................................................................... 12 S O H 1.2. Objetivos de la investigación .......................................................................... 14 C E R E.......................................................................................... 14 1.2.1. Objetivo D general 1.2.2. Objetivos específicos................................................................................... 14 1.3. Justificación de la investigación ..................................................................... 14 1.4. Delimitación de la investigación ..................................................................... 15 1.4.1. Espacial....................................................................................................... 15 1.4.2. Temporal ..................................................................................................... 15 1.4.3. Científica ..................................................................................................... 16 CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICO......................................................................... 17 2.1.Antecedentes de la investigación .................................................................... 17 2.2.Fundamentos teóricos ..................................................................................... 21 2.2.1.Concreto....................................................................................................... 22 2.2.1.1.Cemento.................................................................................................... 22 2.2.1.2.Agua .......................................................................................................... 26 2.2.1.3.Agregados ................................................................................................. 26 2.2.2.Tipos de concreto......................................................................................... 27 2.2.3.Vidrio ............................................................................................................ 28 2.2.3.1.Fabricación del vidrio................................................................................. 28
pág. 2.2.3.2.Tipos de vidrio ........................................................................................... 29 2.2.3.3.Reciclaje del vidrio .................................................................................... 31 2.2.3.4.Vidrio molido.............................................................................................. 32 2.2.4.Concreto premezclado. COVENIN 633:2001 ............................................... 32
S O D 34 concreto COVENIN 338:2002 ............................................................................... A V R E 2.2.6.Evaluación y métodos de ensayo COVENIN 1976:2003.............................. 37 S E R S 2.2.6.1.Principios estadísticos ............................................................................... 37 O H C E 2.2.6.2.Distribución normal.................................................................................... 40 R E 2.3. Definición D de términos básicos....................................................................... 42
2.2.5. Método para la elaboración, curado y ensayo a compresión de cilindros de
2.4. Sistema de variables ...................................................................................... 46 2.4.1. Nombre de la variable ................................................................................. 46 2.4.2. Definición conceptual .................................................................................. 46 2.4.3. Definición operacional ................................................................................. 46 2.4.4.Operacionalización de las variables ............................................................. 47 CAPÍTULO III.MARCO METODOLÓGICO............................................................ 48 3.1. Tipo de investigación...................................................................................... 48 3.2. Diseño de investigación................................................................................. 49 3.3. Población y muestra ....................................................................................... 50 3.4. Técnicas de recolección de datos .................................................................. 51 3.4.1. Observación directa..................................................................................... 51 3.5. Procedimiento metodológico .......................................................................... 53 3.5.1. Determinación de la resistencia a la compresión de la mezcla de concreto convencional y de la mezcla de concreto con sustitución del 20% de cemento Portland por vidrio molido...................................................................................... 53
pág. 3.5.2. Análisis de la resistencia a la compresión de la mezcla de concreto modificada tomando como base una mezcla patrón prestablecida por una concretera local. .................................................................................................... 56
S O D A 4.1. Determinación de la resistencia a la compresión de un V diseño de mezcla R E S patrón prestablecido por una concretera local....................................................... 57 E R S 4.2. Determinación de la resistencia a la compresión de una mezcla de concreto O H C E modificada, sustituyendo 20% del peso del cemento Portland por vidrio molido. 60 R E D 4.3. Análisis de la resistencia a la compresión de la mezcla de concreto modificada CAPÍTULO IV. ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS............................................... 57
tomando como base la mezcla patrón prestablecida por una concretera local. .... 62 4.3.1. Análisis estadístico de la variable aleatoria “Z” de un concreto con un diseño de mezcla patrón prestablecido por una concretera local. .................................... 62 4.3.2 Análisis estadístico de la variable aleatoria “Z” de una mezcla de concreto modificada, sustituyendo 20% del peso del cemento Portland por vidrio molido .. 65 CONCLUSIONES.................................................................................................. 70 RECOMENDACIONES ......................................................................................... 71 REFERENCIA BILIOGRÁFICA ............................................................................. 72
García Martínez, María Laura. Morales Rincón Ana Elisa. “ANÁLISIS DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE UN CONCRETO F´C 250 KGF/CM 2 SUSTITUYENDO 20% DE CEMENTO POR VIDRIO MOLIDO.”, Trabajo especial de grado para optar al título de ingeniero civil, Universidad Rafael Urdaneta, Facultad de Ingeniería, Escuela de Ingeniería Civil, Maracaibo, Venezuela, 2014, 74 p.
S O A D La investigación tuvo como objetivo evaluar la resistencia R a la V compresión de una E S mezcla de concreto f´c 250 kgf/cm sustituyendo 20% del cemento Portland por E R vidrio molido, se determinó la resistencia a la compresión de una mezcla de S O H concreto convencional y luego se procedió a comparar las características C E mecánicas de ambas mezclas. Para el concreto, se utilizó un diseño de mezcla R E D f´c 250 kgf/cm preestablecido por una concretera local; mediante el diseño de RESUMEN
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mezcla se realizó tanto la mezcla convencional como la mezcla modificada donde se sustituyó el 20% del peso del cemento Portland por vidrio molido. El procedimiento se inició elaborando las probetas de concreto convencional para luego elaborar las probetas de concreto modificado. El ensayo realizado fue el de Resistencia a la Compresión a los 28 días basado en la NORMA VENEZOLANA COVENIN, Código 338:2002; ELABORACIÓN, CURADO Y ENSAYO A LA COMPRESIÓN DE CILINDROS DE CONCRETO. Al finalizar los ensayos de resistencia se determinó que la sustitución del cemento Portland por vidrio molido en una mezcla de concreto no alcanza la resistencia esperada, debido a que altera significativamente la resistencia a la compresión del concreto, disminuyendo ésta un 43,5%.
Palabras clave: concreto, vidrio molido, resistencia a la compresión. Correos:
[email protected] y
[email protected]
García Martínez, María Laura. Morales Rincón, Ana Elisa.“ANALYSIS OF COMPRESSION STRENGTH OF A CONCRETE F´C 250 KGF/CM 2, SUBSTITUTING 20% OF THE PORTLAND CEMENT WITH MILLED GLASS”. Special work of degree presented to the Rafael Urdaneta University, Engineering Faculty, school of Civil Engineering, Maracaibo, Venezuela, 2014, 74 p.
S O D A V The objective of this investigation was to evaluate the compression strength of a R E concrete f´c 250 kgf/cm , substituting 20% of E the S Portland cement with milled R glass, last 28 days of the testing obtain S the value of the compression strength of a O Hanother modified mixture. It was sought to conventional concrete mixture and C E reduce the quantity of R Portland cement used, in the concrete mixture design 250 E D kgf/cm , by substituting it in weights for milled glass. The procedures were carried ABSTRACT
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out and began with the development of concrete cylinders with conventional concrete mixture made by a concrete mixer plant, to later on start the development of modify concrete cylinders. The test conducted in this investigation was the Compressive Strength at 28 days based on the VENEZUELAN COVENIN STANDARD, Code 338:2002; DEVELOPMENT, CURED AND TESTING FOR CONCRETE CYLINDER COMPRESSION. At the end of the tests conducted it was determined that the substitution of the milled glass as part of the Portland cement used on a concrete mixture does not reach the resistance established, because it significantly decreases the concrete´s compressive strength by 43,5%.
Key words: concrete, milled glass, compression strength. E-mails:
[email protected] and
[email protected]
INTRODUCCIÓN La ingeniería de materiales es una disciplina que avanza día a día, en una constante búsqueda para obtener diversas alternativas que satisfagan
la
demanda en el mercado. En base a este contexto nace éste trabajo de
S O D A V R E S El presente trabajo se centró en utilizar materiales considerados desecho, como E R S O sustituto parcial del conglomerante (cemento Portland), todo esto en respuesta a H C E que tiene el mismo, sin dejar de lado el daño al R la escasez y elevados costos E D medio ambiente que se produce durante su fabricación. De este modo se inició
investigación, el cual se enfoca en la búsqueda de materiales que puedan ser utilizados para la construcción.
esta investigación con la idea de sustituir un porcentaje del peso del cemento Portland por vidrio molido, proporcionándole utilidad a estos desechos. Particularmente éste estudio se basó en los criterios establecidos en la norma COVENIN 338:2002 y la investigación de Soroushian y Nassar denominada como Strength and durability of recycled aggregate concrete containing milled glass as partial replacement for cement.
Asimismo ésta investigación estuvo conformado por el capítulo I, que contiene el planteamiento del problema y los objetivos establecidos para concluir este trabajo; en el capítulo II, se encuentra el marco teórico y las normas COVENIN utilizadas en la investigación, así como también, los términos básicos y el sistema de variable; el capítulo III, está conformado por el marco metodológico que contiene el tipo y diseño de la investigación, asimismo las técnicas utilizadas para la recolección de datos, los métodos y procedimientos realizados para desarrollar este estudio; el capítulo VI, está conformado por el análisis e interpretación de los resultados, estos se encuentran expuestos mediante tablas y gráficas, permitiendo concluir los objetivos de esta investigación.
CAPÍTULO I EL PROBLEMA Un trabajo de investigación tiene como elemento principal el perfeccionamiento de un tema el cual tiene como base la existencia de un problema que causa cierto grado de duda, y es por eso que se llevó a cabo tomando en cuenta ciertos
S O D A problema. V R E S R E S O 1.1. Planteamiento del problema H C E R E El concreto es D el material resultante de unir agregado grueso, agregado fino o
parámetros, dentro de los cuales se incluyó el planteamiento formal de un
arena, un conglomerante que puede ser cualquiera, pero generalmente es el cemento Portland y agua como solvente. Éstos materiales forman una mezcla que ha sido utilizada durante años por el hombre con el fin de mejorar las condiciones de las obras civiles. Hoy en día se estudia la posibilidad de agregar diferentes tipos de aditivos o sustitutos con el objetivo de incrementar la durabilidad o resistencia de este material. Uno de los principales problemas que motiva llevar a cabo esta investigación es la escasez del conglomerante principal (cemento Portland) en Venezuela, sin restar importancia al tema de la contaminación ambiental y la disposición de desechos sólidos. Es necesario mencionar que cerca del 80% del cemento que se fabrica en el mundo es utilizado en los países en desarrollo. Solamente China emplea el 45% de la producción mundial lo que afecta de manera negativa al ambiente ya que se hace necesario cubrir la demanda por lo que las cementeras producen cerca del 5% de las emisiones globales de dióxido de carbono, la causa principal del
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calentamiento global. Sin embargo, la parte principal de la emisión de CO 2 no es la procedente de la quema de combustibles sino del proceso de descarbonatación que sufre la caliza en su calcinación para la obtención del Clinker. No obstante en el año 2009, el estado venezolano nacionalizó la industria cementera tras la toma de los activos que tenían en el país las empresas transnacionales Cemex, Holcim y Lafarge. A partir de ese momento la escasez de
S O D A V R E S Esto hace que el cemento Portland se haya R convertido en uno de los productos E S O más cotizados en Venezuela, H porque desde grandes constructoras, empresas C E R mezcladoras de concreto E D e incluso un ciudadano común o albañil que requiera de cemento Portland, insumo fundamental en la construcción, entorpece la ejecución de las obras de infraestructura privadas.
este rubro, le resulta casi imposible la obtención del mismo, no sólo por encontrarse escaso sino que de llegarse a conseguir el precio supera hasta tres veces el valor real. Por otra parte, tenemos el vidrio, el cual es un abundante componente de la basura industrial y doméstica. En los vertederos locales el vidrio presente suele consistir en botellas, cristalería, bombillas y otros objetos; además, en la manufactura del vidrio se generan altas tasas de producción defectuosa que debe ser reciclada. Uno de los aspectos más importantes en el cual insistir, es que el vidrio no es reciclado para evitar la contaminación ambiental, sino por razones económicas ya que es una manera de reducir de manera considerable el volumen del material que llega a los vertederos día a día. Actualmente se han llevado a cabo experimentos con la finalidad de buscar materiales que puedan ayudar a la reducción de la cantidad de cemento Portland empleado en una mezcla de concreto, pero que a su vez aporten resistencia y durabilidad a la misma.
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Como posible solución a lo antes expuesto se realizará una mezcla con incorporación de vidrio molido, el cual sustituirá el 20% de cemento utilizado en la mezcla patrón, con el fin de ofrecer una posible solución a la escasez del material y al mismo tiempo contribuir al reutilizamiento del vidrio dispuesto en vertederos. De acuerdo a lo expuesto anteriormente surge la siguiente interrogante, ¿Cómo será la resistencia a la compresión de un concreto de f’c 250 kgf/cm 2
S O D A V R E S 1.2. Objetivos de la investigación R E S O H C 1.2.1. Objetivo general E D E R sustituyendo 20% del cemento Portland por vidrio molido?
Analizar la resistencia a la compresión de un concreto de f’c 250 kgf/cm 2 sustituyendo 20% del cemento Portland por vidrio molido.
1.2.2. Objetivos específicos - Determinar la resistencia a la compresión de un concreto de f’c 250 kgf/cm 2 con un diseño de mezcla patrón preestablecido por una concretera local. - Determinar la resistencia a la compresión de una mezcla de concreto modificada, sustituyendo 20% del peso del cemento Portland por vidrio molido. - Analizar la resistencia a la compresión de la mezcla de concreto modificada tomando como base la mezcla patrón preestablecida por una concretera local.
1.3. Justificación de la investigación Esta investigación tiene como objeto demostrar que en la mezcla de concreto habitual, el cemento Portland puede ser sustituido parcialmente por otro elemento, que posiblemente pueda brindarle igual resistencia que el mismo.
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Este trabajo surge de lo arduo que resulta hoy en día obtener materiales para la construcción, tanto en el aspecto económico como en el constante crecimiento de la población, la cual necesita la construcción de grandes obras que pueda en cierta forma cumplir con la demanda y el crecimiento de la población. Así como también, el efecto contaminante al medio ambiente y los problemas a la salud en poblaciones cercanas a empresas cementeras.
S O D A V frascos y botellas o por utilización doméstica y desecho del R mismo. Cabe destacar E S E pero su reciclaje ayuda a Rambiente que este material no es contaminante al S medio O H C disminuir el volumen del material que es llevado a los vertederos. E R D E Debido a esto se plantea el aprovechamiento de un material, el vidrio molido,
dicho material es desechado día a día ya sea por defectos en la fabricación de
En busca de una posible solución a los problemas mencionados anteriormente se
plantea la elaboración de una mezcla de concreto con sustitución parcial del cemento Portland.
1.4. Delimitación de la investigación 1.4.1. Espacial Se llevó a cabo el desarrollo de la investigación en la ciudad de Maracaibo, Estado Zulia. Al mismo tiempo se
trabajó con el Servicio Autónomo de Ensayo de
Materiales (SAEMA) y las muestras de vidrio molido se obtuvieron de la planta Coca-Cola.
1.4.2. Temporal El trabajo de investigación tuvo una duración aproximada de 12 meses, en un período comprendido desde septiembre de 2013 hasta septiembre del año 2014.
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1.4.3. Científica El trabajo de investigación tuvo como base lo relacionado al área de materiales de construcción, comprendiendo la elaboración de un concreto de f’c 250 kgf/cm 2 sustituyendo 20% del cemento Portland por vidrio molido, para posteriormente analizar la resistencia a la compresión del mismo. Todo el procedimiento será realizado dentro del margen de lo establecido en las Normas COVENIN 338:2002.
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CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO Esta sección tiene como finalidad explicar de manera detallada el elemento principal en estudio, el concreto, así como también los pasos a seguir para elaborar los estudios pertinentes que respaldan esta investigación.
S O D A V 2.1. Antecedentes de la investigación R E S R E Catalán, C. Estudio de la influencia del S vidrio molido en hormigones grado H15, O H C Universidad Austral de Chile, Facultad de Ciencias de H20 y H30 , tesis de grado, E R D Ede Ingeniería Civil en Obras Civiles, Valdivia, Chile (2013). la Ingeniería, Escuela Este trabajo pone en prueba la reutilización del vidrio desechado, considerándolo como un árido más, reemplazando una cantidad de arena. Presentó como objetivo general estudiar la influencia de la adición de vidrio sobre la resistencia mecánica del concreto, de grados H15, H20 y H30. Se confeccionaron mezclas de concreto de prueba, con porcentajes variables de vidrio en reemplazo de una fracción de la arena, en probetas cúbicas de 15 cm de arista, según los procedimientos indicados en la Norma Chilena NCh1018.EOf77, las que posteriormente fueron ensayadas a compresión según NCh1037.Of77, determinando así su resistencia. Transcurridos los 28 días desde la fecha de elaboración de las probetas, éstas fueron ensayadas a compresión. Las resistencias que se obtuvieron fueron comparadas con la resistencia de mezclas de concretos patrones, sin adición de vidrio.
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Los resultados mostraron que el concreto con adición de vidrio, mantiene prácticamente inalterable sus propiedades, tanto en estado fresco como endurecido, se observó un ligero aumento en la resistencia de las mezclas con un 10% de agregado de vidrio, resultado que es consistente con estudios previos. Éste trabajo sirvió como aporte a la investigación porque se implementó el vidrio molido como sustituto parcial de un material que compone la mezcla de concreto,
S O D A V R E S Betancourt y Farías. Análisis de un concreto R de E resistencia 250 kg/cm utilizando S O 75% de cemento Portland y 25% de ceniza volante, Trabajo especial de grado. H C E Facultad de Ingeniería, escuela de Ingeniería Civil, R Universidad Rafael E Urdaneta, D tocando además puntos similares como lo son los ensayos de resistencia y comparaciones entre ambas mezclas, la patrón y la modificada.
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Maracaibo, Venezuela (2012).
Este trabajo tuvo como objetivo principal el analizar un concreto de resistencia 250 kgf/cm2 utilizando 75% de cemento Portland y 25% de ceniza volante, para obtener el valor de la resistencia a la compresión de dicha mezcla a los 28 días. Asimismo, se realizó en el laboratorio de Estructuras y Materiales de la planta Concretos Venezuela, en el estado Zulia. Posteriormente se elaboraron probetas de concreto modificado utilizando un diseño de mezcla predeterminado por una concretera de la localidad, para luego repetir el procedimiento pero ahora utilizando la mezcla de concreto tradicional. Se determinó la resistencia a la compresión de la mezcla modificada tomando 30 muestras a edades de 28 días, una vez obtenidos los resultados se calculó la desviación estándar de dicha muestra para descartar los valores que se encuentren fuera de rango y lograr que el valor de la desviación estándar sea menor o igual a 8 kgf/cm2 según lo indica la Norma COVENIN 338:2002. Luego de los ensayos realizados se determinó que la sustitución de la ceniza volante como parte del cemento en una mezcla de concreto no es viable debido a
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que altera significativamente la resistencia a la compresión de una mezcla de concreto disminuyendo la misma hasta en un 52%. Los temas tratados en la investigación antes mencionada manejan términos muy similares a los utilizados en el presente proyecto, como lo es la determinación de la resistencia a la compresión de una mezcla patrón y de una mezcla modificada en la que se sustituye cierto porcentaje de cemento Portland por otro material,
S O Daggregate A Soroushian y Nassar. (2011). Strength and durability of V recycled R E S concrete containing milled glass as partial E replacement for cement. Doi: R S O 10.1016/j.conbuildmat.2011.10.061. H C E R E D Ésta investigación surgió por la creciente preocupación por el medio ambiente, la utilizando para ambos casos cilindros de concreto.
escasez de vertederos y el agotamiento de fuentes vírgenes para la obtención de agregados en algunas regiones. Asimismo, planteó el reciclaje de residuos de construcción y el aprovechamiento del vidrio que termina en vertederos como un paso importante hacia la construcción sostenible. Las mezclas de concreto realizadas incorporaron agregados de materiales reciclados; asimismo, se elaboraron concretos de control que consistieron en mezclas con agregados 100% de origen virgen, se produjeron siguiendo lo dispuesto en ACI 211.1-91 (dosificación basada en el peso), ya sea con 100% cemento Portland o con 20% de cemento sustituido por residuos de vidrio. En cuanto a las propiedades del concreto fresco, se observó un asentamiento mayor en comparación con la mezcla de control que se atribuye a la baja absorción de agua que tiene el vidrio. Del mismo modo ocurre con la mezcla realizada con concreto reciclado, se observa un mayor asentamiento pero éste es atribuido a un mayor contenido de aire natural en el concreto fresco. Se realizaron ensayos de resistencia a la compresión a los 14 y 56 días. La resistencia a la compresión de las mezclas de concreto con residuos de vidrio
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molido usado como sustituto parcial del cemento fueron inferiores a mezclas de concreto sin residuos de vidrio molido en 14 días. A la edad de 56 días, esta tendencia se invirtió con el reemplazo parcial del cemento con residuos de vidrio molido, beneficiando la resistencia a la compresión. Asimismo, en esta investigación se presentaron una serie de análisis estadísticos que muestran resultados que indican las ventajas significativas de residuos de
S O D A V R E S Éste artículo científico sirvió de aporte para R el E trabajo ya que implementaron un S O método similar al que se utilizó en este. De igual modo, trabajaron con la H C E R sustitución parcial E del cemento Portland en una mezcla de concreto, con la D vidrio molido (como sustituto parcial del cemento) en la resistencia a la compresión del concreto.
diferencia de que también sustituyeron diversos porcentajes de agregados por concreto reciclado. Márquez, J. Estudio sobre la factibilidad del uso del polvillo arenoso grueso de planta Pertigalete en concreto . Informe de pasantía, Universidad Simón Bolívar,
Caracas, Venezuela (2010). Esta investigación se llevó a cabo debido a los problemas de producción de las empresas cementeras, principalmente la empresa CEMEX Venezuela. Se realizó en la planta productora de agregado Pertigalete, la cual estudió la posibilidad de disminuir el volumen restante de polvillo arenoso grueso. El cual no califica como agregado por su alto contenido de ultrafinos. Se estudió la posibilidad de emplear el polvillo arenoso grueso como sustituto parcial de la arena en la fabricación de concreto premezclado con la finalidad de disminuir los costos de producción del concreto ya que emplea un material de muy bajo costo y a su vez se extrae el volumen excedente del patio de agregados de la planta.
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Se hicieron variaciones en el porcentaje del polvillo empleado para la mezcla.Elaboraron una ecuación, la cual era una composición de varios elementos, entre estos, el polvillo arenoso grueso, juntos formaban el agregado fino. Para la elaboración de la mezcla de concreto incorporaron un aditivo reductor de agua y preestablecieron la relación agua/cemento, después de haber elaborado el
S O D A V R E S Finalmente para la dosificación combinaron R el método ACI 211, el cual, consiste E S O en dosis bajas de cemento, reduciendo costos y el Método del Manual del H C E R Concreto Estructural, el cual sugiere dosis altas de cemento, tomando los E D diseño de mezclas se fabricaron 50 litros de concreto por mezcla diseñada. Emplearon esta cantidad debido a que realizaron ensayos a dos edades distintas.
aspectos positivos de cada uno con el fin de mejorar la relación costo-beneficio.
Se obtuvieron resultados positivos al sustituir sólo el 15% de arena por el polvillo arenoso grueso utilizando el método mixto. Los resultados obtenidos disminuían en trabajabilidad, heterogeneidad y cohesión de las partículas. Este trabajo de investigación menciona puntos claves del trabajo en estudio, los ensayos de resistencia realizados a las mezclas, el procedimiento empleado, así como también disponer de un material que normalmente es desechado e incorporarlo a la mezcla de concreto con la finalidad de que el mismo pueda ser aprovechado.
2.2.
Fundamentos teóricos
Según Bavaresco (2006) las bases teóricas tiene que ver con las teorías que brindan al investigador el apoyo inicial dentro del conocimiento del objeto de estudio, es decir, cada problema posee algún referente teórico, lo que indica, que el investigador no puede hacer abstracción por el desconocimiento, salvo que sus estudios se soporten en investigaciones puras o bien exploratorias.
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2.2.1. Concreto Gutiérrez (2003) señala que “El concreto se fabrica mezclando homogéneamente: cemento, agua, arena y grava” (p. 34). Porrero, Jiménez, Ramos, Graces y Velazco (1996), por otra parte, definen el concreto como “un material que se puede considerar constituido por dos partes: una es un producto pastoso y moldeable, que tiene la propiedad de endurecer con
S O D que A pasta está constituida por agua y un producto aglomerante o V conglomerante, R E S es el cemento” (p. 31). R E S O H C Partiendo de lo mencionado anteriormente los componentes básicos del concreto E R D Egrava y agua. Estos ofrecen una resistencia que depende en son cemento, arena, el tiempo, y la otra son trozos pétreos que quedan englobados en esa pasta. Dicha
gran medida de la calidad y proporción de los mismos, así como también de las condiciones de humedad y temperatura durante los procesos de fabricación, compactación y fraguado.
2.2.1.1.
Cemento
Gutiérrez (2003) señala que la palabra cemento se emplea para designar a toda sustancia que posea condiciones de pegante cualquiera sea su origen. El cemento Portland, por otra parte, se define como el producto obtenido al pulverizar el clinker con adición de yeso. El clinker resulta de la calcinación hasta una fusión incipiente de una mezcla debidamente dosificada de materiales silíceos, calcáreos y férricos. El proceso de fabricación del cemento continúa con la molienda del Clinker, agregando durante ella yeso hidratado para retardar el fraguado del cemento. En la actualidad, con el fin de disminuir costos y mejorar ciertas características, adicionan al clinker durante la molienda otras sustancias, que pueden ser: caliza,
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escoria o puzolanas. puzolanas. Al añadir caliza caliza se mejoran m ejoran las cualidades cualidades de plasticidad plasticidad pero se reduce la resistencia a compresión compresión de la pasta o del concreto. La etapa final del proceso proceso es el empaqu empaquee en sacos sacos de 42, 42,5 5 kilos kilos o el almace almacenami namient entoo en silo silo para para distribuirlo a granel. Entre los tipos de cemento tenemos:
Portland gris tipo I, para usos generales
S O D A V requieran las propiedades especiales de los otros tipos E de R cemento. Cumple con S E R las especifi especificacion caciones es de la la Norma COVENI COVENIN N 28:2004 para el cemento tipo 1, 28:2004 S O H C cemento hidráulico hidráulico producido producido al pulverizar pulverizar clinker clinker y una o más formas formas de sulfat sulfatoo E R E de calcio como D adición de molienda. Es indicad indicadoo para el uso en construcciones construcciones generales generales de concreto, concreto, cuando cuando no se
Portland gris tipo II
El cemento gris Portland tipo II es un cemento para uso en construcciones de concreto expuestas a la acción moderada de los sulfatos ó cuando se requiere un calor de hidratación moderado. Estas características se logran al imponer en el contenido de C 3 A y C 3S del cemento. cemento. El cemento tipo tipo II adquie adquiere re resistencia resistencia con más lentitud lentitud que el tipo I; sin embargo embargo alcan alcanza za la misma resistenc resistencia. ia. Este Este tipo de cemen cem ento to se usa usa en en el el con concre creto to expu expuest estoo al al agu aguaa de mar. mar. Cu Cumpl mplee con con las las especificaciones de la Norma COVENIN 28:2004 y ASTM C150.
Portland gris tipo III
El cemento Portland Portland gris tipo tipo III es un cemento obteni obtenido do por la pulverización pulverización de Clinker Portland especial. Es indicado para el uso en construcciones de concreto cuando se requieren altas resistencias iniciales y finales. El concreto tiene una una resistencia resistencia a la compresión compresión a los 3 días aproximadamente aproximadamente igual a la resistencia a la compresión a los 7 días para los tipos I y II y una
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resistencia a la compresión a los 7 días casi igual a la resistencia a la compresión a los 28 días para los tipos I y II. Sin embargo, la resistencia última es más o menos la misma o menor que la de los tipos I y II. Dado que el cemento tipo III tiene un gran desprendi desprendimiento miento de calor, calor, no se debe usar en concretos concretos masivos. masivos. Con un 15% de C3 A presenta una mala resistencia a los sulfatos. El de C3 A
puede limitarse al 8% para obtener una resistencia
contenido moderada a
los los sul sulfat fatos os o a 5% cuand cuandoo se requ requie iere re alta alta resi resist stenc encia ia..
S O A D V Tipo IV, cemento de bajo calor de hidratación R E S E R Los porcentajes de C S y C AF son relativamente altos; el bajo calor de S O H C hidratación hidratación en el cemento cemento ti tipo po IV se logra logra limitando limitando los compuestos compuestos qque ue más E R E influyen en la D formación de calor por hi hidratación, o sea, C A y C S. Dado
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4
3
3
que est estos os comp compuest uestos os tamb también ién aportan aportan la resiste resistenci nciaa inic inicial ial de la mezc mezcla la de cemento, al limitarlos se tiene una mezcla que gana resistencia con lentitud. Este cemento ceme nto se se usa para para estr estruct ucturas uras de con concre creto to masi masivo, vo, con baja bajass relaci relaciones ones superficie/volumen. Requiere mucho más tiempo de curado que los otros tipos.
Tipo V, cemento resistente a los sulfatos
La resistencia al sulfato se logra minimizando el contenido de C 3 A (≤5%), puess este pue esteco compu mpues esto to es es el más más susce suscept ptib ible le al al ataq ataque ue por por sulfa sulfato tos. s. Este Este tipo tipo se usa en las estructuras expuestas a los sulfatos alcalinos del suelo o del agua,, a los ssulf agua ulfato atoss de las ag aguas uas freá freátic ticas as y para exposi exposició ciónn al agua agua de mar.
Cementos mezclados ASTM
Estos cementos cementos consisten consisten en mezclas, que se muelen juntas, juntas, de clinker clinker y ceniza muyy fin mu fina, a, pu puzo zola lana na na nattural ural o cal calci cina nada da,, o bien bien,, esc escor oria ia,, de dent ntro ro de los los lími límite tess en porc po rceentaj ntajee espe peccificados de los comp mpoonent ntes es.. Tamb Tambiién pu pueeden cons nsiistir en mezclas de cal de escoria y cal de puzolana. puzolana. No necesariamente, necesariamente, estos estos cementos cementos
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dan lugar a una resistencia mayor a la reacción álcali-agregado, al ataque por sulfato y al ataque del agua de mar, pero requieren un curado de mayor dura du raci ción ón y tien tiende denn a ser ser me meno noss res resis iste tent ntes es a los los da daño ñoss por por la sal sal par paraa des deshe hela lar r y descongelar. Dan lugar a una menor liberación de calor y es posible que ganen resistencia resistencia con mayor lentitud, en especial especial a bajas temperaturas. temperaturas. Entre estos: Los cementos puzolánicos endurecen más lentamente, en especial en ambientes
S O D A V Rcompacto, lo que densidad, disminuyendo su porosidad y haciéndolo más E S R E aumenta su resistencia química. S O H C E Los cementos de E alto R horno se obtienen por enfriamiento brusco del agua de la D fríos, requieren en general más agua de amasado que el Portland normal; pero a largo plazo llegan a superar la resistencia de este, aporta al concreto una elevada
ganga fundida procedente procedente de de procesos procesos siderúr siderúrgicos. gicos. Dado su su contenido contenido en cal combinada, la escoria no es una simple puzolana, sino que tiene de por si propiedades hidráulicas. Este cemento fragua y endurece muy lentamente, por lo que debe ser acelerada acelerada por la presencia presencia de algo que libere cal, cal, como el clinker de Portland.
Portland blanco
Este tipo cumple con los requisitos del tipo I o del tipo III. En él se utilizan materias primas de bajo hierro, bajo manganeso y un bajo apagado especial para producir un color blanco puro. Cemento especial para pozos petroleros, este tipo de cemento consta de varias clases y está diseñado para satisfacer las condiciones de presión y temperaturas elevadas que se encuentran en la inyección de grout en los pozos petroleros. Este tipo de cemento debe parecer una pasta aguada de baja viscosidad y fraguado lento, lo más liquida posible para facilitar el bombeo a presión en los pozos profundos.
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2.2.1.2.
Agua
Gutiérrez (2003) explica que el agua es un componente esencial en las mezclas de concreto y morteros, pues permite que el cemento desarrolle su capacidad aglomerante. Para cada cuantía de cemento existe una cantidad de agua del total de la agregada que se requiere para la hidratación del cemento; el resto del agua solo
S O D A de los agregados y se pueda obtener la manejabilidad adecuada de las mezclas V R E S frescas. El agua adicional es una masa que R queda dentro de la mezcla y cuando E Slo que reduce la resistencia, razón por O se fragua el concreto va a crear H porosidad, C E R la que cuando se E Drequiera una mezcla bastante fluida no debe lograrse su fluidez sirve para aumentar la fluidez de la pasta para que cumpla la función de lubricante
con agua, sino agregando algún tipo de aditivo.
Según la Norma COVENIN 2385:2000 el agua de mezclado para concreto se clasifica en: agua proveniente de pozos, lagos, lagunas, ríos, agua de mar, agua de afluentes industriales o redes de alcantarillado, entre otros.
2.2.1.3.
Agregados
Según Sánchez (2010) los agregados son aquellos materiales inertes, de forma granular, naturales o artificiales, que aglomerados por el cemento Portland en presencia de agua conforman un todo compacto (piedra artificial) conocido como concreto. Asimismo, Sánchez también menciona que la forma más generalizada de clasificar los agregados es según su tamaño, el cual varía desde fracciones de milímetros hasta varios centímetros en sección transversal. Esta distribución del tamaño de las partículas es lo que se conoce con el nombre de granulometría. La fracción fina de este material, cuyas partículas tienen un diámetro inferior a 4,76 mm y no menor de 0,074 mm, es lo que comúnmente se llama arena y la fracción gruesa, o
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sea aquellas partículas que tienen un diámetro superior a 4,76 mm, es la que normalmente se denomina agregado grueso.
Granulometría
Según Gutiérrez (2003) señala que la granulometría o gradación se refiere al tamaño de las partículas y al porcentaje o distribución de las mismas en una masa
S O D A V R se disponen de tamices standard, dispuestos de mayor a menor. S Los tamices E R E acuerdo a la utilización. Así por ejemplo S la serie de tamices que se usa para los O H de tal forma que la abertura del tamiz esté C agregados del concreto se ha escogido E R E D en relación de 1 a 2 con la abertura del siguiente tamiz. de agregado. Se determina mediante el análisis granulométrico que consiste en
hacer pasar una determinada cantidad del agregado a través de una serie de
2.2.2. Tipos de concreto
Concreto ligero
Según Martínez (2011) el concreto ligero es un concreto similar al concreto de peso normal, excepto que tiene una densidad menor. Se produce con agregados ligeros (concreto totalmente ligero) o con una combinación de agregados ligeros y normales. El concreto ligero tiene una masa volumétrica seca al aire (masa unitaria, densidad) que varía de 1350 a 1850 kgf/m 3 (85 a 115 lbf/pie 3) y una resistencia a la compresión a los 28 días que supera los 180 kgf/cm 2 o 17 MPa.
Concreto pesado
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Rivera (2012) Define el concreto pesado como aquel cuya masa unitaria es mayor al normal, varía generalmente entre 3,0 y 6,5 ft/m 3. Están constituidos por una pasta de cemento y áridos pesados. Se emplean áridos naturales como hematita, limonita, corindón, barita (sulfato de bario), magnetita, como agregado fino ilmenita (FeTiO 3), etc.; o agregados artificiales como acero, ferrofósforo (fosfato de hierro) y algunas veces plomo.
S O D A V R estabilidad dependa de su propia masa. E S R E S O compactos, sin fisuras, deben contener De igual modo, deben ser homogéneos, H C E R suficientes elementos finos y una cantidad relativamente pequeña de agua, para E D Estos concretos constituyen un medio eficaz contra radiaciones nucleares o de
rayos X o gamma y se puede utilizar el concreto pesado en estructuras cuya
evitar segregación durante el transporte y la puesta en obra. Se pueden agregar aditivos de productos finos o plastificantes.
2.2.3. Vidrio Según Gutiérrez (2003) el vidrio “Es otro de los materiales cerámicos usados comúnmente en la construcción, es un material compacto, homogéneo, transparente y muy resistente a la acción de los agentes atmosférico. En general, los vidrios y cristales son mezclas de silicatos de sodio y potasio con pequeñas cantidades de magnesio, aluminio y óxidos de hierro y manganeso”.
2.2.3.1. Fabricación del vidrio Gutiérrez (2003) señala que la fabricación del vidrio está basada en las propiedades del cuarzo, que mezclado con la potasa y la sosa le da la transparencia, inalterabilidad y resistencia a las temperaturas elevadas.
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Con el silicato de potasio y óxido de plomo se obtiene el cristal; con el silicato de sodio y la cal se obtiene el vidrio común y con el silicato de potasio y la cal se obtienen vidrios resistentes a altas temperaturas.
Materia prima
Para la fabricación del vidrio se utiliza arena de sílice (SiO 2), carbonato sódico
S O D A V R requiere de mayor energía. E S R E S O H C E Proceso de fabricación R E D
(Na2CO3) y caliza (CaCO 3), como materiales principales, la arena de sílice o arcilla es un material abundante en la corteza terrestre por lo que su obtención no
Gutiérrez (2003) explica la fabricación del vidrio por cinco etapas que son la preparación de la mezcla, fusión, extracción de impurezas, elaboración y recocido. Asimismo hace referencia a los diferentes tipos de procesos de fabricación como lo es el vidrio soplado para el cual se dispone de máquinas especiales en las cuales se coloca la masa fluida en el extremo de un caño y se sopla, luego se procede a colocar la ampolla dentro de un molde para producir la forma deseada. Por otro lado menciona el vidrio colado, que se obtiene laminando una masa de vidrio en estado pastoso entre un cilindro y una plancha metálica pulida. Por último, hace mención a la fabricación del vidrio hilado el cual se produce haciendo pasar el vidrio fundido a través de unas boquillas muy finas y luego se enrolla en carretes especiales.
2.2.3.2. Tipos de vidrio
Vidrios sódicos (silicatos de sodio y calcio)
Es el vidrio que se emplea para elaborar vidrios planos, botellas, frascos y otros objetos similares. Tienen casi siempre un ligero color verde debido al hierro de las
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materias primas. Resisten a la acción disolvente del agua y los ácidos y tienen poco brillo.
Vidrios potásicos (silicato de potasio y calcio)
En este caso, se reemplaza en el vidrio anterior, el sodio por el potasio. Son más duros que los anteriores, muy brillantes, resisten mejor las variaciones de
S O D A V R E Vidrios plúmbicos (silicato de potasio y plomo) S R E S O En éste caso se ha reemplazado del anterior el calcio por el plomo. Tienen peso H C Enotable esplendor, son muy transparentes, sonoros y R específico elevado y poseen E D temperatura y son muy resistentes a la acción del agua y de los ácidos.
refractan muy bien la luz. Dentro de estos vidrios se encuentra el cristal, el flint-
glass empleado en óptica y el strass que sirve para elaborar piedras preciosas artificiales.
Vidrios de boro-silicato
Después de la sílice, su principal componente es el óxido de boro. Es prácticamente inerte, más difícil de fundir y de trabajar. Los átomos de boro se incorporan a la estructura como Si-O-B. Tiene alta resistencia a cambios bruscos de temperatura, pero no tan alta como la del vidrio de sílice puro, pues aun cuando presenta el mismo tipo de vibración, la longitud de los enlaces varía más cuando está presente el boro y el material tiene un coeficiente de dilatación mayor.
Vidrios de sílice
Formado con 96% de sílice es el más duro y el más difícil de trabajar, pues es necesario emplear una costosa técnica al vacío para obtener un producto para usos especiales, que transmite energía radiante del ultravioleta y del infrarrojo con la menor pérdida de energía.
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Los vidrios que contienen 96% de sílice tienen gran estabilidad y una temperatura de reblandecimiento tan elevada que soportan temperaturas hasta de 900ºC durante largo tiempo. A temperaturas más altas que éstas, puede producirse una desvitrificación y la superficie se ve turbia. Por todas estas propiedades se utilizan en la fabricación de material de laboratorio, que requiere una resistencia excepcional al calor.
S O D A V R Existen dos ciclos Para Mari, E. (1995) el vidrio tiene su propio ciclo natural. E S E R principales: el reuso (retorno y envasado, luego de limpieza bajo rigurosas S O H C condiciones) y el reciclado (para volver a fundir y fabricar los mismos artículos u E R D E otros). En ambos ciclos no hay restricciones y la recuperación delmaterial es 2.2.3.3. Reciclaje del vidrio
completa. Asimismo, el vidrio puede ser reciclado sin ningún límite ni restricción, e idealmente puede ser reciclado en un 100%, los minerales usados como materias primas para su fabricación como arena, piedra caliza, feldespato y otros, se convierten en materiales renovables. Este es un caso único en el campo de los materiales y significa que los desechos y fragmentos de vidrio son materias primas de origen mineral esenciales para la fabricación del vidrio.La mayor parte de estos fragmentos de vidrio provienen de envases, tanto de aquéllos que terminaron su ciclo de reuso como de los descartables. Actualmente millones de toneladas son recicladas mensualmente en todo el mundo y el porcentaje de vidrio reciclado en la carga del horno está usualmente por encima del 50%. Sin embargo, es importante notar que esta práctica fue siempre común y un procedimiento necesario en la fabricación del vidrio, así como de muchos otros materiales. El vidrio reciclado requiere 26% menos de energía que su fabricación desde cero y reduce en un 20% las emisiones a la atmósfera de la fabricación, contaminando un 40% menos de agua que la fabricación de vidrio a partir de arena, cal y sosa.
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2.2.3.4. Vidrio molido Es un material que deriva de la molienda del vidrio. Para realizar este proceso se utilizan diferentes equipos entre estos están, el molino de bolas o máquina de los ángeles, donde a través del apisonamiento, el vidrio, es triturado por unas esferas de plomo, teniendo como resultado un grano relativamente pequeño. Actualmente se hace difícil adquirir esta máquina de molienda, por lo que también
S O D A este proceso se tamiza el vidrio, donde la mayor parte del material es pasante el V R E S tamiz Nº 40, lo cual indica que el material resultante de este proceso está dentro E R S de la granulometría estipulada H de O los agregados finos de la norma COVENIN C E R 255:1998. D E es aceptable la molienda del vidrio utilizando un martillo o mandarria, luego de
Figura 2.1 Vidrio molido
2.2.4. Concreto premezclado. COVENIN 633:2001 La presente Norma Venezolana establece los requisitos que debe cumplir el concreto premezclado, elaborado y entregado al comprador, recién mezclado y no endurecido. Para la medición de los materiales el cemento se debe medir en peso, en una tolva pesadora, separada de las que se usan para otros. Si la cantidad de cemento en una mezcla de concreto está comprendida entre 30% y el 100% de la
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capacidad de la balanza, se permite una tolerancia de ± 1% del peso requerido. Para mezclas más pequeñas y hasta un máximo del 30% de la capacidad de la balanza, la cantidad de cemento usado no debe ser menor que la cantidad requerida, ni mayor de 4% en exceso. El agregado se mide en peso. La cantidad que se utiliza en cualquier mezcla de concreto debe estar dentro de ± 2% del peso requerido cuando éstos se pesan en
S O D de A El agua para mezclado se debe medir en peso o en volumen con aproximación V R E S ± 1% de la cantidad total de agua de mezclado requerida. E R S O H C Se utiliza la dosificadora E para todos los terceos que tengan un volumen de un (1) R D E m o mayor. Las básculas usadas para la dosificación deben ser del tipo de balanzas para pesos individuales.
3
cuadrante sin resorte o con balancín múltiple. Los agregados y el cemento a granel deben ser dosificados. Entre los aparatos de dosificación se encuentran, la tolva de medición de cemento a granel y la tolva de medición del agregado. La compuerta de descarga de la tolva del cemento debe ser diseñada de manera tal que permita la regulación del flujo de cemento hacia el agregado. El material descargado de los diferentes depósitos debe ser controlado mediante compuertas o transportadores mecánicos Para calcular el volumen del concreto recién mezclado y sin endurecer, de una mezcla cualquiera, se divide el peso total de esa mezcla entre el peso por metro cúbico del concreto. Se calcula el peso total de la mezcla como la suma de los pesos de todos los materiales, incluyendo el agua. El peso por metro cúbico se determina a partir del promedio de por lo menos tres mediciones, realizadas cada una sobre una muestra diferente, según lo especificado en la Norma Venezolana COVENIN 349:1979. Cada muestra se debe tomar de la porción central de las tres partes diferentes de la carga, según lo especificado en la Norma COVENIN 344:2002.
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La Norma establece que si se usa la resistencia como base para aceptar el concreto y en cualquier otro caso, las probetas deben elaborarse y curarse bajo condiciones normalizadas de humedad y temperatura, de acuerdo a la Norma Venezolana COVENIN 338:2002. Los ensayos de resistencia, así como los asentamientos, se hacen con frecuencia de no menos de un ensayo por cada 14 unidades de producción ó terceos. Cada
S O D A V R concreto. La edad de ensayo es a los 28 días. Si se S hacen ensayos normativos no E R Esólo carácter informativo. acordados, a otras edades, sus resultados tendrán S O H C E R E 2.2.5. Método D para la elaboración, curado y ensayo a compresión de ensayo se realiza sobre una muestra diferente. Se debe realizar por lo menos un ensayo de resistencia para cada clase de concreto, en cada día de entrega de
cilindros de concreto COVENIN 338:2002 Esta Norma Venezolana contempla el método para la elaboración, curado y ensayo a compresión de probetas cilíndricas de concreto. La norma establece la utilización de máquinas en los ensayos de compresión, siempre que su capacidad sea suficiente para producir la rotura de la probeta y se pueda regular la velocidad de carga, de modo que se alcance la velocidad requerida para el ensayo. Asimismo, contempla la realización de moldes cilíndricos para colocar el concreto que sean preferiblemente metálicos con dimensiones aproximadas de 153 mm de diámetro y 310 mm de altura. Se toma una muestra del concreto fresco según la Norma Venezolana COVENIN 344:2002. El número especificado de probeta por cada muestra es de dos en el caso de que se tome un número de probetas diferentes, ello influirá en la magnitud de los parámetros estadísticos del material, lo cual debe tomarse en cuenta al calcularlos.
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La presente norma establece que para la realización del ensayo las probetas deben moldearse en el lugar donde se almacenarán durante las primeras 20 horas y que en el caso que sea imprescindible el traslado de las probetas antes de 24 horas, éstas deben ser manejadas con cuidados especiales siempre en su molde, evitando toda percusión, golpe e inclinación de las mismas. El concreto se vacía en los moldes, en dos capas, si se va a compactar por el
S O D Los métodos de compactación son los siguientes: con barra yA vibrado. Si el V R E S asentamiento es inferior a 25 mm (1 pulgada) debe usarse el método de vibrado, E R S si el asentamiento está entre 25 H mm O (1 pulgada) a 75 mm (3 pulgadas) se puede C E R usar cualquiera de E Dlos dos métodos, siendo preferible el método usado en la obra método de vibrado y en tres si se va a compactar por el método de la barra.
y si es mayor de 75 mm (3 pulgadas) debe usarse el método de la barra.
Después de compactar el concreto, por el método de la barra o mediante el vibrador, debe enrasarse la probeta con la barra o con la cuchara de albañilería, de manera que la superficie quede perfectamente lisa y al ras con el borde del molde. Una vez elaboradas las probetas deben protegerse de la pérdida de agua por evaporación cubriéndolas adecuadamente con un material impermeable y a menos que se especifiquen otras condiciones debe almacenarse a una temperatura ambiente a la sombra. Igualmente, las probetas deben retirarse de los moldes en un lapso de tiempo comprendido entre 20 y 48 horas, después de su elaboración y se almacenan hasta el momento del ensayo en cualquiera de los siguientes ambientes: Directamente bajo agua saturada de cal, arena limpia y saturada constantemente de agua y cámara húmeda con una humedad relativa entre 90% y 100%.
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Ensayo de los cilindros
Si los cilindros se ensayan en un laboratorio fuera de la obra, deben llegar dos días hábiles antes del ensayo, 7 y 28 días y el mismo día del ensayo para edades más tempranas. Los cilindros se transportan en cajas dentro de las cuales están cubiertos de arena húmeda u otro material inerte adecuado para evitar golpes y vibraciones.
S O D A V R entre las caras del cilindro. Las superficies de compresión deben ser visiblemente E S R E planas, sin grumos, ralladuras o defectos S visibles. O H C E R Los cilindros se colocan en la máquina de ensayo, se centran cuidadosamente y E D se comprimen. Tanto las superficies rematadas de los cilindros y los platos de la Las caras de compresión son rematadas de tal forma que se logre el paralelismo
máquina deben estar exentos de polvo, grasa y de cualquier otro material extraño. En las máquinas operadas hidráulicamente se aplica una presión a una tasa constante dentro del rango de 1,4 kgf/cm 2/s a 3,5 kgf/cm 2/s. Durante la aplicación de la primera mitad de la presión, se permite incrementar dicha tasa.
Expresión de los resultados
La resistencia a compresión de cada cilindro se calcula por la siguiente fórmula: Rc = P/A Donde: Rc = Resistencia a compresión, kgf/cm 2 P = Carga máxima aplicada, kgf A = Área de la sección transversal del cilindro, cm 2
(Ec. 2.1)
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La desviación estándar máxima en los ensayos de resistencia de una muestra, es de 8 kgf/cm 2 para considerar la precisión la dispersión máxima entre dos laboratorios, debe ser de 16 kgf/cm 2, (dos veces la desviación estándar). Esto es la expresión de la exactitud.
2.2.6. Evaluación y métodos de ensayo COVENIN 1976:2003
S O D A V R tanto en lo que utilizar sus resultados de la manera lo más eficiente posible, E S R Ede los requisitos. respecta al control de calidad como al cumplimiento S O H C E R E Destadísticos 2.2.6.1. Principios
Esta Norma Venezolana establece procedimientos de base estadística que ayuden a planificar la ejecución de ensayos de resistencia del concreto, evaluar y
Conforma la herramienta más conveniente que se dispone para el control de calidad, para planificar e interpretar los resultados de los ensayos. La estadística da la posibilidad de alcanzar ciertos límites, pero no interviene en la elección de estos límites. Es importante que se definan los límites de calidad y se mantengan invariables en todas las circunstancias, esto permitirá una referencia segura a la cual atenerse. Se utilizan dos tipos de parámetros estadísticos fundamentales uno se refiere a la tendencia central y el otro a la dispersión del conjunto de los datos que se analizan. Como tendencia central del valor de los ensayos se utiliza la media aritmética del conjunto de los resultados involucrados.
X=
∑
(Ec. 2.2)
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Donde: X= Es la media muestral Xi= Representa un valor cualquiera N= El número de valores El rango, d, se define como la diferencia entre el valor mayor y el menor de los
S O Dde que se A del número de estos ensayos; mientras mayor sea el número V de datos R E S dispone, mayor probabilidad hay de obtener rangos mayores. E R S O C Como desviación estándar, s, se H define un índice de la dispersión del conjunto de E R E datos, el cual D es el parámetro más representativo. Se utiliza para su cálculo las
obtenidos en el grupo de ensayos analizados, d = x máx - x mín, el rango depende
siguientes ecuaciones: (∑
S =
∑ (
)
=
∑
)
(Ec. 2.3)
Donde: S= Desviación estándar
Se puede obtener una estimación de la desviación estándar de un conjunto de valores. Para ello es necesario ponderar el rango mediante un factor, k, calculado con una base probabilística que tiene en cuenta el número de datos. En la Tabla 2.1 se dan los diferentes valores del factor k multiplicados por del rango d, según el número de datos de que se disponga: s = k × d. Si el número de datos de que se tiene es menor de 6, el rango ponderado es tan aceptable como la fórmula para el cálculo de la desviación estándar; incluso hasta n = 10.
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Tabla 2.1. Factores para calcular la desviación estándar Número de ensayos, n Factor k 2
0,8865
3
0,5907
4
0,4857
5
0,4299
6
0,3946
10
0,3249
S O D A V R E 7 0,3698 S E R S 8 H 0,3512 O C E9 R 0,3367 E D (COVENIN 1976:2003) El coeficiente de variación, v, se define como la relación entre la desviación estándar y el valor promedio, en forma porcentual. V= . (100%)
(Ec. 2.4)
Donde: V= Es el coeficiente de variación En algunos fenómenos la variabilidad tiene cierta dependencia de la magnitud medida, para ello es más adecuado como índice de variación, el uso del coeficiente de variación en lugar de la desviación estándar.
40
2.2.6.2. Distribución normal Para la resistencia a la compresión del concreto, no es necesario distribuirlo según una curva normal, sin embargo las diferencias en ella son relativamente pequeñas y quedan compensadas por las ventajas de la distribución normal. La curva de la distribución normal es simétrica, es decir, tiene dos mitades iguales que se unen en el valor medio ( μ ). Para determinar la magnitud que corresponde a
S O D A medio y luego al sumársela se encuentra el otro punto de inflexión: (μ - s) y (μ +s); V R E S la esbeltez de la curva indica la mayor o menor variabilidad de los datos. E R S O H un fenómeno, en un gráfico cartesiano, que C Al colocar los valores que E representan R E D tiene en el eje de las abscisas los valores en intervalos de las magnitudes y en el
un punto de inflexión de la curva se le resta una desviación estándar al valor
eje de las ordenadas las frecuencias con las cuales se producen esas magnitudes, se aprecia que los valores muy altos o muy bajos, son relativamente escasos y por el contrario, las magnitudes cercanas a la media son abundantes. El área bajo la curva normal representa la frecuencia o probabilidad de ocurrencia; el área total es igual a 1, representa una probabilidad de ocurrencia del 100%; el área entre límites de magnitud representa la probabilidad de que ocurran valores entre esos límites. En la Figura 2.1, se dan las áreas (o probabilidades) que correspondan a varios límites obtenidos restando y sumando desviaciones estándar (s) al valor medio. Para límites intermedios entre los señalados en la Figura 2.2 se sigue utilizando el procedimiento de tener las magnitudes divididas en “veces σ” respecto a la media, lo cual significa que la variable xi que representa las magnitudes en el eje de las abscisas, se cambia por otra, Z, que será igual a: Z=
µ
(Ec.2.5)
41
En la práctica, debido a que sólo se dispone de la media muestral, se utiliza un estimado representado por : Z=
(Ec. 2.6)
S O D A V R E S R E S O H C E R E D Figura 2.1 Ejemplo de distribución de las resistencias normativas de un concreto y su ajuste a la distribución normal. (COVENIN 1976:2003)
Figura 2.2 Porcentajes de áreas bajo la curva normal entre los límites Z señalados. (COVENIN 1976:2003)
42
S O D A V R E S R E S O H C E R E D Figura 2.3 Distribuciones normales para tres (3) concretos con igual resistencia característica y distintas desviaciones estándar. (COVENIN 1976:2003) 2.3. Definición de términos básicos
Aditivos
“Material que se añade al crudo, al Clinker o al cemento, durante la fabricación del mismo o bien al mortero o concreto durante el amasado, con el objeto de modificar alguna de sus propiedades”. COVENIN 221 (2001, p. 3).
Aglomerante
“Es el material capaz de unir partículas de material inerte por efectos físicos y/o trasformaciones físicas”. COVENIN 221 (2001, p. 4).
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Agregados
“Es el material pétreo, natural o artificialmente dividido en trozos o partículas resistentes de forma y tamaño estable, cuya función específica es actuar como material inerte en morteros y hormigones (concreto)”. COVENIN 221 (2001, p. 1).
Asentamiento
S O D A de concreto fresco y la de la probeta fuera de molde, medida en el eje y expresada V R S E E en centímetros”. COVENIN 221 (2001, p. 4). R S O H C E Conglomerante D E R
“Es la diferencia entre la altura del recipiente que sirvió de molde de una probeta
Se denomina conglomerante al material capaz de unir fragmentos de uno o varios materiales y dar cohesión al conjunto mediante transformaciones químicas en su masa que originan nuevos compuestos. Los conglomerantes son utilizados como medio de ligazón, formando pastas llamadas morteros o argamasas. Los conglomerantes más utilizados son el yeso, la cal, y el cemento.
Curado
“Procedimiento que asegura la temperatura y humedad necesarias para que se cumplan los procesos de fraguado y endurecimiento en condiciones óptimas”. COVENIN 2004 (1998, p. 10).
Clinker
Sustancia que se obtiene como resultado de la calcinación en horno, de mezclas de calizas arcillosas preparadas artificialmente con adición eventual de otras materias.
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Diseño de mezcla
Proceso mediante el cual se proyecta el diseño de una determinada mezcla, para una resistencia determinada.
Dosificación
“Es la proporción en peso y en volumen de los distintos elementos integrantes de
S O D A V R E S Durabilidad R E S O H C “Es la propiedad que R tienen E los morteros o concretos de resistir la acción de E D COVENIN 221 (2001, p. 5). agentes destructivos”. una mezcla”. COVENIN 221 (2001, p. 5).
Fisura
Las fisuras son fracturas de longitud, ancho, profundidad y características variables, que se presentan en los distintos elementos de las estructuras a diferentes intervalos de separación entre sí. Son causadas por múltiples orígenes y tienen diversos niveles de peligrosidad para la edificación.
Fraguado
“Es fundamentalmente un proceso de hidratación de los distintos componentes de un aglomerante hidráulico por el cual este adquiere una mayor consistencia puesta en evidencias por ensayos tipificados”. COVENIN 221 (2001, p. 5).
Granulometría
“Es la técnica que tiene por objeto la medida y la determinación de la forma y tamaño del agregado”. COVENIN 221 (2001, p. 1)
45
Grieta
Son fisuras de mayor tamaño, generalmente cuando una fisura tiene un ancho mayor a 3 milímetros, se le llama grieta. Tienen formas diversas y pueden ser causadas por muchas razones. Las grietas habitualmente representan problemas que afectan la estabilidad de las estructuras o sus miembros.
S O A D “Mezcla homogénea constituida por arena, cal o cemento R y agua en proporciones V S E E convenientes para asegurar una resistencia R adecuada”. COVENIN 2004 (1998, p. S O 17). H C E R E D
Mortero
Permeabilidad
“Fracción del área de aberturas en una superficie respecto al área total de la misma. La relación de área efectiva es el complemento de la permeabilidad”. COVENIN (2004, p. 18).
Probeta
“Parte de una porción de lo que se va a analizar o ensayar, que puede tener forma de un prisma, un cilindro, un cubo, etc.”. COVENIN 1976 (2003, p. 3).
Resistencia
Es la capacidad de una estructura o de alguno de sus miembros, para soportar sin romperse, bajo la acción de cualquier carga a la que pueda ser sometida.
Trabajabilidad
“Es la mayor o menor facilidad que presenta un concreto o mortero de ser mezclado, transportado y colocado”. COVENIN 221 (2001, p. 6).
46
2.4. Sistema de variables Según Tamayo, Tamayo (1981) es un aspecto o dimensión de un fenómeno que tiene como característica la capacidad de asumir valores, ya sea cualitativa o cuantitativamente, por consiguiente un sistema de variables es una serie de características que necesitan de estudio y que están en función de sus indicadores.
S O D A V R E S Resistencia a la compresión de un concreto R con E 80% cemento Portland y 20% de S O vidrio molido. H C E R E D 2.4.1. Nombre de la variable
2.4.2. Definición conceptual
Es la máxima resistencia medida de un espécimen de concreto o de mortero a carga axial. Generalmente se expresa en kilogramos por centímetro cuadrado (kgf/cm2). Se le designa con el símbolo f’c. Para determinar la resistencia a la compresión, se realizan pruebas especímenes de mortero o de concreto .
2.4.3. Definición operacional Es necesario analizar la resistencia a la compresión de un concreto con 80% cemento Portland y 20% vidrio molido, ejecutando los procedimientos según lo establecido en la Norma COVENIN 338 (2002). Para establecer la resistencia a la compresión del concreto se determina la fuerza que soporta una probeta de concreto, empleando la máquina de ensayos a compresión, en la cual, se fractura la misma hasta lograr soportar la carga deseada, éste ensayo consiste en la ruptura de la probeta, de esta manera se obtienen los resultados y posteriormente son analizados y comparados con la mezcla de concreto patrón.
47
2.4.4. Operacionalización de las variables Tabla 2.2. Operacionalización de las variables Objetivo general: Analizar la resistencia a la compresión de un concreto f’c 250 kgf/cm sustituyendo 20% del cemento Portland por vidrio molido.
objetivos
variables
dimensiones
Indicadores
S O D A Resistencia a la Área(cm V RPeso(Kgf)) compresión de mezcla S E convencional R E Esfuerzo(Kgf/cm ) S O H C E D E R
Determinar la resistencia a la compresión de un diseño de mezcla patrón preestablecido por una concretera local.
Determinar la resistencia a la compresión de una mezcla de concreto modificada, sustituyendo 20% del peso del cemento Portland por vidrio molido.
Analizar la resistencia a la compresión de la mezcla de concreto modificada tomando como base la mezcla patrón prestablecida por una concretera local.
2
• •
2
•
n ó i s e r p m o c a l a a i c n e t s i s e R
Resistencia a la compresión sustituyendo 20% del cemento Portland por vidrio molido
2
• •
•
•
Análisis estadístico
•
Resistencia a la compresión
Área(cm ) Peso(Kgf) 2 Esfuerzo(Kgf/cm )
Determinación “µ” media y “σ” desviación estándar y el valor “Z”
Curvas comparativas entre mezcla de concreto sustituyendo el 20% del cemento Portland por vidrio molido y mezclapatrón
CAPÍTULO III MARCO METODOLÓGICO El presente capítulo comprende la definición del tipo y diseño de investigación llevada a cabo, así como los pasos a seguir para hallar las respuestas a las preguntas e incógnitas expuestas en la propuesta, incluyendo un conjunto
S O D A V R E S 3.1. Tipo de investigación R E S O H C Según Arias (2006, R p. 18), el marco metodológico es un “conjunto de pasos, E D E que se emplean para formular y resolver problemas”. técnicas y procedimientos detécnicas y procedimientos empleados para resolver el problema.
Rivas (1995, p. 54), señala que la investigación descriptiva, “trata de obtener información acerca del fenómeno o proceso, para describir sus implicaciones”. Este tipo de investigación no se ocupó de la verificación de una hipótesis, sino de la descripción de hechos a partir de un criterio o modelo teórico definido previamente. En referencia a lo antes mencionado, se puede afirmar que la investigación fue de tipo descriptiva ya que fueron realizados una serie de ensayos con el fin de analizar el comportamiento de un conjunto de probetas sometidas a compresión, algunas conformadas por una mezcla de concreto convencional y otras por una mezcla con sustitución del 20% del cemento Portland por vidrio molido a los 28 días de elaboradas las mismas dando así desarrollo a la resolución de un problema planteado. Asimismo, buscó recoger datos sobre un problema planteado, extrayendo la información de manera cuidadosa, realizando observaciones para analizar los
49
resultados, a fin de obtener generalizaciones significativas que contribuyan al conocimiento. Según Montgomery (1993, p.1), el experimento es “una prueba o serie de pruebas en las que se hacen cambios deliberados en las variables de entrada de un proceso o sistema para observar e identificar las razones de los cambios que pudieran observarse en las respuestas de salida”.
S O D A ensayos a una mezcla de concreto modificada la cual arrojó un conjunto de V R Ecomo base un concreto S resultados que posteriormente fueron analizados tomando E R S O convencional y de esta manera se observaron e identificaron las respuestas H C E R obtenidas. E D Este concepto se aplica a la investigación ya que se realizaron una serie de
3.2. Diseño de investigación Según Arias (2006, p. 26), “El diseño de la investigación es la estrategia que adopta el investigador para responder el problema planteado. En atención al diseño, la investigación se clasifica en: investigación documental, investigación de campo e investigación experimental”. El diseño de esta investigación fue no experimental, en la que según Hernández Fernández y Baptista (2006), indican que “la investigación no experimental es aquella que se ejecuta sin operar deliberadamente las variables, las cuales no se modifican o se alteran. Esto se debe a que éstas están establecidas en normativas y en investigaciones ya realizadas”, es decir, se observa el proceso tal cual como se da para posteriormente analizar los resultados obtenidos. Es de tipo transaccional ya que recolecta datos en un momento y tiempo determinado. En la presente investigación se estudió y analizó la resistencia a la compresión de dos tipos de mezclas; una de concreto convencional y otra sustituyendo un porcentaje del cemento por vidrio molido, estas mezclas fueron sometidas a
50
pruebas de ensayos de resistencia a la compresión, basándose en la norma establecida para tal ensayo, finalmente se obtuvieron los resultados y éstos fueron analizados.
3.3. Población y muestra Hurtado y Toro (1998, p.79), definen que “población es el total de los elementos a
S O D A V R infinito de casos o elementos, que presentan características comunes”. E S E R S Otodos aquellos elementos o fenómenos En síntesis, la población comprende H C E R principales a estudiar en E D una investigación, siempre y cuando éstos presenten quienes se refiere la investigación, por ello también se le llama universo”. Por otra
parte, Balestrini (2006, p. 137), se refiere a la población como: “conjunto finito o
características en común.
En la presente investigación fue considerada como población las mezclas de concreto de f’c 250kg/cm 2, que estuvo comprendida por mezclas convencionales de concreto y modificadas con vidrio molido. Por otra parte, la muestra se considera como una parte de la población que se obtiene con la intención de investigar sus propiedades, por lo que Balestrini (2006, p.141), señala que “una muestra es una parte representativa de una población, cuyas características deben producirse en ella, lo más exactamente posible”. De acuerdo a Malhotra (2004), una muestra es un subgrupo de elementos de una población elegidos para conformar un estudio. La muestra en esta investigación estuvo conformada por 70 probetas elaboradas con la mezcla de concreto convencional y 70 probetas con la mezcla de concreto modificada con sustitución del 20% del cemento Portland por vidrio molido. Posteriormente fueron ensayadas a los 28 días para determinar su resistencia a la compresión, arrojando un valor por cada dos probetas para un total de 35 puntos en cada tipo de mezcla.
51
3.4. Técnicas de recolección de datos Arias (2006, p.25), define las técnicas de recolección de datos como las distintas formas o maneras de obtener la información. Asimismo, Avilez (2006), se refiere a las técnicas de recolección de datos como el uso de técnicas y herramientas que pueden ser utilizadas por el analista para desarrollar los sistemas de información. Partiendo de lo anterior, se consideró la observación directa para el desarrollo de
S O D A V R 3.4.1. Observación directa E S R E S O p.105), puede definirse como “el uso La observación, según Sabino H (1992, C E en la búsqueda de datos que necesitamos para sistemático de D nuestros E Rsentidos la investigación.
resolver un problema de investigación”. Por otro lado, para Tamayo (2007, p.193),
la observación directa “es aquella en la cual el investigador puede observar y recoger datos mediante su propia observación”. El implemento de la observación directa como técnica, fue de gran importancia al momento de llevar a cabo la recolección de datos, se hizo de manera controlada durante la realización de los ensayos respectivos para obtener resultados más precisos, sin dejar escapar algún detalle. En esta investigación se hizo la observación de cilindros de concreto y se tomaron los datos de los respectivos ensayos, se realizaron ensayos de resistencia a la compresión y los resultados fueron anotados en la tabla 3.1.
52
Tabla 3.1.Ensayos de resistencia a la compresión F’c=250kgf/cm
Asentamiento:
Mezcla #
Cilindro
Fecha de
Hora de
Diam.
Área.
Carga.
Resist.
N°
elaboración
elaboración
(cm)
(cm2)
(kgf)
(kgf/cm2)
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
Para 1m
Para 20 cilindros
Piedra Arena Vidrio Cemento Agua
Observaciones:
53
3.5. Procedimiento metodológico El procedimiento metodológico se llevó a cabo siguiendo una serie de pasos con el fin de cumplir con los objetivos de la investigación, la cual consistió en analizar el comportamiento mecánico de una mezcla de concreto convencional y una con sustitución del 20% de cemento Portland por vidrio molido. Para la realización y cumplimiento de los objetivos se siguieron las fases mencionadas a continuación.
S O D A V R concreto convencional y de la mezcla de concreto E con sustitución del 20% S E R de cemento Portland por vidrio molido S O H C E de concreto R Dosificación de la mezcla E D
3.5.1. Determinación de la resistencia a la compresión de la mezcla de
El diseño de mezcla fue proporcionado por una planta concretera, la cual establece las cantidades de agregado, cemento y agua necesarios para 1m 3de concreto para un asentamiento aproximado de 10 cm, tal como se muestran en la tabla 3.2.
3.2. Tabla de dosificación para 1 m3de concreto Componentes
Cantidades
Piedra Arena Cemento Agua
1000 kg 760 kg 385 kg 187 lts
Se realizaron mezclas de 108 lts para elaborar 20 cilindros por cada una de ellas. La dosificación para cada una de las mezclas realizadas se determinó de la siguiente manera: 54
=
ó
0,053
=
(Ec.3.1)
54
En cuanto a la recolección de materiales, en su mayoría estos fueron proporcionados por la concretera CONVICE, C.A. a excepción del vidrio molido que se obtuvo de la planta Coca-Cola. Por otra parte, para la realización de las mezclas, cada uno de los componentes fueron pesados en tobos sobre una balanza calibrada. Para determinar la cantidad de vidrio molido a utilizar se procedió a calcular el
S O D A V R E S En la tabla 3.3 se muestra la proporción de R cada uno de los componentes de la E S O mezcla patrón y la mezcla modificada. H C E R E D 3.3. Tabla de dosificación para 20 cilindros de la mezcla patrón y de la
20% en peso del cemento Portland en la mezcla de concreto patrón sustituyéndolo por vidrio molido.
mezcla modificada Cantidades de los componentes del
Cantidades de los componentes del
concreto para la mezcla patrón
concreto para la mezcla modificada
Piedra
120 kg
Piedra
120 kg
Arena
92,6 kg
Arena
92,6 kg
Cemento
44 kg
Cemento
35.2 kg
Agua
43 kg
Agua
43 kg
Vidrio
No
Vidrio
8,8 kg
Elaboración de las mezclas de concreto
El mezclado de los materiales, tanto de la mezcla patrón como el de la mezcla modificada, se realizó siguiendo el orden establecido en la norma COVENIN 354:2001. Dicho mezclado se realizó de forma manual, con el uso de la pala como único instrumento. Se ejecutó de manera que el mezclado fuera constante, una vez colocados los materiales en el área de mezclado, se agregó 75% del agua
55
requerida. Una vez humedecida la mezcla, se agregó el porcentaje de agua restante.
Determinación del asentamiento
Una vez finalizado el proceso de mezclado, se procedió a tomar la muestra de la mezcla para medir su asentamiento utilizando el cono de Abrams y siguiendo lo establecido en la norma COVENIN 339:2003.
S O D A V R E S Este procedimiento se realizó bajo las especificaciones establecidas en la norma E R S O COVENIN 330:2002 “Método para la elaboración, curado y ensayo a compresión H C E R de cilindros de concreto”. E D
Elaboración de los cilindros
Pasadas las 24 horas de elaboradas las probetas fueron desencofradas cuidadosamente, evitando maltratar el cilindro. Se identificaron los cilindros con fecha, resistencia y tipo de mezcla.
Curado de los cilindros de concreto
Luego de desencofrar los cilindros, éstos fueron sumergidos en un tanque con agua para dar inicio al periodo de curado de los mismos, siguiendo las especificaciones establecidas en la norma COVENIN 330:2002.
Ensayo de resistencia a la compresión
Una vez culminados los 28 días correspondientes al período de curado, fueron trasladados al laboratorio de Servicio Autónomo de Materiales SAEMA, donde se realizaron los ensayos a compresión de los mismos, siguiendo lo establecido en la norma COVENIN 1976:2003”.
56
3.5.2. Análisis de la resistencia a la compresión de la mezcla de concreto modificada tomando como base una mezcla patrón preestablecida por una concretera local. Con los valores obtenidos de los ensayos de resistencia a la compresión, tanto de las probetas realizadas con la mezcla de concreto patrón como las realizadas con la mezcla con sustitución del 20% del cemento Portland por vidrio molido, se
S O D A V R E S El análisis de los resultados se realizó mediante comparaciones de métodos E R S O estadísticos de la variable “Z”, donde se calculó la media de la población seguida H C E para obtener así el valor de “Z” siguiendo los R de la desviación E estándar, D realizaron los análisis pertinentes dentro de los parámetros estadísticos, todo esto con la finalidad de cumplir con los objetivos de ésta investigación.
procedimientos descritos en la norma COVENIN 1976:2003.
Con la resistencia obtenida en cada uno de los ensayos se realizó un gráfico de curva Esfuerzo vs. Número de cilindros, en el cual se muestra un rango probabilístico en el que se determina con mayor precisión el alcance de la resistencia a la compresión de cada una de las muestras a comparar. A través de la obtención de los gráficos de las curvas de esfuerzos a compresión se hizo posible realizar la comparación entre la mezcla patrón y la mezcla modificada con vidrio molido y, de esta manera, poder determinar las características mecánicas de ambas mezclas.
CAPÍTULO IV ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS En el presente capítulo se expresan los datos obtenidos directamente del laboratorio de Servicio Autónomo de Materiales SAEMA y los análisis estadísticos correspondientes a la comparación del concreto modificado con el concreto
S O D A V 4.1 .Determinación de la resistencia a la compresión de R un diseño de mezcla E S E R patrón preestablecido por una concretera local. S O H C Elos resultados obtenidos del laboratorio de Servicio R En la tabla 4.1 se E muestran D convencional basándose en la norma COVENIN 1976:2003 y COVENIN 338:2002.
Autónomo de Materiales SAEMA, de los ensayos a compresión de las probetas de concreto convencional, los cuales fueron ensayados a la edad de 28 días, según lo establecido en la norma COVENIN 338:2002. Ver anexo 1.
58
Tabla 4.1. Resistencia a la compresión de un diseño de mezcla patrón preestablecido por una concretera local Nº de probeta Nº de mezcla 1 2 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 30 31 32 33 34
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
Esfuerzo obtenido(kgf/cm2) 208 220 222 207 231 229 204 188 185 143 261 245 220 238 209 230 244 215 224 243 242 172 188 205 135 138 129 117 130 129 207 214 229 219
Esfuerzo promedio (kgf/cm2) 214 215
S O D A V R 196 E S R E S O 164 H C E D E R 253 230
229 220 230 234 207 197 137 123 130 211 224
59
Tabla 4.1. Continuación Esfuerzo Nº de probeta Nº de mezcla obtenido(kgf/cm2) 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Promedio
2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4
202 236 141 172 177 151 176 189 119 213 187 213 216 183 227 236 225 225 219 208 214 224 222 233 247 227 214 248 251 220 229 266 201 236 224 234
Esfuerzo promedio (kgf/cm2) 219 157 164
S O D A 166 V R E S R E 200 S O H C E 200 D E R 183
232 225 214 219 228 237 231 236 248 219 229 206
60
4.2. Determinación de la resistencia a la compresión de una mezcla de concreto modificada, sustituyendo 20% del peso del cemento Portland por vidrio molido. En la tabla 4.2 se muestran los resultados obtenidos del Laboratorio de Servicio Autónomo de Materiales SAEMA, de los ensayos a compresión de las probetas de concreto sustituyendo el 20% de cemento Portland por vidrio molido, en los que
S O D A V R E S Tabla 4.2. Resistencia a la compresión de una mezcla de concreto E R S O modificada sustituyendo 20% del peso del cemento Portland por vidrio H C E R molido E D
se puede apreciar los valores de 70 muestras y el esfuerzo promedio alcanzado, siguiendo lo estipulado en la norma COVENIN 338:2002.
Nº de probeta
Nº de mezcla
Esfuerzo obtenido(kgf/cm2)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
145 123 124 123 175 117 118 122 122 120 121 127 122 126 117 112 117 106
Esfuerzo promedio (kgf/cm2) 134 124 146 120 121 124 124 115 112
61
Nº de probeta 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
Tabla 4.2. Continuación Esfuerzo Esfuerzo promedio Nº de mezcla 2 obtenido(kgf/cm ) (kgf/cm2) 5 5 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7
107 144 111 108 111 226 206 239 107 132 141 135 141 68 68 179 115 101 111 109 111 114 120 114 128 156 142 111 133 127 152 126 119 106
126 110 169
S O D A V R E S 120 R E S O H C E 138 R E D 223
105 124 108 110 113 117 142 127 130 139 113
62
Nº de probeta 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Promedio
Tabla 4.2. Continuación Esfuerzo Esfuerzo promedio Nº de mezcla 2 obtenido(kgf/cm ) (kgf/cm2) 7 7 7 7 7 7 7 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8
92 89 110 98 125 97 113 130 145 155 166 132 164 176 131 166 163 155
91 104 111
S O D A V R E S 150 R E S O H C E 149 R E D 122
170 149 159 130
4.3. Análisis de la resistencia a la compresión de la mezcla de concreto modificada tomando como base la mezcla patrón preestablecida por una concretera local. 4.3.1. Análisis estadístico de la variable aleatoria “Z” de un concreto con un diseño de mezcla patrón preestablecido por una concretera local. Luego de haber obtenido los resultados de los promedios de la resistencia a la comprensión de 70 muestras, en la tabla 4.3 se procedió a calcular la desviación estándar de las mismas, con la finalidad de obtener los valores que se encuentran fuera del rango entre −2 y 2, a través del cálculo de la variable aleatoria “Z”, como lo indica la norma COVENIN 1976:2003.
63
Tabla 4.3. Análisis estadístico de la variable aleatoria “Z” para probetas de concreto convencional Grupo de cilindros
Resist. Promedio
µ
Σ
Variable Z
1 2 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 30 31 32 33 34 35
214 215 230 196 164 253 229 220 230 234 207 197 137 123 130 211 224 219 157 164 183 166 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 248 219 229
206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206
33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828
0,23939317 0,26931732 0,71817952 -0,29924147 -1,25681416 1,40643489 0,68825537 0,41893805 0,71817952 0,83787611 0,02992415 -0,26931732 -2,06476612 -2,48370417 -2,27423514 0,14962073 0,53863464 -1,25681416 -1,46628319 -1,25681416 -0,68825537 -1,19696587 -0,17954488 -0,17954488 0,77802781 0,56855879 0,23939317 0,38901391 0,65833123 0,92764855 0,74810367 0,8977244 1,25681416 0,38901391 0,68825537
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
64
Como se observa anteriormente, los valores que se encuentran fuera del rango establecido fueron aquellos que correspondieron a las muestras cuyo valor de resistencia fue mayor a 248 kgf/cm 2 y menor a 183kgf/cm 2, éstos fueron eliminados con la finalidad de obtener un conjunto de valores confiables. Finalmente se realizaron 7 iteraciones obteniendo así veinticinco (25) cilindros, tal como se muestra en la tabla 4.4. Ver anexo 2.
S O D A V R E S Grupo de Resist. E σ µ R Variable Z S cilindros Promedio O H 220 12,2104218 -0,4782799 1 214 C E R 215 2 E 220 12,2104218 -0,3963827 D 3 230 220 12,2104218 0,8320760
Tabla 4.4. Análisis estadístico de la variable aleatoria “Z” para probetas de concreto convencional 6ta. Iteración
4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
196 229 220 230 234 207 197 211 224 219 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 219 229
220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220 220
12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218
-1,9524305 0,7501788 0,0131035 0,8320760 1,1596650 -1,0515607 -1,8705332 -0,7239717 0,3406925 -0,0687936 -1,6248414 -1,6248414 0,9958705 0,4225898 -0,4782799 -0,0687936 0,6682815 1,4053568 0,9139733 1,3234596 -0,0687936 0,7501788
65
4.3.2. Análisis estadístico de la variable aleatoria “Z” de una mezcla de concreto modificada, sustituyendo 20% del peso del cemento Portland por vidrio molido Una vez obtenidos los resultados de los promedio de la resistencia a la compresión de 70 muestras, en la tabla 4.5 se procedió a calcular la desviación estándar de las mismas, con la finalidad de obtener los valores que se encuentren
S O D A V R E S Tabla 4.5. Análisis estadístico de la variable aleatoria “Z” para probetas de E R S O concreto con vidrio molido H C E R E Grupo D de Resist. µ σ Variable Z
fuera del rango entre −2 y 2, para así conseguir un conjunto de valores confiables como lo indica la norma COVENIN 1976:2003.
cilindros
Promedio
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
134 124 146 120 121 124 124 115 112 126 110 169 223 120 138 105 124 108 110 113 117 142 127 130
130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130
24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545
0,16265092 - 0,24397637 0,65060367 -0,40662729 -0,36596456 -0,24397637 -0,24397637 -0,60994094 -0,73192913 -0,16265092 -0,81325458 1,58584644 3,78163382 -0.40662729 0,32530183 -1,01656823 -0,243976376 -0,89458004 -0,81325458 -0,69126639 -0,52861548 0,48795275 -0,12198818 0
66
Grupo de cilindros 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
Tabla 4.5. Continuación Resist. µ σ Promedio 139 113 91 104 111 122 150 149 170 149 159
130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130
24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545
Variable Z 0,36596456 -0,69126639 -1,58584644 -1,05723096 -0,77259185 -0,32530183 0,81325458 0,77259185 1,62650917 0,77259185 1,17921915
S O D A V R E S R E S O H C E R E En el caso de los cilindros D de concreto modificado, los valores que resultaron fuera
del rango establecido fueron aquellos que corresponden a las muestras cuyo valor de resistencia fue mayor a 159 kg/cm 2 y menor a 91 kg/cm 2, éstos fueron eliminados para obtener un conjunto de valores confiables. Finalmente se realizaron 3 iteraciones obteniendo así treinta (30) muestras de cilindros, tal como se muestra en la tabla 4.6. Ver anexo 3.
Tabla 4.6. Análisis estadístico de la variable aleatoria “Z” para probetas de concreto con vidrio molido. 3ra. Iteración Grupo de cilindros
Resist. Promedio
µ
σ
Variable Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
134 124 146 120 121 124 124 115 112 126 110
124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124
13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698
0,725194462 -0,017322931 1,616215332 -0,314329888 -0,240078148 -0,017322931 -0,017322931 -0,685588584 -0,908343802 0,131180548 -1,05684728
67
Grupo de cilindros 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30
Tabla 4.6. Continuación. Resist. µ σ Promedio 120 138 105 124 108 110 113 117 142 127 130 139 113 104 111 122 150 149 149
124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124 124
13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698 13,467698
Variable Z -0,314329888 1,022201419 -1,428105976 -0,017322931 -1,205350759 -1,05684728 -0,834092062 -0,537085105 1,319208375 0,205432287 0,428187505 1,096453158 -0,834092062 -1,502357715 -0,982595541 -0,165826409 1,913222289 1,83897055 1,83897055
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
La resistencia promedio de los cilindros de mezcla convencional fue de 220 kg/cm
2
con una desviación estándar de 12,2104 mientras que el promedio de los cilindros de concreto sustituyendo 20% de cemento Portland por vidrio molido fue de 124 kg/cm 2 con una desviación estándar de 13,4676. Asimismo, se da una diferencia de resistencias obtenidas de 96 kg/cm 2.
68
250
2
m c / 200 g k n o i s e r 150 p m o c a l a 100 a i c n e t s i 50 s e R 0
Conv ncional
S O D A V R E S R E S O H C E R E D Vidrio
1
3
5
7
9
11 13 1 5 1 7 1 9 21 23 2 5 2 7 2 9
Numero de Cilindros
Fig. 4.1. Gráfica comparativa entre las resistencias del concreto con sustitución del 20% de emento Portland por vidrio molido con especto al concreto convencional En síntesis se determinó
ue las probetas resultantes de la mezcla de concreto
patrón elaboradas con un diseño de mezcla proporcionada por un a concretera local, no alcanzaron la resi stencia de diseño. Como se muestra en la figura 4.1, el valor de resistencia prome dio obtenido de la mezcla patrón fue de 2 0 kg/cm 2 lo que da como resultado u a variación del 12% de la resistencia d
diseño. La
razón por la que obtuvo est a resistencia fue la manera en que se reali ó la mezcla; este fue un proceso eje utado manualmente, debido a la falta de pericia y experiencia durante el pro ceso de compactación aunado a la inco sistencia de hoy en día con respecto a la calidad de los materiales del mercado l s resultados obtenidos no cumplieron c n las expectativas. .
69
El valor promedio obtenido de la mezcla con sustitución del 20% de cemento Portland por vidrio molido fue de 124 kg/cm 2, lo cual representa una brusca variación de un 43,5% de la resistencia en comparación con la mezcla de concreto patrón, porcentaje que no favorece el uso del vidrio molido como sustituto del conglomerante para ser utilizado en la construcción. .
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
CONCLUSIONES Este trabajo de investigación tuvo como finalidad encontrar un material que fuese capaz de sustituir parcialmente el cemento Portland sin reducir la resistencia. Se siguieron los procedimientos establecidos y cumpliendo con los objetivos de esta
S O D A V R estudió mediante ensayos y se llegó a las siguientes conclusiones: E S R E S Opara un f‘c 250 kgf/cm obtuvieron una Las mezclas de concreto convencional H C Ekgf/cm , bien se observa que no alcanzó la resistencia resistencia máxima E de R 220 D de diseño, sin embargo, éste valor se encuentra dentro de la variación estándar investigación se pudo observar el comportamiento de una mezcla de concreto
sustituyendo el 20% del peso de cemento Portland por vidrio molido, la cual se
2
2
especificada en la norma COVENIN 1976:2003. Las probetas de concreto modificado alcanzaron una resistencia máxima de 124 kgf/cm2, valor que representa una variación del 43,5% con respecto a la resistencia de la mezcla patrón. Por otra parte, las probetas de la mezcla modificada obtuvieron un asentamiento de 14 cm, valor que resultó mayor que el obtenido en las probetas de concreto patrón. Tomando en cuenta las características de impermeabilidad del vidrio se asume que la mezcla de concreto modificada tuvo mayor contenido de humedad que el esperado, siendo éste un factor influyente en la brusca disminución de la resistencia.
RECOMENDACIONES A través de los resultados obtenidos y las observaciones realizadas es necesario aportar las siguientes recomendaciones: Realizar una mezcla de concreto sustituyendo 10% del peso del cemento Portland
S O D A resistencia y evaluar las características mecánicas de la mezcla. V R E S E R Elaborar una mezcla de concreto sustituyendo 20% en peso del agregado fino por S O H C vidrio molido para luego analizar su resistencia. E R E D Evaluar el uso del vidrio molido en un porcentaje menor de 20% como adición a y 10% del peso del agregado fino, por vidrio molido, posteriormente analizar la
una mezcla de concreto, para posteriormente analizar las características mecánicas de la misma. Analizar la resistencia de una mezcla de concreto realizada con sustitución del 20% del agregado grueso por vidrio triturado.
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concrete containing milled glass as partial replacement for cement. Doi:
ANEXOS Anexo 1. Planilla de recolección de datos laboratorio SAEMA para la mezcla de concreto convencional y modificada.
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Anexo 2. Tabla de iteraciones de la mezcla de concreto convencional. Grupo de cilindros 1 2 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 30 31 32 33 34 35
Resist. Promedio 214 215 230 196 164 253 229 220 230 234 207 197 137 123 130 211 224 219 157 164 183 166 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 248 219 229
µ 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206
σ 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828 33,417828
Variable Z 0,23939317 0,26931732 0,71817952 -0,29924147 -1,25681416 1,40643489 0,68825537 0,41893805 0,71817952 0,83787611 0,02992415 -0,26931732 -2,06476612 -2,48370417 -2,27423514 0,14962073 0,53863464 -1,25681416 -1,46628319 -1,25681416 -0,68825537 -1,19696587 -0,17954488 -0,17954488 0,77802781 0,56855879 0,23939317 0,38901391 0,65833123 0,92764855 0,74810367 0,8977244 1,25681416 0,38901391 0,68825537
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Grupo de cilindros
Resist. Promedio
µ
σ
Z
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
214 215 230 196 164 253 229 220 230 234 207 197 130 211 224 219 157 164 183 166 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 248 219 229
206
28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993 28,242993
0,283256098 0,318663111 0,849768295 -0,354070123 -1,487094516 1,664129577 0,814361282 0,495698172 0,849768295 0,991396344 0,035407012 -0,318663111 -2,690932933 0,177035061 0,637326221 0,46029116 -1,734943602 -1,487094516 -0,814361282 -1,416280491 -0,212442074 -0,212442074 0,920582319 0,672733233 0,283256098 0,46029116 0,77895427 1,097617381 0,885175307 1,062210368 1,487094516 0,46029116 0,814361282
206 206 206 206 206 206 206 206 206 206
S O D A V R E S R E S O H C E R E D 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206 206
Grupo de cilindros
Resist. Promedio
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
214 215 230 196 164 253 229 220 230 234 207 197 211 224 219 157 164 183 166 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 248 219 229
µ
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
213,46875
σ
Z
24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705 24,2138705
0,021939904 0,063238548 0,682718197 -0,721435675 -2,042992259 1,632586992 0,641419553 0,269731764 0,682718197 0,84791277 -0,267150599 -0,680137031 -0,101956026 0,434926337 0,228433121 -2,332082762 -2,042992259 -1,258318037 -1,960394973 -0,556241102 -0,556241102 0,765315483 0,47622498 0,021939904 0,228433121 0,60012091 0,971808699 0,72401684 0,930510056 1,426093775 0,228433121 0,641419553
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
Grupo de cilindros
Resist. Promedio
µ
1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 16 17 18 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
214 215 230 196 253 229 220 230 234 207 197 211 224 219 183 166 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 248 219 229
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
217,8275862
σ
Z
18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381 18,4532381
-0,207420843 -0,153229812 0,659635655 -1,182859403 1,906029371 0,605444624 0,117725344 0,659635655 0,876399779 -0,586758061 -1,128668372 -0,369993936 0,334489468 0,063534313 -1,887342807 -2,808590336 -0,966095278 -0,966095278 0,768017717 0,388680499 -0,207420843 0,063534313 0,551253593 1,038972873 0,713826686 0,984781842 1,635074215 0,063534313 0,605444624
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
Grupo de cilindros
Resist. Promedio
1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 16 17 18 21 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
214 215 230 196 253 229 220 230 234 207 197 211 224 219 183 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 248 219 229
µ
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
σ
Z
15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933 15,7612933
-0,425998398 -0,362551828 0,589146723 -1,56803666 2,048417835 0,525700153 -0,045318978 0,589146723 0,842933003 -0,870124389 -1,50459009 -0,616338108 0,208467303 -0,108765548 -2,392842071 -1,314250379 -1,314250379 0,716039863 0,271913873 -0,425998398 -0,108765548 0,462253583 1,033272714 0,652593293 0,969826144 1,731184985 -0,108765548 0,525700153
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
220,7142857
Grupo de cilindros
Resist. Promedio
µ
σ
Z
1
214
219,5185185
14,7506946
-0,37411923
2
215
219,5185185
14,7506946
-0,306325812
3
230
219,5185185
14,7506946
0,710575453
4
196
219,5185185
14,7506946
-1,594400748
7
229
219,5185185
14,7506946
0,642782035
8
220
219,5185185
14,7506946
0,032641276
9
230
219,5185185
14,7506946
0,710575453
10
234
219,5185185
14,7506946
0,981749124
11
207
219,5185185
14,7506946
-0,848673153
12
197
219,5185185
14,7506946
-1,52660733
211
219,5185185
14,7506946
-0,577499483
224
219,5185185
14,7506946
0,303814947
219
219,5185185
14,7506946
-0,035152141
183
219,5185185
14,7506946
-2,475715178
200
219,5185185
14,7506946
-1,323227077
200
219,5185185
14,7506946
-1,323227077
232
219,5185185
14,7506946
0,846162289
225
219,5185185
14,7506946
0,371608365
27
214
219,5185185
14,7506946
-0,37411923
28
219
219,5185185
14,7506946
-0,035152141
29
228
219,5185185
14,7506946
0,574988618
30
237
219,5185185
14,7506946
1,185129377
31
231
219,5185185
14,7506946
0,778368871
32
236
219,5185185
14,7506946
1,117335959
33
248
219,5185185
14,7506946
1,930856971
34
219
219,5185185
14,7506946
-0,035152141
35
229
219,5185185
14,7506946
0,642782035
16 17 18 21 23 24 25 26
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
Grupo de cilindros
Resist. Promedio
µ
1 2 3 4 7 8 9 10 11 12 16 17 18 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35
214 215 230 196 229 220 230 234 207 197 211 224 219 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 248 219 229
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
σ
Z
13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194 13,1410194
-0,526829722 -0,450732125 0,690731832 -1,89658647 0,614634235 -0,07024414 0,690731832 0,99512222 -1,059512902 -1,820488873 -0,755122514 0,234146249 -0,146341737 -1,592196082 -1,592196082 0,842927026 0,310243846 -0,526829722 -0,146341737 0,538536637 1,223415011 0,766829429 1,147317414 2,06048858 -0,146341737 0,614634235
S O D A V R E S R E S O H C E D E R
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
220,9230796
Grupo de cilindros
Resist. Promedio
1 2 3 4 7 8 9 10 11 12 16 17 18 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 34 35
214 215 230 196 229 220 230 234 207 197 211 224 219 200 200 232 225 214 219 228 237 231 236 219 229
µ
σ
Z
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218 12,2104218
-0,478279956 -0,396382703 0,832076088 -1,952430505 0,750178835 0,01310356 0,832076088 1,159665099 -1,051560725 -1,870533252 -0,723971714 0,340692571 -0,068793692 -1,624841494 -1,624841494 0,995870593 0,422589824 -0,478279956 -0,068793692 0,668281582 1,405356857 0,91397334 1,323459604 -0,068793692 0,750178835
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
219,84
Anexo 3. Tabla de iteraciones de la mezcla de concreto modificada. Grupo de cilindros Resist. Promedio 1 134 2 124 3 146 4 120 5 121 6 124 7 124 8 115 9 112 10 126 11 110 12 169 13 223 14 120 15 138 16 105 17 124 18 108 19 110 20 113 21 117 22 142 23 127 24 130 25 139 26 113 27 91 28 104 29 111 30 122 31 150 32 149 33 170 34 149 35 159
µ 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130 130
σ 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545 24,592545
Variable Z 0,16265092 -0,24397637 0,65060367 -0,40662729 -0,36596456 -0,24397637 -0,24397637 -0,60994094 -0,73192913 -0,16265092 -0,81325458 1,58584644 3,78163382 -0.40662729 0,32530183 -1,01656823 -0,243976376 -0,89458004 -0,81325458 -0,69126639 -0,52861548 0,48795275 -0,12198818 0 0,36596456 -0,69126639 -1,58584644 -1,05723096 -0,77259185 -0,32530183 0,81325458 0,77259185 1,62650917 0,77259185 1,17921915
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
Grupo de cilindros Resist. Promedio 1 134 2 124 3 146 4 120 5 121 6 124 7 124 8 115 9 112 10 126 11 110 12 169 14 120 15 138 16 105 17 124 18 108 19 110 20 113 21 117 22 142 23 127 24 130 25 139 26 113 27 91 28 104 29 111 30 122 31 150 32 149 33 170 34 149 35 159
µ 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176 126,941176
σ 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054 18,474054
Variable Z 0,382093944 -0,159205774 1,031653605 -0,375725661 -0,321595689 -0,159205774 -0,159205774 -0,64637552 -0,808765435 -0,05094583 -0,917025379 2,276642956 -0,375725661 0,598613831 -1,187675238 -0,159205774 -1,025285322 -0,917025379 -0,754635463 -0,538115576 0,815133718 0,003184141 0,165574057 0,652743803 -0,754635463 -1,945494843 -1,241805209 -0,862895407 -0,267465717 1,248173492 1,194043521 2,330772928 1,194043521 1,735343238
S O D A V R E S R E S O H C E R E D
Grupo de cilindros 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 34 35
Resist. Promedio 134 124 146 120 121 124 124 115 112 126 110 120 138 105 124 108 110 113 117 142 127 130 139 113 91 104 111 122 150 149 149 159
µ 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125 124,28125
σ 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861 15,566861
Variable Z 0,624323057 -0,018067227 1,395191398 -0,27502334 -0,210784312 -0,018067227 -0,018067227 -0,596218482 -0,788935567 0,11041083 -0,917413624 -0,27502334 0,881279171 -1,238608766 -0,018067227 -1,045891681 -0,917413624 -0,724696539 -0,467740425 1,138235284 0,174649858 0,367366944 0,945518199 -0,724696539 -2,137955164 -1,302847795 -0,853174596 -0,146545284 1,652147511 1,587908483 1,587908483 2,230298767
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