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UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO DE BOLÍVAR
ESCUELA DE CIENCIA DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL
ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE
BLOQUES HUECOS DE CONCRETO UTILIZANDO COMO
AGREGADO ADICIONAL PARA SU DISEÑO RESIDUOS DE
VIDRIOS INDUSTRIALES.
TRABAJO FINAL DE
GRADO PRESENTADO POR
LOS BACHILLERES
MICHELLI G. ANDRES L.
NIETO G. OSCAR O. PARA
OPTAR POR EL TITULO DE
INGENIERO CIVIL.
CIUDAD BOLÍVAR, JULIO 2015
ii
UNIVERSIDAD DE ORIENTE
NÚCLEO BOLÍVAR
ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
HOJA DE APROBACIÓN
Este Trabajo de Grado, titulado: ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO
MECÁNICO DE BLOQUES HUECOS DE CONCRETO UTILIZANDO
COMO AGREGADO ADICIONAL PARA SU DISEÑO RESIDUOS DE
VIDRIOS INDUSTRIALES, presentado por los bachilleres: Michelli Grillet
Andrés Leonardo, cédula de identidad Nº 20.557.978 y Nieto González Oscar
Orlando, cédula de identidad Nº 23.551.471, como requisito parcial para optar por el
título: Ingeniero Civil, ha sido aprobado de acuerdo al reglamento de la Universidad
de Oriente.
Nombre y Apellido del profesor: Firma
Profesor. Giovanni Grieco
(Asesor)
(Jurado)
(Jurado)
Profesor:
Profesor:
Jefe del departamento de Ingeniería Civil Director de escuela
En Ciudad Bolívar julio de 2015.
iii
DEDICATORIA
A Dios por darme salud, brindarme su protección divina durante todos estos
años y darme sabiduría para lograr las metas que me he propuesto.
A mi madre Mirna González, por todo su amor y apoyo a lo largo de estos años
de vida, así como también a mis tíos Mariela González, Mitsis González y Alexander
González, mi abuela Eva González, y mi hermana Alba Nieto, por todos brindarme su
apoyo en cualquier cosa que necesite, y porque todos contribuyeron de alguna manera
al logro de esta meta.
A mi novia Michelle Guizard,y mis amigos y compañeros de estudio en
especial a Erick, Antonio, Marianella, Erika y Anggy, que compartieron conmigo el
camino hacia esta meta, éxitos a todos ustedes.
Oscar Nieto
iv
DEDICATORIA
Este logro se lo dedico a Dios por darme la oportunidad de vivir, por llenarme
de sabiduría para afrontar cada paso durante este recorrido y por proporcionarme la
fuerza para avanzar ante los tropiezos.
A mis madres Milena Grillet y Patricia Rodríguez por guiarme, apoyarme y
brindarme la oportunidad de formarme académicamente. A mi hija Camila Anabella
Michelli, la cual fue mi inspiración e impulso. A Félix Santana por sus consejos y
apoyo.
A mi novia y compañera Katiuska Escalona, por ser incondicional conmigo y
ayudarme ante cada pequeña meta en este trayecto, a mi amigo Franco De Marchi y
demás compañeros los cuales agregaron su grano de arena para culminar mi grado.
Andrés Michelli.
v
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios por guiarme y protegerme, y a mi madre por ser mi apoyo y
principal fuente de motivación para alcanzar esta meta.
A La Universidad de Oriente por ser nuestra casa de estudios y facilitarnos
todas las herramientas y espacios necesarios para un adecuado desenvolvimiento
como estudiantes.
A todo el personal que labora en la empresa INGECONTROL por abrirnos sus
puertas y aportar todos los recursos para la elaboración y procesamiento de los
ensayos realizados.
A nuestro asesor académico Profesor Giovanni Grieco, y demás profesores por
su guía, consejos y opiniones respecto al tema, los cuales fueron muy importantes
para realizar esta investigación.
A mi compañero Andrés Michelli, por su ayuda, esfuerzo y dedicación para la
realización de este trabajo de investigación.
Finalmente agradezco a todas aquellas personas que de alguna u otra manera
colaboraron o participaron en la realización de esta investigación.
Oscar Nieto
vi
AGRADECIMIENTOS
Le agradezco a Dios primeramente por brindarme salud y rodearme de personas
maravillosas. A mi mama Milena Grillet, por sus valores inculcados y por ser mi
sustento durante toda mi carrera.
A la Universidad de Oriente, por ser mí casa de estudio, y a los profesores que
hacen vida en esta institución por formarme académicamente durante todo este
periodo.
A todo el personal de INGECONTROL C.A, por brindarnos las herramientas y
conocimientos necesarios para realizar los ensayos que se requirieron durante nuestra
investigación.
A nuestro asesor académico Giovanni Grieco, por su colaboración, consejos y
ayuda brindada para la realización de nuestro proyecto de grado.
A mi compañero de tesis Oscar Nieto, por su gran aporte, interés y dedicación
para alcanzar cada uno de los objetivos planteados en esta investigación.
A Katiuska Escalona por su participación en cada actividad realizada en esta
investigación aportando su ayuda y opiniones para lo que fuese necesario; A la
familia De Marchi Bermúdez la cual me acogió en su hogar y además me prestaron
una mano amiga cuando la necesite. Y a mis amigos Franco De Marchi, Ailid Marín,
a “Los Urbina” y demás compañeros por apoyarme y por brindarme sus consejos
cuando fueron necesarios.
Andrés Michelli.
vii
RESUMEN
El objetivo general de la presente investigación fue “Analizar el comportamiento
mecánico de bloques huecos de concreto utilizando como agregado adicional para su
diseño residuos de vidrios industriales”. Se aplicó una metodología de trabajo de tipo
descriptiva y exploratoria, con un diseño de campo y experimental. Se determinó una
mezcla patrón para elaborar un bloque convencional de concreto que cumpliera con la
resistencia mínima a la compresión establecida por COVENIN, partiendo de esta
dosificación patrón se plantearon tres mezclas modificadas a base de residuos de
vidrio con porcentajes de arena sustituida por vidrio de 10%, 20% y 30%
respectivamente, esto, con la finalidad de evaluar el comportamiento de los bloques a
medida que se le incorporaba residuos de vidrio. El vidrio utilizado fue obtenido de
residuos de vidrieras y fue triturado. Se realizaron todos los ensayos correspondientes
a los agregados utilizados para la fabricación de los bloques, y a los bloques
fabricados, con la finalidad de verificar que la calidad de estos cumpliera los
requerimientos establecidos en las normas Venezolanas COVENIN. Los bloques
fueron realizados de forma manual en un molde metálico, el procedimiento fue
mezclar cada uno de los agregados en sus respectivas dosificaciones en un trompo
mezclador y luego se llenó manualmente el molde, el cual se sacó poco tiempo
después. Una vez realizados los bloques fueron curados los días siguientes; se
fabricaron 3 bloques por cada dosificación lo cuales fueron ensayados a la
compresión a los 7, 14 y 28 días de edad respectivamente. Los resultados obtenidos
de los bloques fabricados con mezclas modificadas fueron comparados con los del
bloque patrón, donde en la investigación se obtuvo como resultado que todos los
bloques cumplieron con la resistencia a la compresión mínima y con los demás
requisitos de absorción y dimensionales establecidos por la Norma COVENIN 42-82.
La investigación arrojó resultados positivos de la incorporación del vidrio como
agregado fino al obtenerse que los bloques fabricados con las mezclas modificadas
tuvieron mayor resistencia a la compresión que el bloque patrón; pero resultados
negativos en cuanto al costo, ya que la fabricación de los bloques con mezcla
modificadas con residuos a pesar de usar material reciclado tienen un mayor costo de
fabricación al necesitar mayor mano de obra para el triturado del vidrio.
viii
CONTENIDO
Página
HOJA DE APROBACIÓN..................................................................... ii
DEDICATORIA ....................................................................................... iii
AGRADECIMIENTOS........................................................................... v
RESUMEN ................................................................................................ vii
CONTENIDO ......................................................................................... viii
LISTA DE FIGURAS ............................................................................ xii
LISTA DE TABLAS ............................................................................. xiv
LISTA DE APÉNDICES ..................................................................... xvi
LISTA DE ANEXOS............................................................................ xvii
INTRODUCCIÓN .................................................................................... 1
CAPÍTULO I. SITUACIÓN A INVESTIGAR ................................ 2
1.1 Planteamiento del problema ....................................................................... 2 1.2 Objetivos de la investigación ...................................................................... 8
1.2.1 Objetivo general ........................................................................... 8
1.2.2 Objetivos específicos .................................................................... 8
1.3 Justificación de la investigación ................................................................. 9 1.4 Alcance de la investigación ........................................................................ 9
CAPÍTULO II. GENERALIDADES ................................................ 11
2.1 Ubicación geográfica del área de estudio .................................................. 11
2.2 Acceso al área .......................................................................................... 12 2.3 Descripción del laboratorio ...................................................................... 12
2.3.1 Visión .......................................................................................... 12
2.3.2 Misión.......................................................................................... 12
2.3.3 Objetivo general ........................................................................... 13
2.3.4 Objetivos específicos ................................................................... 13
ix
2.3.5 Servicios que presta INGECONTROL ......................................... 13
2.4 Características físicas y naturales ............................................................. 14 2.4.1 Geografía ..................................................................................... 14
2.4.2 Clima ........................................................................................... 15
2.4.3 Geomorfología ............................................................................. 15
2.4.4 Geología ...................................................................................... 15
2.4.5 Flora ............................................................................................ 16
2.4.6 Fauna ........................................................................................... 16
CAPÍTULO III. MARCO TEÓRICO .............................................. 17
3.1 Antecedentes de la investigación .............................................................. 17 3.2 Bases teóricas ........................................................................................... 20
3.2.1 El vidrio ..................................................................................... 20
3.2.2 Bloque hueco de concreto ........................................................... 38
3.2.3 Componentes de los bloques huecos de concreto ........................ 45
3.2.4 Morteros ..................................................................................... 62
3.2.5 Requisitos de la norma COVENIN 42-82 para la fabricación de
bloques huecos de concreto ......................................................... 65
3.3 Definición de términos básicos ................................................................. 68
CAPÍTULO IV. METODOLOGÍA DE TRABAJO ..................... 71
4.1 Tipos de investigación.............................................................................. 71
4.2 Diseño de la investigación ........................................................................ 72 4.3 Población de la investigación ................................................................... 73
4.4 Muestra de la investigación ...................................................................... 74 4.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ...................................... 74
4.5.1 Técnicas de recolección de datos ................................................. 75
4.5.2 Instrumentos de recolección de datos ........................................... 76
4.6 Flujograma de la metodología de trabajo .................................................. 79
4.6.1 Recopilación de información sobre el tema .................................. 81
4.6.2 Estudio de las propiedades de los agregados ................................. 81
4.6.3 Diseño de mezclas. ....................................................................... 93
4.6.4 Elaboración de los bloques huecos de concreto ............................ 95
x
4.6.5 Ensayos de calidad realizados a los bloques ................................. 98
4.6.6 Comparación del costo de un bloque hueco de concreto
convencional, con el precio de un bloque hueco de concreto
con agregado de vidrio .............................................................. 103
CAPÍTULO V. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE
LOS RESULTADOS ............................................ 105
5.1 Describir los componentes del bloque hueco de concreto. ..................... 105 5.1.1Cemento Portland tipo CACP1 ................................................... 105
5.1.2 Arena de río ............................................................................... 106
5.1.3 Residuos de vidrio ...................................................................... 106
5.1.4 Agua .......................................................................................... 107
5.2 Estudiar las características de la calidad de los agregados utilizados
para elaborar las diferentes mezclas ........................................................ 107
5.2.1 Granulometría ............................................................................ 107
5.2.2Humedad .................................................................................... 110
5.2.3 Densidad y absorción ................................................................. 110
5.2.4 Peso unitario suelto y compactado. ............................................. 111
5.2.5 Ensayo colorimétrico. ................................................................ 112
5.3 Determinar una mezcla patrón para elaborar un bloque que cumpla
con los requisitos de la Norma COVENIN 42-82.................................... 113 5.4 Proponer distintas dosificaciones de mezcla a base de cemento Pórtland,
arena y residuos de vidrio, para la elaboración de bloques huecos de
concreto ................................................................................................. 115
5.5 Determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los
bloques elaborados, establecidas en la Norma COVENIN 42-82 ............ 116
5.5.1 Dimensiones de los bloques ....................................................... 116
5.5.2 Absorción. ................................................................................. 118
5.5.3 Resistencia a la compresión ........................................................ 119
5.5.4 Prueba de fuego ......................................................................... 120
5.6 Comparar las propiedades del bloque hueco de concreto convencional,
con el bloque hueco de concreto con agregado de vidrio establecidas
por la Norma COVENIN 42-82 .............................................................. 120 5.6.1 Dimensiones .............................................................................. 120
xi
5.6.2 Absorción .................................................................................. 121
5.6.3 Resistencia a la compresión ........................................................ 122
5.6.4 Prueba de fuego ......................................................................... 124
5.7 Comparación del costo de un bloque hueco de concreto convencional,
con el precio de un bloque hueco de concreto con agregado de vidrio ... 124 5.7.1 Cálculo del rendimiento de la maquina fabricadora de bloques. .. 124
5.7.2 Costos de un bloque hueco de concreto. ..................................... 125
5.7.3 Costos de un bloque hueco de cemento con agregado adicional
de residuos de vidrio ................................................................. 127
5.7.4 Plan de inversión inicial para un bloque con agregado
adicional de vidrio triturado. ................................................. 130
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................ 131
Conclusiones............................................................................................... 131 Recomendaciones ....................................................................................... 133
REFERENCIAS .................................................................................... 134
APÉNDICES .......................................................................................... 136
ANEXOS ................................................................................................. 154
xii
LISTA DE FIGURAS
Página
2.1 Ubicación relativa del área (PROTECNICA-INGECONTROL)…………… 11
3.1 Etapas básicas del proceso de producción de vidrio………………………… 31
3.2 Proceso de reciclaje del vidrio………………………………………………. 36
3.3 Bloque Hueco de concreto…………………………………………………... 38
3.4 Esquema de las etapas de fabricación del cemento…………………………. 48
3.5 Especificaciones granulometrías de la arena ……………………………….. 54
4.1 Tamices para el ensayo de granulometría…………………………………… 77
4.2 Balanza digital………………………………………………………………. 77
4.3 Horno………………………………………………………………………... 78
4.4 Máquina para ensayo de resistencia a la compresión……………………….. 78
4.5 Trompo………………………………………………………………………. 79
4.6 Formaleta de bloque…………………………………………………………. 79
4.7 Flujograma de la metodología de trabajo……………………………………. 80
4.8 Instrumentos para el ensayo de la granulometría de la arena……………….. 83
4.9 Triturado del vidrio………………………………………………………….. 84
4.10 Tamizado del vidrio………………………………………………………... 85
4.11 Instrumentos para el ensayo de peso unitario……………………………… 87
4.12 Ensayo de peso unitario……………………………………………………. 87
4.13 Instrumentos para el ensayo de humedad del agregado……………………. 91
4.14 Instrumentos para el ensayo de humedad del agregado……………………. 91
4.15 Ensayo de humedad de la arena……………………………………………. 91
4.16 Ensayo colorimétrico………………………………………………………. 93
4.17 Arena utilizada para las mezclas…………………………………………… 95
4.18 Vidrio triturado…………………………………………………………….. 95
4.19 Pesado de los materiales…………………………………………………… 96
4.20 Mezcla de los agregados en trompo………………………………………... 97
4.21 Relleno de formaleta……………………………………………………….. 97
4.22 Saque de la formaleta………………………………………………………. 98
4.23 Pesado de los bloques……………………………………………………… 100
4.24 Medición de los bloques…………………………………………………… 100
4.25 Enyesado de los bloques…………………………………………………… 101
4.26 Colocación del bloque a compresión………………………………………. 101
4.27 Muestras de cada mezcla de bloques para el ensayo de absorción………… 102
4.28 Sacado del horno de las muestras de bloques para el ensayo de absorción... 103
5.1 Curva granulométrica de arena de rio……………………………………….. 108
5.2 Curva granulométrica de vidrio utilizado…………………………………… 109
xiii
5.3 Comparación del color de la muestra con el color patrón de ensayo
colorimétrico………………………………………………………………..
112
5.4 Absorción de los bloques fabricados con mezcla patrón y mezclas
modificadas con residuos de vidrio………………............
122
5.5 Curva comparativa del desarrollo de resistencia de los bloques fabricados
con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos de vidrio……
123
5.6 Resistencia a la compresión a los 28 dias de bloques fabricados con mezcla
patrón y mezclas modificadas con residuos de vidrio………………………
123
xiv
LISTA DE TABLAS
Página.
3.1 Composición de vidrios comerciales (López M, 2010)……………………. 22
3.2 Algunas propiedades de los vidrios más característicos
(Domínguez J, 2003)........................................................................................
26
3.3 Tipos de vidrios (British Glass Manufacturers Confederation, 1999)…….... 28
3.4 Componentes mineralógicos del cemento Portland (Porrero J, 2009)……… 47
3.5 Tipos de cemento Portland según COVENIN 28:1993 y ASTM C150
(Porrero J, 2009)……………………………………………………………..
49
3.6 Tamices utilizados y porcentajes pasantes recomendados para agregado
finos (COVENIN 255:77)……………………………………………………
53
3.7 Clasificación de la arena según el módulo de finura MF (Porrero J, 2009)… 56
3.8 Valores comunes de la relación Peso/volumen de los agregados (Porrero,
2009)…………………………………………………………………………
58
3.9 Clasificación de los morteros según la consistencia o dosis de agua
(Jiménez J, 2004)………………………………………………………….
64
3.10 Clasificación de los morteros según la dosis de cemento (Jiménez J,
2004)………………………………………………………………………
65
3.11 Dimensiones de los bloques de concreto (COVENIN 42:82)…….............. 66
3.12 Espesores mínimos para bloques Tipo A (COVENIN 42:82)….………..... 66
3.13 Espesores mínimos para bloques Tipo B (COVENIN 42:82)…………….. 66
3.14 Absorción máxima para bloques de concreto (COVENIN 42:82)…........... 67
3.15 Resistencia a la compresión de bloques de concreto (COVENIN 42:82)…. 67
4.1 Mezclas planteadas para bloque patrón……………………………………... 94
5.1 Propiedades de los residuos de vidrio……………………………………….. 107
5.2 Granulometría de la arena de rio…………………………………………….. 108
5.3 Granulometría de residuos de vidrio………………………………………… 109
5.4 Contenido de humedad de arena de rio……………………………………… 110
5.5 Densidad y absorción arena…………………………………………………. 110
5.6 Peso unitario suelto arena…………………………………………………… 111
5.7 Peso unitario compactado arena……………………………………………... 111
5.8 Dosificaciones planteadas para mezcla patrón………………………………. 113
5.9 Resistencia a la compresión de bloques fabricados con mezclas propuestas
como mezcla patrón………………………………………………………….
114
5.10. Tabla comparativa de la resistencia a la compresión de bloques fabricados
con mezcla F2 y la resistencia mínima establecida por COVENIN 42:82...
114
5.11 Dosificación de las mezclas modificadas a base de residuos de vidrios
xv
industriales………………………………………………….......................... 115
5.12 Dimensiones de bloques fabricados con mezcla F2 (Patrón)……………… 116
5.13 Dimensiones de bloques fabricados con mezcla F2-A a base de residuos
de vidrio……………………………………………………………….........
117
5.14 Dimensiones de bloques fabricados con mezcla F2-B a base de residuos
de vidrio……………………………………………………………………..
117
5.15 Dimensiones de bloques fabricados con mezcla F2-C a base de residuos
de vidrio……………………………………………………………………..
117
5.16Absorción de bloques fabricados con mezcla F2 (Patrón)…………………. 118
5.17 Absorción de bloques fabricados con mezclas modificadas a base de
residuos de vidrio……………………………………....................................
118
5.18 Resistencia a la compresión de bloques fabricados con mezcla F2 (patrón). 119
5.19Resistencias a la compresión de bloques fabricados con mezclas
modificadas a base de residuos de vidrio……………………………………
119
5.20 Resistencia a la compresión de bloque patrón y bloque modificado a base
de residuos de vidrio luego de ser sometidos a fuego……………………....
120
5.1 Cuadro comparativo de las dimensiones de los bloques fabricados con
mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos de vidrio...……….
121
5.21Cuadro comparativo de la absorción de los bloques fabricados con mezcla
patrón y mezclas modificadas a base de residuos de vidrio…….…………
121
5.23Cuadro comparativo de las resistencias a la compresión de los bloques
fabricados con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos de
vidrio…...……………………………………………………………………
122
5.24 Cuadro comparativo de las resistencias a la compresión de los bloques
fabricados con mezcla patrón y mezcla modificada a base de residuos de
vidrio luego de ser sometidos a fuego……………………………………….
124
5.25 Materiales para la elaboración de bloque de cemento……………………... 125
5.26 Mano de obra para la elaboración de bloque de cemento………………….. 126
5.27 Equipos para la elaboración de bloques de cemento……………………….. 126
5.28 Mano de obra indirecta para la elaboración de bloques de cemento………. 126
5.29 Otros gastos para la elaboración de bloques de cemento…………………... 127
5.30 Costo unitario de un bloque hueco de cemento……………………………. 127
5.31 Materiales para la elaboración de bloques de cemento con vidrio………… 128
5.32 Mano de obra directa para la elaboración de bloques de cemento con
vidrio………………………………………………………………………...
128
5.33 Equipos para la elaboración de bloques de bloques de cemento con vidrio.. 128
5.34 Mano de obra indirecta para la elaboración de bloques de cemento con
vidrio………………………………………………………………………...
129
5.35 Otros gastos para la elaboración de bloques de cemento con vidrio………. 129
5.36 Costo unitario de un bloque hueco de cemento con vidrio………………... 129
5.37 Plan de inversión…………………………………………………………... 130
xvi
LISTA DE APÉNDICES
Página
A. PLANILLAS UTILIZADAS EN LOS ENSAYOS DE LABORATORIO…
138
A.1 Planilla de ensayo para determinar la humedad del agregado fino……… 139
A.2 Planilla de ensayo para determinarr la composicion granulometrica del
agregado fino para concreto ………………………………………..
140
A.3 Planilla de ensayo para determinar el peso unitario……………………... 141
A.4 Planilla de ensayo para determinar el peso especifico del agregado fino.. 142
A.5 Planilla de ensayo a la compresion de bloque de concreto……………… 143
B. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO…………..
144
B.1 Humedad del agregado fino……………………………………………... 145
B.2 Composicion granulométrica del agregado fino………………………… 146
B.3 Peso unitario del agregado fino………………………………………….. 147
B.4 Peso especifico del agregado fino……………………………………….. 148
B.5 Ensayo a la compresión del bloque patrón………………………………. 149
B.6 Ensayo a la compresion de bloque con 10% de vidrio…………………... 150
B.7 Ensayo a la compresión de bloque con 20% de vidrio………………….. 151
B.8 Ensayo a la compresión de bloque con 30% de vidrio…………………... 152
xvii
LISTA DE ANEXOS
1. NORMAS VENEZOLANAS COVENIN UTILIZADAS EN LA
INVESTIGACIÓN
2. FOTOGRAFÍAS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS
1
INTRODUCCIÓN
La construcción es una prioridad ligada al desarrollo de la población, y debido
a los grandes avances en el mundo, este desarrollo ha impulsado a los profesionales
de la construcción y sus afines, a buscar cada día nuevas técnicas e
implementaciones a fin de optimizar las edificaciones, disminuir los costos, disminuir
el impacto ambiental y realizar las obras en el menor tiempo posible, en otras
palabras debemos ser eficientes y eficaces a la hora de construir una obra, sin
olvidarnos de la seguridad que se le debe otorgar al usuario.
La construcción de edificaciones está constituida por varios elementos, pero
sin duda, uno de los principales son los bloques huecos de cemento, los cuales se
utilizan para distribuir los espacios dentro la edificación y como cerramientos
protegiendo a los usuarios de los agentes ambientales. A fin de buscar alternativas
para la construcción y el ambiente, se siente la necesidad de realizar un estudio a los
componentes del bloque y a otros materiales para ser tomados en cuenta en su
proceso de fabricación.
El bloque está constituido por una mezcla de mortero, la cual contiene
cemento, arena y agua, estos materiales son determinantes para obtener la resistencia
requerida según la norma COVENIN 42.82. El agregado fino dentro del bloque
hueco, es el material cuya proporción es más elevada, siendo así la que más influye
en el costo de fabricación de un bloque. El alto costo de este material en el mercado
ha impulsado en la industria de la construcción a buscar nuevos materiales para ser
incluidos en la mezcla, sin disminuir su resistencia y aumentar su peso, pero si
obteniendo una disminución de costos y un aumento en el volumen de fabricación.
2
Aprovechando la iniciativa del sector de la construcción de buscar nuevos
materiales, se pueden eliminar otros problemas como los desechos sólidos los cuales
no son depositados en un lugar adecuado, a consecuencia de esto se reduce el impacto
ambiental, este se ha vuelto enemigo del ingeniero civil en la construcción, es por
esto que se debe estudiar la posibilidad de usar los desechos sólidos como materia
prima los cuales puedan ser de fácil reciclaje, con gran abundancia, y que a su vez
disminuya en buena parte la contaminación ambiental. El vidrio cumple con todos
estos requisitos, debido a sus múltiples usos como en ventanas, vitrinas, botellas,
entre otros, además su fragilidad hace que la producción sea elevada, lo cual genera
grandes cantidades de desechos de vidrios al año, este material no es de fácil
degradación por lo que su reutilización contribuye de gran manera con el ambiente.
Debido a las características que posee el vidrio es candidato a un estudio para la
implementación de su uso dentro de la construcción, de esta manera surge esta
investigación, la cual plantea incluir vidrios industriales triturados en la mezcla de
mortero de un bloque hueco de cemento en sustitución parcial del agregado fino, para
así evaluar su comportamiento y verificar si cumple con los requerimientos
establecidos para su funcionamiento en la construcción de obras civiles y a su vez
comparar la factibilidad económica de su fabricación con respecto a un bloque
convencional.
Para alcanzar satisfactoriamente los objetivos planteados, se organizó la
investigación por capítulos del siguiente modo:
Capítulo I. Situación a investigar: en este segmento se informa de manera clara
sobre el planteamiento del problema a estudiar, los objetivos que se esperan alcanzar,
la justificación y el alcance de la investigación.
3
Capítulo II. Generalidades: se hace alusión a la ubicación, vías de acceso al
lugar y las características físicas y naturales de la zona donde se desarrolló el estudio
de los comportamientos de los materiales y del bloque hueco con agregado adicional
de residuos de vidrios industriales.
Capítulo III. Marco teórico: en este capítulo se detallan los antecedentes de la
investigación, se recopila toda la información teórica y legal necesaria para el
sostenimiento y entendimiento del tema de investigación, además de esto se
esclarecen todos los términos confusos y engorrosos.
Capítulo IV. Metodología de trabajo: se determina el tipo y diseño de la
investigación, población y muestra de la misma. Además se muestra y explica un
flujograma de la metodología empleada. Se desarrollan cada uno de los
procedimientos que se realizaron para la elaboración de la investigación y necesarios
para dar respuesta al problema planteado.
Capítulo V. Análisis e interpretación de los resultados: en este segmento se
adquieren las respuestas a los objetivos propuestos utilizando tablas figuras y
cálculos, además de dar un breve análisis de cada resultado obtenido.
Conclusiones y recomendaciones: conforme a las preguntas y objetivos del
estudio se establecen conclusiones fundamentadas en la interpretación de los
resultados adquiridos. Las recomendaciones se construyen a partir de elementos
relacionados con los aspectos encontrados en el estudio.
Por último se encuentran las referencias bibliográficas en las que se refleja cada
uno de los textos y referencias examinadas para la elaboración de este proyecto,
además de los apéndices y anexos que demuestran las normas, planillas para la
recolección de datos e imágenes de soporte y sustento de la investigación.
4
CAPÍTULO I
SITUACIÓN A INVESTIGAR
1.1 Planteamiento del problema
Hoy en día el hombre ha alcanzado niveles de evolución jamás pensados, con la
visión de encontrar mejoras en su calidad de vida, tratando de innovar en todos los
campos. En este proceso evolutivo el hombre ha conseguido grandes beneficios, y de
igual manera, nuevos problemas. El problema con mayor transcendencia es que se ha
modificado la naturaleza a gran escala, ocasionando daños al ambiente. Las
industrias, comercios y viviendas que son necesarias hoy en día para el hombre,
generan a diario grandes desechos los cuales no son manejados correctamente y
terminan recalando a espacios naturales, contribuyendo con la contaminación.
Los grandes sectores industriales y comerciales a partir del crecimiento
acelerado que presenta la población, deberán incrementar sus capacidades en los
próximos años para cubrir la demanda poblacional, este crecimiento ocasionará un
deterioro ecológico acelerado para el planeta, esto sin contar con la demanda
habitacional que existirá. Según la ONU, la mitad de la población mundial vive hoy
en ciudades y pronostica que en 25 años, otros dos mil millones de personas
(aproximadamente el 40% de la población mundial) se incorporarán a zonas
urbanas, lo que seguramente creará un problema económico. Globalmente existen
varias organizaciones e investigadores con el objetivo de atender esta problemática y
detener el progresivo deterioro del ambiente. El sector de la construcción no ha
ignorado esta situación, por tal razón, se han tomado medidas para contribuir con el
ambiente y disminuir los costos.
5
En España se emplean carreteras ecológicas reciclando unas 300 toneladas de
cauchos al año, en países como México y Haití se reciclan los desechos de la
construcción para ser utilizados nuevamente, en países como Perú, Chile, y Estados
Unidos se ha implementado la construcción de viviendas ecológicas. Todos estos
proyectos aparte de recuperar la importancia de los criterios verdes, la arquitectura
diseñada para construir viviendas sustentables con materiales ecológicos, renovables
o reciclables, pretenden obtener cambios notorios en el sector económico permitiendo
el control del déficit habitacional.
En Venezuela, el déficit habitacional se duplicó en los últimos 15 años, según
indica Anabella Abadi (Sep. 2013). En el año 1998 se estimó que el déficit
habitacional era de 1,5 millones de viviendas y en junio del año 2013 se estima que
era de 3 millones de viviendas (déficit base más viviendas inadecuadas). Esto genera
la necesidad de solventar esta problemática, por la cual el gobierno desde el año 2011
creó la “Gran misión vivienda Venezuela”, con la finalidad de solventar el déficit
habitacional del país, para el cual estimo que en el año 2017 estaría resuelto.
La solución del déficit habitacional requiere de una gran serie de políticas
económicas, e implementación de técnicas constructivas y materiales diversos,
además de otros factores que permitan la construcción de un gran número de
viviendas, donde el principal factor relevante es el costo de cada unidad de vivienda,
ya que son los sectores sociales más bajos los que presentan un mayor déficit.
Simultáneamente existen diferentes empresas trabajando en base al mismo
objetivo, reducir el déficit habitacional, el deterioro ambiental y los costos de obras
civiles. La Constructora Planeta Sostenible (Conplaso), ubicada en el Estado Zulia,
durante tres años realizó pruebas técnicas para conseguir la mezcla exacta que
integrarían el bloque ecológico, constituido por el 60% de papel reciclado, 40% de
cemento y otros componentes. Obteniendo un bloque más económico, más liviano
6
que el bloque convencional y además cumple con las especificaciones establecidas
por la Comisión Venezolana de Normas Industriales, para la construcción de bloques
huecos de concreto (COVENIN 42:82). La empresa Golden Concret conjuntamente
con un equipo de la Universidad Católica Andrés Bello, se encuentran trabajando
para transformar residuos domiciliarios (comida, plásticos, papeles, entre otros) en
paneles, ladrillos y otros materiales de construcción.
Actualmente es imprescindible construir viviendas en el menor tiempo posible,
al menor costo, y que además cumplan con los estándares básicos y por tal razón se
impulsa a la implementación de nuevas técnicas constructivas, la incorporación de
nuevos materiales constructivos y el aprovechamiento de residuos industriales que
pueden ser reciclados y reutilizados, de acuerdo a esto, se necesitan nuevas ideas y
propuestas que disminuyan la concentración de estos residuos. En base a esto es
necesario continuar la búsqueda de soluciones que otorguen mejoras al ambiente y
que de la misma manera ofrezcan desarrollo y calidad a los elementos de
construcción, lo que permite incluir nuevos materiales para ser usados como
agregados, obtener nuevas mezclas y así lograr nuevos elementos a partir de residuos.
Un elemento que se debe tomar en consideración es el vidrio, debido a sus múltiples
usos domésticos, su fácil fractura y su difícil degradación, es uno de los residuos con
mayor volumen en el mundo. Según Independent Glass Recyclers Association, El
vidrio representa alrededor del 7 % de la basura del hogar promedio y en 2001 más de
2,5 millones de toneladas de este material se depositan en vertederos.
También señala que por cada tonelada de desechos de vidrio que se recicla se
evita que 315 kilogramos de dióxido de carbono se liberen a la atmósfera durante la
fabricación de vidrio y desde el punto económico se ahorra 1,2 millones de materia
prima. El uso del vidrio en la construcción podría fundamentar nuevas tecnologías en
la construcción de viviendas.
7
En busca de solucionar los distintos problemas presentados anteriormente, es
relevante realizar una investigación basada en el análisis del comportamiento
mecánico de bloques huecos de concreto utilizando como agregado adicional para su
diseño residuos de vidrios industriales. Con el fin de darle respuesta a la
investigación, se trazan las siguientes interrogantes:
¿Cuáles son los componentes del bloque hueco de concreto?
¿Cómo son las propiedades de los agregados para elaborar el diseño de las
mezcla para los bloques?
¿Cuál es la dosificación de un bloque hueco de concreto convencional que
cumple con los requisitos de la Norma COVENIN 42-82?
¿Qué dosificación es la más recomendable tomar para la mezcla de concreto a
base de cemento portland, arena y residuos de vidrios para bloques huecos de
concreto?
¿Cuáles son las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los bloques
huecos de concreto elaborados con una mezcla a base de residuos de vidrios?
¿Cuál es el comportamiento de los bloques huecos de concreto elaborados con
la mezcla de concreto modificado a base de residuos de vidrios con respecto a la del
bloque patrón?
¿Cuál es la diferencia a nivel de costo entre un bloque hueco de concreto
convencional y los bloques elaborados a base de residuos de vidrios industriales?.
8
1.2 Objetivos de la investigación
1.2.1 Objetivo general
Analizar el comportamiento mecánico de bloques huecos de concreto
utilizando como agregado adicional para su diseño residuos de vidrios industriales.
1.2.2 Objetivos específicos
1. Describir los componentes del bloque hueco de concreto.
2. Estudiar las características de la calidad de los agregados a utilizar para
elaborar las diferentes mezclas.
3. Determinar una mezcla patrón para elaborar un bloque hueco de concreto
convencional que cumpla los requisitos de la Norma COVENIN 42-82
4. Proponer distintas dosificaciones de mezclas de concreto a base de cemento
portland, arena y residuos de vidrios para la elaboración de bloques huecos
de concreto.
5. Determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los bloques
elaborados, establecidas en la Norma COVENIN 42-82.
6. Comparar las propiedades del bloque hueco de concreto convencional, con
el bloque hueco de concreto con agregado de vidrio establecidas por la
Norma COVENIN 42-82.
9
7. Comparar el costo de un bloque hueco de concreto con los costos de los
bloque fabricados con residuos de vidrios industriales.
1.3 Justificación de la investigación
En la actualidad la contaminación ambiental es un problema en ascenso, en
parte proveniente de grandes sectores de la sociedad. Las industrias, comercios y
viviendas generan a diario una gran cantidad de desechos. Esta situación ha
despertado en los investigadores un interés por innovar así como también encontrar
nuevas alternativas en el sector de la construcción, incluyendo materiales reciclables
que cumplan con las normas preestablecidas y se comporten igual que los ya
existentes en el mercado. Con el uso de estos materiales se estaría minimizando el
impacto ambiental ocasionado por los desechos y desde el punto de vista económico
se reducirían los costos de construcción.
El presente estudio además de los grandes beneficios otorgados al ambiente y
al sector económico, contiene información valiosa, amplia y detallada dirigida a
profesionales, estudiantes así como también a investigadores permitiéndoles
desarrollar en el futuro cualquier estudio basado en el comportamiento de los bloques
de cemento con residuo de vidrio industriales en obras civiles.
1.4 Alcance de la investigación
El presente trabajo de investigación se realiza con la finalidad de analizar el
comportamiento mecánico de bloques huecos de concreto utilizando como agregado
adicional para su diseño residuos de vidrios industriales y determinar sus posibles
usos recomendables en la construcción, todo esto a través de la realización ensayos
para determinar sus propiedades y compararlas con las de un bloque patrón
convencional y con los requerimientos y aspectos técnicos especificados en la
10
Norma COVENIN 42-82, lo que permitirá establecer criterios de evaluación para
elaborar las respectivas conclusiones a los objetivos planteados.
11
CAPÍTULO II
GENERALIDADES
2.1 Ubicación geográfica del área de estudio
El estudio se llevó a cabo en las instalaciones de la empresa PROTECNICA –
INGECONTROL - Zona Industrial Matanzas Sur, Ud- 321, Manz.7, ubicada en
Ciudad Guayana, Municipio Caroní, Estado Bolívar – Venezuela. (Figura 2.1).
Figura 2. 1 Ubicación relativa del área (PROTECNICA-INGECONTROL).
12
2.2 Acceso al área
La accesibilidad al área donde se realizaron los estudios necesarios, se logra a
través de vías de comunicación, por medio de la Avenida Guayana de Ciudad
Guayana, Estado Bolívar, la cual conlleva directamente a la Zona Industrial Matanzas
donde se encuentra ubicada la empresa PROTECNICA – INGECONTROL.
2.3 Descripción del laboratorio
INGECONTROL (Ingeniería de Inspección y Control de Calidad), es una
empresa dedicada desde más de 30 años, a la inspección de bienes de capital, a la
geotecnia, y al muestreo y ensayo de suelos y materiales de construcción.
Adicionalmente, estamos facultados para la ejecución de estudios particulares en las
áreas de hidrología e hidráulica, a través de recursos humanos y programas
especializados para la preparación de modelos, de manera de llevar a cabo las
evaluaciones y conclusiones pertinentes.
2.3.1 Visión
Desarrollar las mejores técnicas para proporcionar excelente servicio de
aseguramiento y control de la calidad, geotecnia, acorde a las necesidades del cliente.
2.3.2 Misión
Disponer de un personal honesto y capacitado, así como también de modernos
equipos de laboratorio que permitan brindarle a los clientes un servicio confiable,
seguro y de excelente calidad en el área de Geotecnia, Control de aseguramiento de la
Calidad en Suelos, Concreto y Asfalto.
13
2.3.3 Objetivo general
Prestar servicios geotécnicos (estudio de suelos), así como control de materiales
para hormigones y asfaltos a empresas privadas, profesionales independientes,
entidades públicas y personas en general que requieran de los servicios.
2.3.4 Objetivos específicos
1. Coordinar ejecutar y supervisar la calidad de los servicios de geotecnia,
concreto y asfalto ofrecidos a los cliente según lo establecido en las Normas
COVENIN y ASTM.
2. Garantizar la disponibilidad de las herramientas, equipos y personal
calificado para la ejecución de las diferentes actividades de la empresa.
3. Disminuir los riesgos y accidentes del personal de la empresa mediante la
utilización de los implementos de seguridad necesarios.
4. Mejorar continuamente la calidad del servicio para satisfacer nuestros
clientes.
5. Elevar el nivel de competencia del personal que realiza funciones asociadas
a la calidad.
2.3.5 Servicios que presta INGECONTROL
1. Gerenciación del aseguramiento de la calidad.
2. Ensayos de materiales
14
3. Inspección y gerencia de obras
4. Inspección en acarreo, mezclado y manejo de materiales en canteras y
obras.
5. Inspección y verificación de la calibración de plantas asfálticas.
6. Inspección y control en la construcción de vialidades, estacionamientos y
pistas de aeropuertos (movimientos de tierras, compactación y colocación
de carpetas asfálticas).
7. Control de despacho en plantas de asfalto y plantas de concreto.
8. Control de vaciados de concreto.
9. Levantamientos topográficos.
10. Levantamientos de planos geológicos
11. Estudios geotécnicos
12. Control de ensayos no destructivos
2.4 Características físicas y naturales
2.4.1 Geografía
La ciudad está situada a 13 msnm de altitud en la confluencia de los
ríos Caroní y Orinoco. Se encuentra unida por autopista a Ciudad Bolívar y Upata y
15
por carreteras a la Región Administrativa de Guayana. Además es terminal del
ferrocarril minero de los yacimientos del Cerro Bolívar. El Puerto de Ciudad Guayana
se ha reabierto por la reactivación del eje fluvial Apure-Orinoco.
En esta ciudad ocurre la unión de los dos ríos más importantes del país, El
Caroní y el Orinoco, creando una zona denominada Caronoco en honor a esta
confluencia.
2.4.2 Clima
En la zona predomina el clima tropical en la mayor parte del territorio
Guayanés, con regulares estaciones de lluvia y sequía. Su temperatura media oscila
entre los 27 y 30ºC.
2.4.3 Geomorfología
En Ciudad Guayana están presentes tres tipos de paisajes: Planicie, Peniplanicie
y Lomerío. La Topografía de los paisajes de planicie es plana con pendientes entre 0-
4%. Los paisajes de planicie presentan una topografía severamente ondulada con
pendientes de 4-16% y los paisajes de Lomerío son de topografía ondulada a
fuertemente ondulada y están constituidos por relieves de lomas cuyas pendientes son
mayores de 8%.
2.4.4 Geología
Depósitos sedimentarios recientes suprayantes a la proyección geológica
Imataca. Cuenta con depósitos aluviales de gravas y arenas, depósitos de arcillas y
lomos de greisses feldespáticos y graníticos.
16
2.4.5 Flora
Es un área que ofrece una diversidad de flora, esta diversidad podría explicarse
por la gran estabilidad del Macizo de Guayana a lo largo de las eras geológicas, el
cual solo ha sido afectado por los cambios climáticos, particularmente durante los
períodos de severas sequías.
2.4.6 Fauna
La importancia de la fauna reside en su valor como fuente de alimentación. Ella
constituye un elemento de considerable importancia ya que interviene directamente
en el ciclo alimenticio. Se han registrado: danta, báquiro, chigüire, venado,
cunaguaro, puercoespín, guacamaya, entre otros.
17
CAPÍTULO III
MARCO TEÓRICO
3.1 Antecedentes de la investigación
Claudia Macuarisma y Albenis Martínez (2010), Universidad de Oriente,
realizaron un estudio titulado “ESTUDIO DE LA RESISTENCIA A LA
COMPRESIÓN EN BLOQUES HUECOS DE CEMENTO, ARENA Y
ASERRÍN DE PINO CARIBE”. Esta investigación plantea como uno de sus
objetivos describir los componentes del bloque.
En esta etapa se dan a conocer los resultados obtenidos durante la investigación
documental, determinando de esta forma, los componentes de los bloques fabricados.
La mezcla resultante fue un mortero clavar, se considera mortero ya que se empleó
solo agregado fino, material pasante del tamiz 3/8” (9,51 mm); el cual casi en su
totalidad, también corresponde a material pasante del tamiz #4 (4,76 mm). Los
bloques huecos producidos se componen de cemento portland tipo III, arena de río,
aserrín de la especie forestal pino caribe, agua y cal como mineralizante que impide la
acción de azucares de la madera en el cemento. Además se muestran los componentes
del bloque y su descripción. Las normas relacionadas con los componentes de las
mezclas hechas con los materiales antes mencionados. La investigación concluyó con
las siguientes conclusiones:
1. La arena utilizada presentó altas cantidades de ultrafinos que para mezclas
pobres aumenta su estabilidad en estado fresco, pero que pudieran afectar
la resistencia de la misma.
18
2. Se utilizó aserrín de la especie Pino Caribe por ser muy explotado en la
zona, aparte de pertenecer al tipo de maderas blandas, que poseen
compatibilidad con el cemento para la producción de concreto. La
granulometría del aserrín comprendió partículas menores a 1mm para
evitar el aumento de ultrafinos en la mezcla y menores de 3mm para
obtener buena trabajabilidad de la mezcla y moldeado de los bloques.
3. La cal como tratamiento mineralizante reduce el efecto de deterioro
biológico que sufre el aserrín por ser un material de origen orgánico,
además de disminuir la acción retardadora de fraguado del cemento
producida por los azucares de la madera.
Esta publicación concluye con información importante, tal como lo es, la
descripción de los componentes del bloque hueco de cemento, así como todas las
normas relacionadas con dicho bloque y sus componentes. Aportando de esta manera
una base para el estudio sobre la utilización del vidrio como agregado adicional para
la elaboración de un bloque de concreto.
Leonardo Bravo (2014), Universidad de Oriente, realizó una investigación
titulada “ANÁLISIS DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL
CONCRETO MODIFICADO A BASE DE RESIDUOS INDUSTRIALES
PASANTE DEL TAMIZ ¾”. Esta investigación cuenta con objetivos como,
descripción las propiedades físicas de los residuos de vidrios industriales y el estudio
de las propiedades de los agregados para elaborar el diseño de la mezcla patrón.
Con la finalidad de alcanzar estos objetivos se realizaron diferentes ensayos.
Ensayos de granulometría, elasticidad, resistencia a la tracción y compresión,
densidad y absorción, peso unitario suelto y compactado, aplicados a cada uno de los
elementos que conforman la mezcla, permitiendo así las siguientes conclusiones:
19
1. Los residuos de vidrios industriales son utilizables como sustituto del
agregado grueso en mezclas de concreto, debido a que a pesar de provocar
una pérdida de resistencia por su poca adherencia y exceso de caras planas y
lisas, esta disminución de resistencia no fue proporcionalmente elevada y
las mezclas se mantuvieron por encima del valor establecido en el diseño.
2. Los agregados utilizados en el estudio estuvieron dentro de los límites
aceptables según lo establecido en la norma Venezolana COVENIN 277
“CONCRETO. AGREGADOS. REQUISITOS”, por lo cual el diseño de la
mezcla de concreto se considera de calidad, dando fiabilidad a los
resultados obtenidos en los ensayos.
Esta investigación guarda gran relación con la investigación actual, debido a
que la modificación del concreto se realiza con residuos de vidrios industriales,
proporcionando de esta manera resultados satisfactorios en los ensayos realizados
según las normas establecidas para los agregados y una serie de características que
sirven como base para el estudio sobre la utilización del vidrio como agregado para la
elaboración de un bloque de concreto.
20
3.2 Bases teóricas
3.2.1 El vidrio
Según indica American Society for Testing Materials (ASTM) “El vidrio es un
Producto inorgánico de fusión, el cual se ha enfriado hasta un estado rígido pero sin
sufrir cristalización.”
El vidrio es una sustancia dura, normalmente brillante y transparente aunque a
veces incolora u opaca, compuesta principalmente de silicatos y álcalis fusionados a
alta temperatura (aproximadamente 1000 y 2000 ºC). Se lo considera un sólido
amorfo, porque no es ni sólido ni líquido, sino que existe en un estado vítreo.
Debido a sus características intrínsecas (brillantez, resistencia al uso,
transparencia, entre otras.), es un material difícilmente sustituible en la mayoría de
sus aplicaciones.
Igualmente remarcable es la disponibilidad de las materias primas usadas para
producirlo, especialmente su componente más importante es la sílice que se encuentra
en la arena, guijarros o cuarzo. (Pearson C, 2009, p.9)
Los vidrios de sílice pura presentan unas propiedades muy buenas en cuanto a
transparencia a todas las radiaciones, resistencia al ataque ambiental tanto en
ambientes ácidos como básicos, resistencia mecánica y al choque térmico. Presentan
una alta temperatura de fusión, así como una alta viscosidad que les obliga a
trabajarlos por encima de los 2000ºC, lo que encarece excesivamente y les hace
prohibitivos para la mayoría de las aplicaciones habituales como vidrio de
construcción, transporte etc.
21
La adición al vidrio de pequeñas cantidades de Na2O (sosa) y K2O (potasa) en
forma de carbonatos o nitratos, provocan en los vidrios la bajada de la temperatura de
fusión. La temperatura de fusión suele ser inferior a 1000ºC y además disminuye la
viscosidad con lo cual se mejora la trabajabilidad del vidrio. (Rodríguez J, Castro L,
Del Real J, 2006, p. 44)
3.2.1.1 Composición del vidrio.
Los componentes principales del vidrio, son productos que se encuentran
fácilmente en la naturaleza: sílice, cal y carbonato de sodio. Los materiales
secundarios son usados para conferirle propiedades especiales o para facilitar el
proceso de fabricación.
De la mezcla de los materiales secundarios con las materias primas básicas en
el porcentaje correcto se pueden obtener diferentes tipos de vidrio, los cuales pueden
ser clasificados de acuerdo a su composición química. Dentro de cada tipo, a su vez,
hay numerosas composiciones distintas.
Con base en su composición química se puede hacer una clasificación como la
que aparece en la tabla 3.1, donde se resumen los compuestos y elementos que
poseen los vidrios comerciales más comunes. (López M, 2010)
22
Tabla 3.1. Composición de vidrios comerciales (%).
(López M, 2010)
Elementos
Tipo de Vidrio
Sódico –
Cálcico Plomo Borosilicato Sílice
Sílice 70 – 75 53 – 68 73 – 82 96
Sodio 12 – 18 5 – 10 3 – 10 -
Potasio 0 – 1 1 – 10 0,4 – 1 -
Calcio 5 – 14 0 – 6 0 – 1 -
Plomo - 15 – 40 0 – 10 -
Boro - - 5 – 20 3 – 4
Aluminio 0,5 – 3 0 – 2 2 – 3 -
Magnesio 0 – 4 - - -
La composición final de un vidrio está determinada por consideraciones sobre
el uso final del mismo, el modo de procesarlo, así como del coste. El objetivo es
diseñar un vidrio que cumpla las especificaciones (aspecto, color, transparencia,
resistencia química y mecánica, índice de refracción, entre otros) y al mismo tiempo
que pueda ser procesado y refinado con facilidad. (Rodríguez J, Castro L, Del Real J,
2.006, p 44-45).
3.2.1.2 Propiedades del vidrio
Según Joan Espinàs y Neus Mateu (2003), el vidrio presenta las siguientes
propiedades.
23
Propiedades Mecánicas
Densidad: 2500 kg/m3, Un panel de 4 mm de espesor de vidrio pesa 10kg/m2.
Dureza: 470 HK, La dureza del vidrio flotado se establece conforme a Knoop.
La base es el método de ensayo dado en la norma DIN 52333 (ISO 9385).
Resistencia a la compresión: 800 – 1000 MPa, La resistencia a la compresión
define la capacidad de un material para soportar una carga aplicada verticalmente a su
superficie.
Módulo de Elasticidad: 70.000 MPa, El módulo de elasticidad se determina a
partir del alargamiento elástico de una barra fina, o bien doblando una barra con una
sección transversal redonda o rectangular.
Resistencia a la flexión: 45 MPa, La resistencia a la flexión de un material, es
una medida que valora su resistencia durante la deformación. Se determina por
ensayos de flexión en la placa de vidrio, utilizando el método del anillo doble (p.14).
Propiedades térmicas.
Rango de transformacion: de acuerdo con (ISO 7884), se encuentra entre 520
°C y 550 °C.
Temperatura para su emblandecimiento: aproximadamente 600 °C,
Contrariamente a los cuerpos sólidos de estructura cristalina, el vidrio no tiene punto
de fusión definido. Se transforma continuamente desde el estado sólido al estado
plástico viscoso. El rango de transición se denomina rango de transformación. El
templado y el curvado, requieren una temperatura suplementaria más de 100 °C.
24
Calor específico: 0,8 J/g/K, El calor específico (en Julios) define la cantidad de
calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de vidrio flotado en 1K. El
calor específico del vidrio aumenta ligeramente la temperatura, que va aumentando
hasta el intervalo de transformación.
Conductividad térmica: 0,8W/mK, la cantidad de calor requerido para fluir a
través del área de sección transversal de la muestra de vidrio flotado en el tiempo en
que disminuye la temperatura. (p.24).
Propiedades Ópticas.
Índice de refracción: Si la luz de un medio ópticamente menos denso (aire) se
encuentra con un medio ópticamente más denso (vidrio), entonces el rayo de luz se
divide en las interfaces de superficie. La medida de la desviación determina el índice
de refracción. Para el vidrio flotado, este índice de refracción es n = 1,52.
El vidrio tiene varios puntos fuertes en cuanto a sus propiedades ópticas:
1. Puede ser producido en paneles grandes y homogéneos.
2. Sus propiedades ópticas no se ven afectadas por el paso del tiempo.
3. Esta producido con superficies perfectamente planas y paralelas (p. 28)
Propiedades técnicas.
Resistencia frente: agua clase 3; acido clase 1; alcalino clase 2. La superficie de
vidrio se ve afectada si se expone durante mucho tiempo a los álcalis (y a los gases de
amoníaco) en combinación con altas temperaturas. El vidrio flotado también
reacciona a los compuestos que contienen ácido fluorhídrico en condiciones
normales. Estos se utilizan para el tratamiento de superficies de vidrio.
25
Pruebas de desgaste:
1. Ensayos de abrasión: se evalúa la dispersión de la luz que impacta
directamente la superficie.
2. El aumento de la dispersión de la luz en el vidrio flotado: es de
aproximadamente 1% después de 1.000 ciclos de abrasión. El aumento
de la dispersión de la luz permitida para el vidrio de seguridad del
vehículo (parabrisas) es de 2% en Europa.
3. Proceso de goteo de arena: para esta prueba la abrasión por impacto
diagonal, se hicieron gotear 3 kg de arena con un tamaño de partícula
0,5/0,71mm sobre la superficie a ensayar, con una inclinación de 45º y,
desde una altura de 1600 mm. La medición del desgaste es la densidad
luminosa reducida la cual para el vidrio flotado es de aprox. 4cd/m2lux.
En la tabla 3.2 se recoge un conjunto de propiedades de dos tipos de vidrios. En
ella se puede ver que un vidrio común de ventanas, que tiene 70 % de sílice, por lo
que está muy modificado, es sencillo trabajar con él a 700 °C. Sin embargo el vidrio
Pyrex, con 80 % de sílice, tiene menor cantidad de modificadores, mejor resistencia
al choque térmico (ya que su expansión térmica es menor), pero es más difícil trabajar
con él, ya que requiere una temperatura superior a los 800 °C. (Domínguez J, 2003,
p.36).
26
Tabla 3.2. Algunas propiedades de los vidrios más característicos.
(Domínguez, J, 2003)
Propiedades Na y Ca Común Borosilicatos Pyrex
Densidad (kg/m3) 2480 2230
Módulo de Young (GPa) 74 65
Resistencia a la compresión
(Mpa) 1000 1200
Módulo de ruptura (MPa) 50 55
Resistencia fractura (MPa/m1/2
) 0,7 0,8
Temperatura de fusión (K) 1000 1100
Conductividad térmica (W/mK) 1 1
Coef. Expansión térmica (MK-1
) 8,5 4
Resistencia al choque térmico (K) 84 280
3.2.1.3 Tipos de vidrios.
Debido a los diferentes compuestos que se le agreguen a la mezcla del vidrio, se
pueden obtener distintos tipos de vidrios, como consecuencia de esto, sus
características físicas y químicas son distintas. Con base en su composición química
se pueden clasificar de la siguiente manera:
Vidrio de Sódica-Calcio: este tipo de vidrio está formado por sílice, sodio y
calcio principalmente. Una de las características que tiene este tipo de vidrio
es que se funde con mayor facilidad y por lo tanto es el más barato dentro del
mercado. Se utiliza principalmente para la elaboración de vidrios, jarras. Por
lo tanto todo aquel vidrio incoloro tiene esta composición. Una desventaja del
vidrio que se obtiene con esta mezcla es que tiene poca resistencia térmica
por lo tanto, al exponerse a cambios bruscos de temperatura tiende a
romperse.
27
Vidrio de Plomo: en este tipo de vidrio se sustituye el óxido de calcio por
óxido de plomo. Cuenta con las mismas características que el vidrio de
sódica-calcio, sin embargo, es mucho más denso, con lo cual tiene un mayor
poder de refracción y de dispersión. Se funde a temperaturas más bajas y es
mucho más fácil de manejar. Otra de sus propiedades físicas que lo
caracterizan es que el vidrio es suave, por lo tanto es fácil de cortar, grabar y
de pulir. Se utiliza principalmente para la elaboración de cristales finos y
relucientes piezas de arte.
Vidrio de Borosilicato: este tipo de vidrio se obtiene usando óxido de boro en
lugar de cal y sosa. Es inerte, más difícil de fundir y trabajar. Sin embargo,
tienen una alta resistencia al calor. Se utiliza principalmente para la
fabricación para de material de vidrio para laboratorios.
Vidrio de Aluminosilicatos: para la elaboración de este tipo de vidrio, se
utiliza óxido de aluminio en lugar del óxido de boro, dando como resultado
que se tenga mucha mayor resistencia térmica a comparación de los vidrios
de boro silicato. Los vidrios obtenidos con esta se utilizan para la elaboración
de vidrios de material de laboratorio debido a que muestran una resistencia
química. Dentro del mercado estos vidrios se venden bajo marcas
comerciales como es el caso de Pirex y Kimax.
Vidrios de Sílice: este tipo de vidrio es más durable y de más alta calidad. Se
puede obtener mediante 3 procesos diferentes los cuales son: fundiendo
cuarzo puro, preparando sílice al 96% o produciendo sílice fundida mediante
hidrólisis a la flama. El vidrio preparado con un 96% de sílice es el más duro
y el más difícil de trabajar, debido a que se utiliza para usos especiales, tales
como trasmitir energía eléctrica radiante del ultravioleta o en todo caso
infrarrojo. Tiene una estabilidad tan grande y una temperatura de
28
reblandecimiento tan elevada, permitiéndoles soportar temperaturas de hasta
900°C durante largo tiempo. Se utiliza comúnmente para la elaboración de
materiales de laboratorio que van a estar expuestos a calor, como es el caso
de los crisoles. (López T; Martínez A, 1995, p.27-40)
Tomando en consideración al volumen de fabricación los vidrios pueden ser
clasificados en:
1. Comerciales
2. Especiales
Los vidrios comerciales son producidos en gran magnitud, y se usan en la
mayoría de las aplicaciones, mientras que los especiales son menos comunes. En la
tabla 3.3 se observan los distintos tipos de vidrios y su utilización.
Tabla 3.3 Tipos de vidrios, (British Glass Manufacturers Confederation, 1999)
Tipo de
vidrio Nombre Características
Comerciales
Soda-Cal
Este tipo de vidrio es el más utilizado, pues sus
propiedades lo hacen adecuado para su uso con luz
visible. Los recipientes hechos de vidrios de soda-
cal son virtualmente inertes, no contaminando la
materia que contienen ni su sabor. Son poco
resistentes al choque térmico
Plomo
Utiliza óxido de plomo en lugar de óxidos de calcio,
y oxido de potasio en lugar del óxido de sodio, se
conoce comúnmente como cristal al plomo. Los
vidrios al plomo tienen un alto índice de refracción
y una superficie relativamente blanda, lo cual
permite una fácil decoración por esmerilado, corte o
tallado.
29
Continuación Tabla 3.3
Tipo de
vidrio Nombre Características
Comerciales Borosilicato
Están compuestos principalmente de sílice (70-
80%) y óxido bórico (7-13%) con pequeñas
cantidades de álcalis (óxidos de sodio y potasio) y
oxido de aluminio. Su principal característica es una
buena resistencia a los choques térmicos.
Especiales
Sílice Vítreo Son vidrios hechos casi exclusivamente de sílice.
Son necesarias temperaturas de fusión sobre 1500ºC
Vidrios de
Aluminosilicato
Contienen cerca de un 20% de óxido de aluminio,
además de óxido de calcio, oxido de magnesio y
oxido de boro en cantidades relativamente
pequeñas.
Vidrios de
Sílice álcali-
Bario
Contiene una cantidad mínima de óxidos de plomo,
bario o estroncio.
Vidrios de
Borato
Contienen pequeñas cantidades o nada de sílice, son
usados para soldar vidrios, metales o cerámicas, a
relativamente bajas temperaturas.
Vidrios de
fosfato
Consisten principalmente en mezclas de pentóxido
de vanadio y pentóxido de fosforo.
3.2.1.4 Proceso de fabricación del vidrio.
La elaboración del vidrio es un proceso largo y complejo que comienza con el
enformamiento de la mezcla y termina con la salida del producto frío a la
desembocadura del túnel o del arca de recocido. El proceso puede considerarse
dividido en seis etapas más o menos diferenciadas (Figura 3.1):
1. Reacción de los componentes y formación de vidrio.
2. Disolución del excedente de sílice sin reaccionar.
3. Afinado y homogeneización.
30
4. Reposo y acondicionamiento térmico.
5. Conformación.
6. Enfriamiento y recocido.
Las cuatro primeras etapas se suceden sin solución de continuidad dentro del
horno con arreglo a un programa térmico cuidadosamente establecido que, de modo
general, comprende un aumento progresivo de la temperatura hasta un máximo de
unos 1550 ºC, seguido de un enfriamiento y de un período de estabilización en el que
la masa vítrea debe alcanzar la rigurosa homogeneidad térmica requerida para su
inmediata conformación.
El conjunto de esas cuatro etapas recibe el nombre de fusión del vidrio. Tal
denominación es incorrecta, ya que no se trata de una fusión propiamente dicha, sino
de una serie de reacciones que, tras la formación de distintas fases cristalinas,
conducen finalmente a una fase líquida. Por analogía con algunos procesos
metalúrgicos resultaría más propio hablar de fundición o, más correctamente, de
vitrificación o de formación de vidrio. Sin embargo, el extendido uso de ese término
en el lenguaje vidriero común hace muy difícil que pueda desarraigarse y ser
sustituido por otro.
31
Figura 3.1 Etapas básicas del proceso de producción de vidrio
(Blanco, 2008, capitulo 12, p.1)
Este proceso sufre pequeñas variaciones dependiendo del tipo de vidrio
fabricado, las etapas de conformado, enfriamiento y transformación.
Según la Comisión Nacional del Medio Ambiente (1999), los procesos de
formado de vidrio, más comunes son los que se presentan a continuación.
32
Fabricación de envases.
Soplado por boca: en la operación de soplado por boca, una varilla de hierro
hueca o “caña” es sumergida en un crisol que contiene el vidrio fundido, para recoger
una porción en la punta por rotación de la caña. El vidrio tomado, es enfriado a cerca
de 1000°C y rotado contra una pieza de hierro para hacer una preforma. La preforma
es entonces manipulada para permitir su estiramiento, nuevamente calentada y
soplada para que tome una forma semejante a la del artículo que se quiere formar,
siendo luego colocada en el interior de un molde de hierro o madera y soplada para
darle su forma final.
Fabricación semi-automática de botellas: al igual que en el soplado a boca, la
operación se inicia tomando una porción de vidrio en una varilla, la cual se hace fluir
en un molde de preformado hasta que ha entrado una cantidad suficiente, en ese
momento el vidrio es cortado con unas tijeras. En el fondo del molde de preforma se
encuentra un vástago destinado a realizar una abertura en la pieza, por la cual será
soplado aire que dará forma al producto. Una bocanada de aire a presión impulsa el
vidrio hacia arriba contra las paredes del molde de preforma y una placa ubicada en la
parte superior, hasta formar una preforma, siendo ésta una botella de paredes gruesas
y forma vagamente semejante al producto final. La preforma es entonces removida y
transferida al molde final, donde nuevamente será soplada hasta adquirir su forma
final. El molde es entonces abierto, y la botella removida y colocada en el túnel de
recocido.
Producción automática de envases: el principio de la producción automática es
exactamente el mismo que el descrito anteriormente. Dejándose caer el vidrio en el
molde como una gota. (p.8)
33
Fabricación de vidrio plano.
Procesos de flotación: en este proceso el vidrio es mantenido en una atmósfera
químicamente controlada a una temperatura suficientemente alta (1000 ºC) y por un
tiempo suficientemente largo como para que el vidrio fundido quede libre de
irregularidades y su superficie llegue a ser plana y paralela. En esta condición, el
vidrio es vertido sobre una superficie de estaño fundido, que al ser perfectamente
plana permite obtener también un producto de estas características. La lámina es
enfriada mientras aún avanza a lo largo del estaño fundido, hasta que la superficie
alcanza una consistencia suficientemente como para ser transportada sobre una cinta
sin que el vidrio quede marcado (aproximadamente 600ºC). La lámina entonces pasa
a través de un horno túnel de recocido, mientras es transportada camino a su
almacenaje, donde computadoras determinarán el corte de la lámina para satisfacer
las ordenes de los clientes.
Proceso de rodillo: el proceso consiste básicamente en hacer pasar un flujo
continuo de vidrio fundido a través de rodillos enfriados por agua.(p.9)
3.2.1.5 Reciclaje del vidrio.
En la industria de productos de vidrio, una buena oportunidad de prevención de
la contaminación es el uso de vidrio de desecho o reciclado, como parte de la materia
prima utilizada. Los fabricantes norteamericanos de vidrio usan típicamente un 30%
de material reciclado junto con otras materias prima en la fabricación de sus
productos.
Los envases de vidrio ofrecen excelentes oportunidades de reciclaje.
Suponiendo que ellos estén libres de cualquier suciedad u otros contaminantes, el
34
vidrio de envases puede ser reciclado una y otra vez sin producción de residuos o
pérdidas de su calidad.
Antes de que el vidrio de envases pueda ser reciclado, éste debe ser limpiado
concienzudamente. Suciedad, tierra, metales u otros contaminantes terminaran
causando problemas en la fábrica de vidrio. Estos pueden llegar a ser tan graves como
para tener que limpiar el horno de fundición, lo que significa una gran pérdida en
tiempo y dinero. Por lo tanto, es aconsejable gastar todo el tiempo necesario en
limpiar los envases, si es necesario empleando detergente, agua caliente y escobillas.
Las etiquetas que sean de papel pueden ser dejadas, ya que se quema con facilidad.
Sin embargo las etiquetas plásticas deben ser removidas.
Es recomendable la separación de los vidrios por color, café, verde y
transparente, ya que colores diferentes, así como objetos extraños presentan serios
problemas de contaminación en el horno. Para ayudar al proceso de clasificación, el
vidrio se puede separar por color en los puntos de recolección utilizando para ello
diferentes cajas. En nuestro país el vidrio es recolectado sin distinguir en colores,
realizándose la clasificación dentro de la industria que utilizara el material reciclado,
en ésta operación se separa básicamente el vidrio de color del transparente en forma
manual.
Beneficios del reciclado de vidrio.
Beneficios directos: una tonelada de vidrio reciclado permite ahorrar cerca de
1.2 toneladas de materias primas. Por cada tonelada de vidrio reciclado se ahorra
además, cerca de 35 litros de petróleo.
El uso de vidrio reciclado reduce los residuos líquidos generados en una planta
en cerca de un 50%, la contaminación del aire en cerca de un 20%, además de reducir
35
los desechos mineros generados por la extracción de materias prima en cerca de un
80%. También produce reducciones energéticas de cerca del 68%.
Beneficios indirectos: el reciclaje permite preservar una cantidad significativa
de recursos naturales y de materias primas necesarias para su fabricación. El uso de
reciclado ayuda a alargar la vida útil del horno debido a las menores temperaturas de
operación. El uso de vidrio reciclado preserva el espacio de los vertederos. Una gran
cantidad del vidrio reciclado de envases es usada para hacer nuevos envases. Sin
embargo, una de las ventajas del vidrio es que puede ser usado en una serie de otros
productos tal y como si fuera vidrio nuevo.
Proceso de reciclaje del vidrio.
Este proceso del reciclaje del vidrio, tiene un ciclo circular tal como se muestra
en la figura 3.2. Después del uso de este material, y si lo depositamos en los
contenedores verdes, el vidrio pasa por una fase de recogida, para su posterior
tratamiento en una planta de reciclaje. De esta sencilla forma, se logra que el vidrio
pueda tener muchas más vidas y por tanto se generara una menor cantidad de
residuos .Como ya se ha dicho, el vidrio no tiene límite en la cantidad de veces que
puede ser reciclado, sin perder además calidad, algo que sí pasa por ejemplo en el
reciclado del papel. Se estima que con el proceso de reciclar vidrio, se ahorra un 30%
de energía respecto a obtenerlo por primera vez.
36
Figura 3.2. Proceso de reciclaje del vidrio.
(http://www.inforeciclaje.com/reciclaje-vidrio.php)
En el caso que el vidrio se deba de tratar, este se tritura y se funde con arena,
hidróxido de sodio y caliza para fabricar nuevos productos que tendrán idénticas
propiedades. (Comisión Nacional del Medio Ambiente, 1999, p.28-29)
3.2.1.6 Usos de los residuos de vidrio.
Algunas de estas aplicaciones en que puede ser usado el vidrio de desecho son
las siguientes:
Abrasivo
El vidrio de envases y de otros productos puede ser usado como materiales para
arenado. El vidrio machacado puede utilizarse como un abrasivo para la pintura y
otros materiales de superficies duras. Muchas grandes organizaciones incluyendo la
Armada de Estados Unidos aprueban el uso de vidrio machacado como abrasivo. El
vidrio molido que es reciclado de botellas usadas no es tóxico y no contiene sílice
libre, haciéndolo seguro para proyectos de voladura. El vidrio machacado
37
proporciona un abrasivo que puede ser utilizado como un sustituto de la arena de
sílice. Tiene una dureza de 5,0 a 6,0 en la escala de dureza de Mohs, que significa que
es lo suficientemente fuerte como para remover la mayoría de los materiales. La
escala de dureza de Mohs es una escala utilizada para determinar la dureza de un
material que rasguña a otros materiales. Un diamante tiene una dureza de 10 en la
escala de Mohs, mientras que el talco tiene una dureza de 1. Muchos abrasivos que se
utilizan en proyectos de voladura tienen metales pesados como plomo y arsénico; el
vidrio machacado no contiene metales tóxicos.
Agregado sustituto
El reciclado es usado en cimiento de caminos, “vidrioasfalto” y el concreto. Los
científicos han encontrado que el vidrio machacado puede utilizarse como un relleno
en proyectos de concreto. El vidrio machacado es fuerte y estable y un uso muy
económico para el vidrio que previamente era enviado a los vertederos. Usar el vidrio
en lugar de arena, reduce la presión sobre la capacidad del vertedero y reduce los
costos asociados con proyectos concretos. Usar el vidrio triturado de color también
puede aumentar los usos estéticos del concreto ofreciendo colores más ricos,
profundos y naturales. El vidrio machacado no debilita la integridad del concreto y no
plantea problemas ambientales.
Aplicaciones decorativas
El vidrio reciclado puede ser usado en tejas cerámicas, joyas artesanales,
marcos de fotos y otros artículos decorativos.
38
3.2.2 Bloque hueco de concreto
Según norma COVENIN 42-82 el bloque hueco de concreto: “Es un elemento
simple de forma paralelepípedo octogonal con perforaciones paralelas a una de las
aristas”.
El bloque de concreto se define según la NTP 399.602 como la pieza
prefabricada a base de cemento, agua y áridos finos y/o gruesos, naturales y/o
artificiales, con o sin aditivos, incluidos pigmentos, de forma sensiblemente
prismática, con dimensiones modulares.
Las partes del bloque hueco de concreto son las paredes y los nervios. En la
figura 3.3 se ilustran las dimensiones del bloque y el eje de carga, así como los
espesores de paredes y nervios.
Figura 3.3 Bloque Hueco de concreto (COVENIN 42-82).
39
El bloque hueco de concreto tiene dos secciones, definidas por la norma de la
siguiente manera:
Sección bruta: es el área resultante de multiplicar las dos dimensiones que están
contenidas en el plano perpendicular a la carga.
Sección neta: es la sección bruta descontando el área máxima de los huecos.
3.2.2.1 Clasificación de los bloques huecos de concreto
La norma COVENIN 42-82 califica los bloques de la siguiente manera:
Según los agregados:
1. Pesados: bloques fabricados con agregados normales. El peso
unitario del concreto seco es mayor de 2000 kg/𝑚3.
2. Semipesados: bloques fabricados con una mezcla de agregados
normales y livianos. El peso unitario del concreto seco está entre
1400 kg/𝑚3 y 2000 kg/𝑚3.
3. Liviano: bloques fabricados con agregados livianos. El peso del
concreto seco es menor de 1400 kg/𝑚3.
Según su uso:
1. Tipo A: bloques para paredes de carga, expuestas o no a la humedad.
Estos a su vez se dividen en dos clases:
40
Clase A1: para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y
expuestas a la humedad.
Clase A2: para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y
no expuestas a la humedad.
2. Tipo B: bloques para paredes que no soportan cargas o para paredes
divisorias. Esos se dividen en dos clases:
Clase B1: para paredes expuestas a la humedad.
Clase B2: para paredes no expuestas a la humedad.
3.2.2.2 Propiedades de los bloques huecos de concreto
Propiedades físicas
Densidad: permite determinar si un bloque es pesado o liviano, además indica
el índice de esfuerzo de la mano de obra o de equipo requerido para su manipulación
desde su fabricación hasta su asentado.
Absorción: la absorción del agua se mide como el paso del agua, expresado en
porcentaje del peso seco, absorbido por la pieza sumergida en agua según la norma
COVENIN 42-82. Esta propiedad se relaciona con la permeabilidad de la pieza, con
la adherencia de la pieza y del mortero y con la resistencia que puede desarrollar.
Eflorescencia: son concentraciones generalmente blanquecinas que aparecen en
la superficie de los elementos de construcción, tales como ladrillos, rocas, concretos,
arenas, suelos, debido a la existencia de sales. El mecanismo de la eflorescencia es
simple; los materiales de construcción expuestos a la humedad en contacto con sales
41
disueltas, están sujetos a fenómenos de eflorescencia por capilaridad al posibilitar el
ascenso de la solución hacia los parámetros expuestos al aire; allí el agua evapora
provocando que las sales se depositen en forma de cristales que constituyen la
eflorescencia. (Arrieta, 2001)
Propiedades Mecánicas
Resistencia a la compresión: la propiedad mecánica de resistencia a la
compresión de los bloques de concreto, es el índice de calidad más empleado para
albañilería y en ella se basan los procedimientos para predecir la resistencia de los
elementos estructurales.
La resistencia a la compresión axial se determina mediante la aplicación de una
fuerza de compresión sobre la unidad en la misma dirección en que trabaja en el
muro. Durante el ensayo, debe tomarse como precaución el enrasa de la cara en
contacto con la cabeza de la prensa de compresión, para garantizar una distribución
uniforme de la fuerza. (Arrieta, 2001)
Propiedades acústicas y térmicas
Las transmisiones de calor a través de los muros son un problema que afecta el
confort y la economía de la vivienda en las zonas cálidas y frías debido al alto costo
que representa el empleo de aislantes o de calefacción, según sea el caso. Los bloques
tienen un coeficiente de conductividad térmico variable, en el que influyen los tipos
de agregados que se utilice en su fabricación y el espesor del bloque. En general, la
transmisión es mayor la que ofrece un muro de ladrillo sólido de arcilla cocida de
igual espesor. Se puede bajar la transmisión térmica de los muros revocándolos con
mortero preparados con agregados livianos de procedencia volcánica. En lo referente
a la absorción y a la transmisión del sonido, los bloques tienes capacidad de
42
absorción variable de un 25 % a un 50%; si se considera un 15% como valor
aceptable para los materiales que se utilizan en construcción de muros, la resistencia
de los bloques a la transmisión del sonido viene a ser superior a la de cualquier otro
tipo de material comúnmente utilizado. (Arrieta, 2001)
3.2.2.3 Usos de los Bloques huecos de concreto.
Los bloques huecos de concreto son elementos modulares, premoldeados,
diseñados para ser utilizados en albañilería confinada o armada. Entre sus principales
usos se pueden mencionar:
1. Muros y paredes exteriores e interiores de viviendas y edificaciones que no
soportan cargas.
2. Muros y paredes exteriores e interiores de viviendas y edificaciones que
soportan cargas.
3. Parapetos.
4. Muros de contención.
5. Sobrecimientos, etc.
3.2.2.4 Ventajas del uso de bloques huecos de concreto en la construcción
La construcción con bloques de hormigón presenta ventajas económicas en
comparación con cualquier otro sistema constructivo tradicional, las cuales se ponen
de manifiesto durante la ejecución de los trabajos y al finalizar la obra.
Estas ventajas se originan en la rapidez, exactitud y uniformidad de las medidas
de los bloques, resistencia y durabilidad, desperdicio casi nulo y sobre todo, por
constituir un sistema modular. Esta circunstancia permite computar los materiales en
la etapa de proyecto con gran certeza dichas cantidades se aproximarán a las
43
realmente utilizadas en obra. Esto significa que es muy importante la programación y
diagramación de todos los detalles, previamente a la iniciación de los trabajos.
Estas cualidades pueden desarrollarse tanto en viviendas unifamiliares como
en:
1. Edificios escolares
2. Edificios industriales y depósitos
3. Edificios en altura
4. Muros de sostenimiento
5. Piletas de natación y cisternas
6. Centros comerciales
7. Barreras antifuego, etc.
Si se compara un muro de bloques de hormigón con otro de espesor
equivalente, utilizando mampostería tradicional de ladrillo de campo o bloque
cerámico, se obtienen las siguientes conclusiones:
1. Menor costo por metro cuadrado de pared, originado en la menor cantidad
de mampuestos (12,5 bloques/m2), y al bajo precio por unidad.
2. Menor cantidad de mortero de asiento.
3. Mayor rendimiento de la mano de obra, debido a la menor cantidad de
movimientos necesarios para levantar un metro cuadrado. Esto se traduce en
una relación hora oficial y ayudante por m2 de pared
4. En caso de aprovechar la triple función del bloque (cerramiento, textura y
estructura) en la mampostería de hormigón reforzada, solo es necesario
44
contar con un único rubro de mano de obra, es decir el oficial albañil, ya
que las tareas de armado, colocación de los bloques y terminaciones, las
puede realizar sin el auxilio de los oficiales carpinteros y armadores.
5. Asimismo, el hecho de utilizar el bloque en su función estructural, agiliza
los trabajos y posibilita una mayor rapidez constructiva, ya que no será
necesario contar con los tiempos de encofrado y tiempos de espera para el
desencofrado de columnas, vigas, encadenados, etc. típicos de la
construcción tradicional de las alternativas de hormigón armado
independiente.
6. Disminuye las cantidades de hormigón a colar en obra, ya que al utilizar el
bloque como elemento integrante de la estructura, parte de ese hormigón ya
viene fraguado de fábrica (el del propio bloque).
7. Debido a la excelente terminación que presentan los bloques fabricados por
vibrocompresión, en equipos modernos de elevada potencia, es posible e
inclusive recomendable, dejarlos a la vista, con el consiguiente ahorro en
materiales y mano de obra correspondientes a las tareas de revoque y
terminación. Asimismo, el paramento interior puede mejorar su
terminación, aplicando directamente una capa de yeso. Esto se puede
realizar debido a que el paramento del bloque es un excelente revoque
grueso.
8. Por la existencia de las canalizaciones verticales de los bloques huecos, es
posible también programar y detallar las instalaciones de electricidad, sin
necesidad de canaletear, rompiendo la mampostería existente, tal como
sucede con la mampostería tradicional de ladrillos de campo o bloques
cerámicos. Esto implica una racionalización de estas tareas que redundan en
45
una economía de materiales, mano de obra y rapidez constructiva, sin
mencionar la prolijidad y presentación de la obra.
9. La posibilidad de contar con bloques alivianados permite diseñar
fundaciones y vigas portamuros menos robustas, lo que implica también
mayor economía. Las excelentes propiedades contra el fuego que presentan
los muros de bloques de hormigón, permiten, en algunos casos, disminuir
las primas de seguro contra incendio. (Arrieta, 2001)
Otras ventajas del uso de bloques huecos de concreto son el aislamiento
térmico, el aislamiento acústico y buen comportamiento frente al fuego.
3.2.3 Componentes de los bloques huecos de concreto
Los bloques huecos de concreto están compuestos por cemento, arena y agua.
3.2.3.1 Cemento
El cemento es el componente activo del concreto e influye en todas la
características de este material. Sin embargo, el cemento constituye aproximadamente
solo un 10% a un 20% del peso del concreto, siendo el 80% a 90% de materiales
restantes el que condiciona la posibilidad de que se desarrollen las propiedades del
concreto. En la práctica, también son decisivas la calidad de los agregados y las
proporciones entre los componentes.
De los componentes del concreto, el cemento es el más caro por unidad de
peso. Sin embargo, comparado con otros productos manufacturados, el cemento es un
material relativamente barato. En el valor de un kilogramo de este material se debe
considerar el costo de: la extracción de los minerales, de dos moliendas a un alto
46
grado de finura; una cocción a elevada temperatura (unos 1.450 ºC), el control
estricto de los procesos, la homogeneización, los cuidados ambientales, etc.
El cemento se obtiene a partir de materias primas abundantes en la naturaleza,
su elaboración se realiza en plantas industriales de gran capacidad, en donde debe ser
controlado estrictamente, lo que redunda en su calidad y en la confiabilidad que sobre
él pueda tener el usuario. (Porrero J, 2009, p.91)
Constitución del cemento
Cuando se habla del cemento, implícitamente se habla del cemento Portland o
cemento sobre la base de portland, ya que son los productos aglomerantes que se usan
casi exclusivamente con líneas estructurales. Para otros aglomerantes distintos
también empleados en construcción, se suele añadir a la palabra cemento, alguna otra
que lo especifique (cemento de escoria, cemento puzolánico, cemento
supersulfatado).
El cemento Portland o cemento simplemente, es una especie de cal hidráulica
perfeccionada. Se produce haciendo que se combinen químicamente unas materias de
carácter acido (sílice y alúmina principalmente) provenientes de arcillas, con otras de
carácter básico (primordialmente cal) aportadas por calizas. Esta reacción tiene lugar
entre las materias primas, finamente molidas, calentadas en hornos a temperaturas de
semifusión. El producto resultante no es una especie química o mineralógica única,
sino una mezcla compleja de minerales artificiales, cuyas denominaciones y formulas
se dan en la tabla 3.4
47
Tabla 3.4 Componentes mineralógicos del cemento Portland (Porrero J, 2009)
Componente Formula química Formula abreviada
Silicato tricálcico 3CaO-SiO2 C3S
Silicato dicálcico 2CaO-SiO2 C2S
Aluminato tricálcico 3CaO-Al2O3 C3A
Ferritoaluminio tetracálcico 4CaO-Al2O-Fe2O3 C4FA
Yeso CaSO4-2H2O Y
Álcalis Na2O+K2O N+K
Magnesia MgO M
Cal libre CaO+Ca(OH)2 C.L.
Residuo insoluble SiO2+R2O3 R.I.
Este material que sale del horno de la fábrica de cemento y que se llama
“Klinker” o “Clinker”, son trozos redondos, de mayor o menor tamaño , formados por
conglomerados debido a la semifusión a que estuvo sometido el polvo de las materias
primas iniciales. Este Clinker debe ser molido de nuevo a tamaños todavía menores
para potenciar la futura capacidad de reacción de los granos de cemento. Esta última
molienda se lleva a cabo conjuntamente con una pequeña porción de yeso. La
incorporación de yeso impide el fraguado instantáneo, regula el fraguado y el inicio
del proceso de endurecimiento al controlar las reacciones de hidratación temprana del
aluminato tricálcico, finalmente, el fino material resultante es el cemento tal como se
conoce, capaz de combinarse con agua y dar origen a productos hidratados que se
entraban íntimamente entre sí, adquiriendo las propiedades de resistencia y
durabilidad que le son características. En la figura 3.4 se muestra de forma
esquemática las diferentes etapas en la fabricación del cemento. (Porrero J, 2009,
p.91-92)
48
Figura 3.4 Esquema de las etapas de fabricación del cemento (Porrero J, 2009).
Tipos de cemento
Dentro de los límites generales de composición con los cuales se obtiene el
Clinker, se pueden establecer algunas variantes, las cuales dan lugar a productos de
características algo diferentes entre sí, que constituyen los distintos tipos de
cementos.
La Norma Venezolana COVENIN 28 "Cemento Portland. Especificaciones" y
la norteamericana ASTM C150, considera cinco tipos de cemento Portland, cuyas
características se presentan en la tabla 3.5 Los cementos que desarrollan rápidamente
49
sus resistencias se basan en una alta proporción de silicato tricálcico y aluminato
tricálcico; en definitiva, en composiciones altas en cal. Los cementos de moderado
calor de hidratación (usados para los grandes vaciados de concreto) y moderada
resistencia a los sulfatos (usados en caso de medios agresivos sulfatados) se basan
principalmente en la rebaja del contenido de aluminato tricálcico y en parte del
silicato tricálcico, es decir, combinaciones bajas en alúmina y cal. para los cementos
que deban tener esta resistencia a los sulfatos en más alto grado, el contenido de
alúmina se debe bajar más drásticamente, como contrapartida, los cementos con
capacidad resistente a los sulfatos ofrecen escasa defensa al paso de los iones de
cloruro y, por lo mismo, protegen menos el refuerzo mecánico.
El cemento de uso más extendido es el que corresponde al tipo I. en Venezuela
la mayor parte de la producción es de cemento portland de ese tipo, siendo mucho
menor la producción del tipo II, y solo ocasional tipo III. (Porrero J, 2009, p.96).
Tabla 3.5 Tipos de Cemento Portland, según COVENIN 28:1993 y ASTM C150
(Porrero J, 2009).
Tipo Características
Límites de la composición usual
promedio %
C3S C2S C3A C4FA
I Uso general 40-55 25-30 8-15 5-10
II Resistente los sulfatos y
40-50 25-35 8 10-15 bajo calor de hidratación
III Altas resistencias iniciales 50-63 15-20 3-15 8-12
IV Muy bajo calor de hidratación 25-35 40-50 <7 10-15
V Muy alta resistencia a los sulfatos 32-42 38-48 <5 10
En el caso de la fabricación de bloques huecos de concreto el cemento
comúnmente utilizado ese el tipo I.
50
3.2.3.2 Agregados
Los agregados son las partes del concreto que constituyen lo grueso del
producto terminado. Abarcan del 70 al 85% del volumen del concreto, y tienen que
estar gradados de tal forma que la masa total de concreto actúe como una
combinación relativamente sólida, homogénea y densa, con los tamaños más
pequeños actuando como un relleno inerte de los vacíos que existen entre las
partículas más grandes
Los agregados denominados también áridos o inertes, son fragmentos o granos,
usualmente pétreos, cuyas finalidades especificas son abaratar la mezcla y dotarla de
ciertas características favorables, entre las cuales se destaca la disminución de la
retracción de fraguado o retracción plástica.
Los agregados constituyen la mayor parte de la masa del concreto, ya que
alcanzan a representar entre el 70% y el 85% de su peso, razón por la cual las
propiedades de los inertes resultan ser tan importantes para la calidad final de la
mezcla.
Las características de los agregados empleados deberán ser aquellas que
beneficien el desarrollo deberán ser aquellas que beneficien el desarrollo de ciertas
propiedades en el concreto, entre las cuales destacan: la trabajabilidad, las exigencias
del contenido de cemento, la adherencia con la pasta y el desarrollo de resistencias
mecánicas. (Porrero J, 2009, p.61)
Éstos áridos pueden ser cualquier tipo de material pétreo que reúna las
condiciones según las Normas COVENIN 277; deben consistir en partículas durables,
limpias, resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de
51
arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia a la
pasta del cemento.
Los agregados pueden ser gruesos o finos. El agregado fino, según la Norma
COVENIN 273-98 es aquella porción de agregado que pasa el cedazo de 3/8” (9,51
mm) y es retenido en el cedazo #200 (74μ). El agregado grueso, es aquella porción de
agregado retenida en el cedazo #4 (4,76 mm). En este caso particular, se emplea solo
agregado fino (arena).
Arena: está formada por granos naturales depositados por las aguas, en la
mayoría de los casos, las arenas se extraen de lugares próximos a los cursos actuales
de agua: meandros y lechos de ríos, lagunas, entre otros. El progresivo agotamiento
de las fuentes de obtención de las arenas, o las restricciones ambientalistas para su
explotación, tienden a generar escasez del material, por lo cual se ha empezado a
obtener arena a partir de la trituración de rocas.
De acuerdo a esto la Norma COVENIN 273-98 establece lo siguiente: “El
agregado fino obtenido por la trituración de una roca, piedra o escoria se conoce
comúnmente como arena manufacturada; si ese material pasa casi totalmente el
cedazo COVENIN 297 μm (#50) recibe el nombre de polvo de piedra”.
Propiedades y requisitos de calidad de los agregados
Para conocer la calidad de los agregados se deben efectuar ensayos cuyas
condiciones básicas generales son:
1. Deben realizarse sobre muestras representativas del yacimiento, y de
sus diferentes zonas.
52
2. Deben ser llevadas a cabo en laboratorios con personal y equipos
adecuados, siguiendo cuidadosamente los sucesivos pasos de un
procedimiento normativo.
No cumplir con estas condiciones básicas invalida la utilidad de la información
de los ensayos. (Porrero J, 2009, p.63).
Las propiedades y características principales de los agregados son las descritas
a continuación.
Absorción
Según la Norma COVENIN 273-98 es el incremento en la masa del agregado
debido al agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la
superficie exterior de las partículas (agregado saturado y de superficie seca)
expresado como un porcentaje de la masa seca. Este valor se obtiene empleando los
métodos según la Normas COVENIN 268:78 para agregado respectivamente.
Granulometría
Se entiende por granulometría la composición del material en cuanto a la
distribución del tamaño de los granos que la integran. Esta característica decide, de
manera muy importante, la calidad de material para su uso como componente del
concreto. (Porrero J, 2009, p.63).
La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones
relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la
trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad
del concreto.
53
Los tamices utilizados para realizar el ensayo granulométrico y los porcentajes
pasantes recomendados según la norma COVENIN 255:98, para agregados finos se
muestran en la tabla 3.6
Tabla 3.6 Tamices utilizados y porcentajes pasantes
recomendados para agregados finos
(COVENIN 255:77).
Tamiz %Pasante
3/8” (9,51mm) 100
#4 (4,76 mm) 95-100
#8 (2,38 mm) 80-100
#16 (1,19 mm) 50-85
#30 (595 μm ) 25-60
#50 (297 μm) 10-30
#100 (149 μm) 2-10
#200 (75 μm ) 0-3
Las especificaciones granulométricas de la arena según la Norma COVENIN
277 y ASTM C33 se muestran en la figura 3.5
54
Figura 3.5 Especificaciones granulométricas de la arena
(Porrero J, 2009, p.64)
Cuando se trata de un agregado de procedencia específica cuya granulometría
no se conozca o deba ser verifica, se recomienda evaluar un número no menor de tres
a cinco muestras, a partir de estos resultados se puede obtener la granulometría
promedio y la dispersión, parámetros fundamentales para el diseño de la mezcla. Si se
trata de yacimientos muy heterogéneos habrá que aumentar el número de muestras
para permitir tener resultados estadísticamente confiables.
Además de la evaluación inicial, es necesario controlar la calidad
granulométrica del material durante el periodo de su utilización, lo cual se hace
también mediante ensayos repetidos a lo largo del tiempo, la frecuencia de estos
55
ensayos depende de la variabilidad del material, que debe ser analizado ante cualquier
cambio que se observe. Para obras que requieran un nivel de control excelente, no
habiendo alguna dificultad especial, los agregados quedaran bien controlados si se
ensaya una muestra de arena y otra de agregado grueso, por cada 500 m3 de concreto
colocado o por cada dos días de vaciado. (Porrero J, 2009, p.87).
Módulo de finura
La Norma COVENIN 273-98 define el módulo de finura como la suma de los
porcentajes retenidos acumulados (porcentaje más grueso) de una muestra de
agregado, dividida entre 100.Los cedazos que se utilizaran para determinar el módulo
de finura en los agregados son los COVENIN: 149 μm (#100); 297 μm (#50); 595
μm (#30); 1,19 mm (#16); 2,38 mm (#8); 4,76 mm (#4); 9,51 mm (3/8”); 19,00 mm
(3/4”); 38,10 mm ( 1 ½”); y los cedazos siguientes cuya abertura este en relación 2 a
1.
El módulo de finura es un número que indica el cedazo teórico a través del
cual pasa el 50% del material. Materiales de granulometría diferente pueden tener el
mismo módulo de finura. Dicho modulo sirve para detectar los cambios
granulométricos dentro de un mismo material.
Porrero (2009) define el módulo de finura de las arenas como un parámetro
que se obtiene sumando los porcentajes retenidos acumulados en los cedazos de la
serie normativa y dividiendo la suma entre 100, en cierto modo este valor es
representativo de la finura de la arena; se considera que el módulo de finura adecuado
de una arena para producir concreto dentro de una granulometría aceptable debe estar
entre 2.3 y 3.1 donde un valor menor de 2.0 indica una arena fina, 2.5 una arena
media y más de 3.0 una arena gruesa.
56
Por otra parte, el módulo de finura puede considerarse como el tamaño
promedio ponderado de un cedazo del grupo en el cual el material es retenido. Así
por ejemplo, un módulo cuyo valor sea 3.0 significa que el cedazo #30 es el tamaño
promedio; es decir el cedazo en el cual queda retenido el 50% del material. (Porrero J,
2009, p.71)
La clasificación de la arena según el módulo de finura para distintos tamaños de
granos se muestra en la tabla 3.7
Tabla 3.7 Clasificación de la arena según el módulo de finura (MF) (Porrero, 2009)
Fina Media Gruesa
MF < 2,0 2,0 ≤ MF ≤ 3,0 MF> 3,0
Humedad
La Norma COVENIN 273-98 define la humedad como el cociente entre la
masa de agua evaporada por secado hasta masa constante de una muestra de agregado
y la masa de la muestra de agregado seco, se da en porcentaje (%).
Esta humedad se encuentra en los agregados de maneras diferentes: una es
rellenando los poros y micro poros internos de los granos, y la otra es como una
película o capa envolvente, más o menos gruesa.
El agua interna de los granos no pasa al concreto como agua de mezclado; al
contrario, cuando los granos se encuentran muy secos, pueden absorber parte del agua
de la mezcla. El agua externa de los granos si pasa a formar parte del agua de la
mezcla, alterando sus proporciones. El punto de equilibrio entre el grano seco y el
húmedo se conoce como el estado de “agregado saturado con superficie seca”. Esta
57
condición no suele ser natural, sino que se logra en los laboratorios con un
procedimiento, que, si bien no exige alta tecnología, no resulta cómodo o fácil.
La humedad en exceso de este punto de equilibrio hace que, en un peso dado de
agregado, haya cierta porción del material diferente al solido; esa cantidad de agua se
incorporara a la mezcla. Por el contrario, la absorción de agua por diferencia entre el
grano seco y el saturado con superficie seca, puede retirar importantes cantidades de
agua de la mezcla. Estos aportes o retiros alteran consecuentemente la relación agua
cemento. (Porrero J, 2009, p.81)
Impurezas orgánicas en la arena
El contenido de material vegetal en el agregado fino pudiese resultar nocivo
para el concreto por hacer disminuir su resistencia, producir retrasos en el fraguado,
influir en el comportamiento de los aditivos y alterar la trabajabilidad de la mezcla.
Para determinar la presencia de compuestos orgánicos se utiliza el Método de Ensayo
Colorimétrico (Norma COVENIN 256:77).
Peso por unidad de volumen
El uso principal de las relaciones peso/volumen es para la selección y manejo
de los agregados, por lo que se relaciona, en cierta forma, con su calidad.
1. Peso unitario suelto: se determina llenando un recipiente de
volumen conocido y estable, con el agregado, dejándolo caer
libremente desde cierta altura. Después se pesa y se establece la
relación peso/volumen (Norma COVENIN 263, “Método de ensayo
para determinar el peso unitario del agregado” y ASTM C29). Este
dato es importante porque permite convertir pesos en volúmenes y
58
viceversa cuando se trabaja con agregados. La regularidad del peso
unitario, en una obra, sirve también para descubrir posibles cambios
bruscos en la granulometría o en la forma del agregado. (Porrero J,
2009, p.80).
2. Peso unitario compacto: se realiza mediante un proceso parecido al
anterior, pero compactando el material dentro del molde (Norma
COVENIN 263, “Método de ensayo para determinar el peso unitario
del agregado” y ASTM C29). Se usa en algunos métodos de diseño
de mezcla, como es el caso del American Concrete institute.
3. Peso específico: es el peso del volumen absoluto de la materia solida
del agregado, sin incluir huecos entre granos (Normas COVENIN
268 y COVENIN 269). Se usa para establecer la condición de
volumen en ciertos modelos de diseño de mezcla. (Porrero J, 2009,
p.81)
Tabla 3.8 Valores comunes de la relación Peso/volumen de los agregados.
(Porrero, 2009).
Propiedad Gruesos Arena
Peso unitario suelto (kg/L) 1,4 a 1,5 1,5 a 1,6
Peso unitario compactado (Kg/L) 1,5 a 1,7 1,6 a 1,9
Densidad (Peso específico) 2,5 a 2,7 2,5 a 2,7
Tamaño máximo
Se denomina tamaño máximo de un agregado al tamaño de sus partículas más
gruesas, medido como abertura del cedazo de menor tamaño que deje pasar el 95% o
59
más del material. Desde el punto de vista técnico, su relación con las características
de la mezcla es decisiva para la calidad y economía de esta. (Porrero J, 2009, p.67).
3.2.3.3 Agua
El agua es imprescindible en varias etapas de la elaboración del concreto:
mezclado, fraguado y curado. El agua de mezclado ocupa normalmente entre el 15%
y 20% del volumen de concreto fresco y, conjuntamente con el cemento, forman un
producto coherente, pastoso y manejable, que lubrica y soporta los agregados,
acomodable en los moldes. Simultáneamente esta agua reacciona químicamente con
el cemento, hidratándolo y produciendo el fraguado en su acepción más amplia, desde
el estado plástico inicial, pasando por lo que llamamos endurecimiento, hasta el
desarrollo de resistencias a largo plazo.
Por otra parte, el agua de curado es necesaria para reponer la humedad que se
pierde por evaporación luego que el concreto ha sido colocado, compactado y alisado
en su superficie; de esta manera se garantiza el normal desarrollo de las reacciones de
hidratación del cemento.
Tanto el agua de mezclado como el agua de curado deben estar libres de
contaminantes que puedan perjudicar el fraguado del concreto o que reaccionen
negativamente, en estado fresco o endurecido, con alguno de sus componentes o con
los elementos embutidos en el concreto, como tuberías metálicas o acero de refuerzo.
En zonas urbanas, se suele elaborar concretos utilizando agua potable, la cual se
considera exenta de materia orgánica y sólidos en suspensión, y cuyo contenido de
sales minerales totales es inferior a 0,25% (2.500 ppm) en peso. En general el agua
potable es adecuada para elaborar y curar el concreto aun cuando la coloración pueda
alterar el comportamiento de los aditivos y la evolución de las resistencias.
60
El agua de pozos, ríos y lagos, antes de su utilización debe ser evaluada física y
químicamente en un laboratorio competente. Posteriormente debe ser verificada al
menos dos veces al año, durante la estación seca y la de lluvias, o cuando varié
sensiblemente el caudal o el aforo de la fuente, porque las concentraciones de sales,
azucares y otros contaminantes pueden variar. Además debe investigarse el vertido de
aguas servidas y desechos aguas arriba del sitio de toma y conocer si son estacionales
para poder planificar el cronograma de ensayos. (Porrero J, 2009, p.113)
Agua de mezclado
La Norma COVENIN 2385:2000 define el agua de mezclado como el agua que
se añade a las mezclas de concreto o de mortero para darles la fluidez necesaria para
manejarlas y colocarlas y que después reaccionará en parte con el cemento dándole a
la mezcla las propiedades resistentes.
El agua de mezclado cumple dos funciones, hidratar el cemento y proporcionar
fluidez y lubricación al concreto, se estima que, en condición de ambiente saturado, el
agua requerida para hidratación equivale al 25% del cemento; el resto se evapora. La
porción evaporada después de que el concreto ha sido compactado y alisado, es la
causante de la retracción de secado y de la formación de conductos capilares que
interconectan poros; estos se llenan parcialmente de aire y producen concretos menos
resistentes y menos durables, por lo que debe usarse el menor volumen de agua que
sea posible para obtener la fluidez requerida.
Ciertas impurezas en el agua pueden causar reacciones perjudiciales al concreto
o alteraciones en sus propiedades de trabajabilidad, tiempos de fraguado, resistencias
mecánicas, adherencia, permeabilidad, durabilidad (disgregación, corrosión de
61
elementos metálicos) y de aspecto (eflorescencia, decoloración). (Porrero J, 2009,
p.114).
Agua de curado
La hidratación del cemento comienza al contacto con el agua de mezclado,
desde la superficie de cada grano de cemento hacia el interior; es un proceso muy
rápido en los primeros minutos y horas, que se prolonga por varios meses y años,
siempre que haya humedad suficiente. Durante las primeras horas hay reserva
suficiente de agua en el concreto y, luego, se pierde progresivamente por
evaporación; primero desaparece el agua de exudación, que es la capa superficial
brillante que se observa al realizar la compactación del concreto y, ya semi-
endurecido el concreto, hay una migración y evaporación del agua interna necesaria
para la reacción del cemento.
La falta de un ambiente saturado impedirá que el cemento se hidrate totalmente
y que el concreto alcance la resistencia esperada, además de favorecer e incrementar
la retracción plástica. Este último efecto producirá aumentos en el ancho de las
grietas de secado, que (anillan la entrada de los agentes agresivos eventual mente
presentes en el medio ambiente.
Usualmente, los requerimientos para el agua de curado son menos exigentes
que para el agua de mezclado, porque la primera está en contacto por un periodo
relativamente corto, solamente en la superficie y después que el concreto ha
alcanzado un cierto grado de endurecimiento, lo que impide que los contaminantes
potencialmente presentes en el agua de curado, afecten las reacciones iniciales del
cemento. Por lo general, el agua que es adecuada para el mezclado es adecuada para
el curado, sin embargo debe considerarse que, al producirse la evaporación del agua
sucesivamente rociada sobre el concreto, las posibles impurezas van a depositarse
62
sobre su superficie en concentraciones cada vez mayores, por lo tanto si el agua
contiene, por ejemplo, materia orgánica o ferrosa, puede causar manchas
superficiales. (Porrero J, 2009, p.115).
3.2.4 Morteros
Según Jiménez, es una mezcla o argamasa utilizada en construcción para
adherir y adosar elementos en una albañilería, recubrir o estucar paramentos o pisos y
fabricar “autoconformados”. Los morteros son mezclas plásticas aglomerantes, que
resultan de combinar arena y agua con un aglutinante tal como el cemento Portland y
otros. El mortero de cemento Portland es un mortero en el que se utiliza cemento
como conglomerante. Los morteros pobres o ásperos, son aquellos que tienen poca
cantidad de cemento, siendo muy difíciles de trabajar. Por otro lado, los morteros que
tienen gran cantidad de cemento se retraen y producen fisuras, además de ser de
mayor costo. Estos factores hacen necesario buscar una dosificación adecuada. La
falta de trabajabilidad de los morteros puede corregirse añadiendo aditivos que sean
plastificantes. También pueden mejorarse con la adición de otro tipo de materiales
más corrientes, como es el caso de la cal, o modificando la dosificación del mortero.
Las mezclas de mortero deben ser homogéneas y sus componentes se deben
utilizar en unas proporciones. Sea cualquiera la aplicación de los morteros, éstos no
deben experimentar segregación alguna y su calidad debe tener las siguientes
propiedades tanto en estado fresco como en estado endurecido: a) Una trabajabilidad
determinada, es decir, una facilidad de puesta en obra para cada caso particular. Ya
que los morteros deben ser suficientemente trabajables durante un cierto periodo de
tiempo sin necesidad de tener que añadirle agua; b) Una capacidad de retención de
agua dada; c) Una adherencia óptima al soporte y resistencia a la figuración; d) Una
retracción mínima y a veces controlada, así como una absorción de agua especificada
para cada caso; e) Unas resistencias mecánicas apropiadas; y f) Una estabilidad
63
adecuada capaz de resistir las condiciones del medio en donde se vayan a encontrar,
de tal modo que mantenga su integridad estructural, su apariencia externa y que su
duración persista teniendo en cuenta las condiciones de mantenimiento.
3.2.4.1 Clasificación de los morteros
Los morteros pueden clasificarse según varios aspectos, mencionados a
continuación.
Según los agregados finos
Ordinarios: confeccionados con arena corriente.
Ornamentales: confeccionados con agregados finos especiales (espejuelos,
escorias, mármol y/o tierras de colores).
Clavar: a base de aserrín, livianos, preparados con espuma de cemento y
agregados finos limosos, de pómez, de escoria y otros.
Según tamaño del agregado fino
Finos: usados para grautear en elementos livianos.
Medianos: usados para grautear y en estucos.
Gruesos y muy gruesos: usados para estucos gruesos y para pegar ladrillos o
bloques en albañilería y para prefabricados.
64
Según el modo de aplicación
Se clasifican en prefabricados a presión, percusión o vibración, colocados a
mano, colocados a pistola, colocados en obra a presión, morteros “pre pack” para
rellenos de esqueletos pétreos pre moldeados.
Según la consistencia o dosis de agua:
Esta clasificación se refiere al porcentaje de agua presente en la mezcla como se
muestra en la tabla 3.9.
Sólidos: aglutinan bajo presión y se desintegran en la caída, usados en
elementos de construcción como bloques, tubos, baldosas y otros elementos.
Plásticos: estos se dejan moldear y son los únicos que se deben usar en estucos
y albañilería.
Fluidos: estos se adaptan fácilmente a los moldes bajo la acción de ligeros
golpes y suelen aplicarse en inyecciones.
Sopas de arena: estas no deben usarse en obra.
Tabla 3.9 Clasificación de los morteros
según la consistencia o dosis de
agua. (Jiménez, 2004).
Consistencia % Agua
Polvo 0-1,5
Solido rígido 1,5-15
Solido Plástico 15-30
Plástico 30-50
Fluido 50,70
65
Según dosis de cemento
Tabla 3.10 Clasificación de los morteros según la dosis de cemento
(Jiménez, 2004).
Clasificación Dosificación Usos
Muy pobres 1:10 Se usan en bloques para muros no resistentes.
Pobres 1:5,5 Se usan bloques y albañilería gruesa
Medianos 1:4,5 Albañilerías ordinarias.
Regular 1:3,5 Albañilerías delgadas y estucos.
Normal 1:3 Estucos exteriores, albañilerías muy delgadas
y tabiques.
Rico 1:2 Obras especiales.
Muy rico 1:1 Casos especiales.
3.2.5 Requisitos de la norma COVENIN 42-82 para la fabricación de
bloques huecos de concreto
3.2.5.1 Apariencia y acabado
Los bloques deben ser sólidos y libres de grietas que no sean las especificadas
a continuación.
Para bloques Tipo A: no deben presentar grietas paralelas a la carga. Si
aparecen imperfecciones estas no deben ser más del 5% del pedido, siempre
y cuando las grietas perpendiculares a la carga no tengan una longitud
mayor de 2,5 cm.
Para bloques Tipo B: pueden presentar grietas menores en la fabricación o
fragmentos producidos en el manejo.
66
3.2.5.2 Dimensionales
Las dimensiones de largo, alto y ancho, usuales de los bloques huecos de
concreto, se indican en tabla 3.11. Pueden fabricarse bloques con otras dimensiones
siempre y cuando cumplan con lo especificado en la norma COVENIN 42-82.
Tabla 3.11 Dimensiones de los bloques de concreto (COVENIN 42-82).
Denominación ordinaria
(cm)
Dimensiones normales
(cm)
Dimensiones modulares
(cm)
10 39x19x9 40x20x10
15 39x19x14 40x20x15
20 39x19x19 40x20x20
25 39x39x24 40x20x25
30 39x19x29 40x20x30
Los espesores mínimos para paredes nervios de bloques se especifican en las
tablas 3.12 y 3.13. La tolerancia máxima en cualquier dimensión es de 0,3cm.
Tabla 3.12 Espesores mínimos para bloques Tipo A. (COVENIN 42-82).
Tipo de bloque Espesor de pared (cm) Espesor de nervios (cm)
10 1,9 1,9
15 2,2 2,2
20 2,5 2,5
25 2,8 2,8
30 3,2 2,8
Tabla 3.13 Espesores mínimos para bloques tipo B. (COVENIN 42-82).
Tipo de bloque Espesor de pared (cm) Espesor de nervios (cm)
10 1,3 1,3
15 1,5 1,5
20 1,7 1,7
25 1,9 1,9
30 2,2 1,9
67
3.2.5.3 Químicos
Absorción del agua: la máxima absorción determinada de acuerdo al ensayo
especificado en la Norma COVENIN 42-82 para cada tipo de bloque, se
indica en la tabla 3.14.
Tabla 3.14 Absorción Máxima. (COVENIN 42-82).
Tipo de Bloque Pesado
%
Semipesado
%
Liviano
%
A1-A2 y B1 14 16 12
B2 No tiene ensayo de absorción 20
3.2.5.4 Mecánicos
Resistencia a la compresión: la resistencia mínima a la compresión,
determinada de acuerdo a lo especificado en la norma COVENIN 42:82, a
los 28 días de fabricados, es la indicada en la tabla 3.15.
Tabla 3.15 Resistencia a la compresión (COVENIN 42-82).
Tipo de Bloque Promedio
3 bloques (Kg/𝒎𝟑)
Mínimo
1 bloque (Kg/𝒎𝟑)
A1 70 55
A2 50 40
B1-B2 30 25
Los bloques después de ser convenientemente curados por medio de métodos
aprobados, deben tener una resistencia a la compresión igual o mayor al 80% de los
valores especificados en la tabla 3.15.
68
3.3 Definición de términos básicos
Adhesión: es la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos
superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se
mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.
Aditivo: agregado adicional soluble en agua, que se adiciona durante el
mezclado del concreto con el fin de modificarlo y mejorarlo.
Aglomerante: son materiales capaces de unir fragmentos de una o varias
sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos.
Agregados: son componentes derivados de la trituración natural o artificial de
diversas piedras, y pueden tener tamaños que van desde partículas casi invisibles
hasta pedazos de piedra.
Cedazo: utensilio que se emplea para separar materiales de diferente grosor. Se
conoce como tamiz al cedazo muy tupido generalmente utilizado para la
determinación de curvas granulométricas en varios materiales. En los laboratorios de
suelos se utilizan series estandarizadas de tamices.
Cimentación: se le denomina al conjunto de elementos estructurales cuya
misión es transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este
al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan
cargas zonales.
Cristalización: se define como el proceso en virtud del cual, a partir de una
fase estructuralmente desordenada, se forma una fase sólida estable, con una
69
ordenación geométrica regular, que puede tener o no la misma composición que la
fase líquida original.
Concreto: concreto y hormigón son sinónimos; es un material
compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante al
que se añade partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos.
Conglomerante: 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.
Dosificación: establece las proporciones apropiadas de los materiales que
componen un concreto, a fin de obtener la manejabilidad, resistencia y durabilidad
requeridas, o bien para obtener un acabado o adherencia correctos.
Ensayo: ensayo y prueba son sinónimos; es el acto de someter a un espécimen,
probeta o parte de un material a una serie de análisis que permitan conocer sus
características o propiedades.
Fraguado: el fraguado es el proceso de endurecimiento y pérdida de
plasticidad del hormigón (o mortero de cemento).
Mampostería: le llamamos mampostería al sistema de construcción que
consiste en levantar muros a base de bloques que pueden ser de arcilla cocinada,
piedra o concreto entre otros. Actualmente se unen utilizando un mortero de cemento
y arena con un poco de agua, en las proporciones adecuadas.
Molienda: se refiere a la pulverización y a la dispersión del material sólido.
70
Morteros: es una mezcla de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua, y
posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como
ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los espacios
que quedan entre los bloques y para el relleno de paredes. Los más comunes son los
de cemento y están compuestos por cemento, agregado fino y agua.
Pétreo: es aquel material proveniente de la roca, piedra o peñasco;
regularmente se encuentran en forma de bloques, losetas o fragmentos de distintos
tamaños, esto principalmente en la naturaleza, aunque de igual modo existen otros
que son procesados e industrializados por el hombre.
Residuo: es cualquier material que su productor o dueño considera que no
tienen valor suficiente para retenerlo.
Segregación: el término segregar hace referencia a apartar, separar a alguien de
algo o una cosa de otra.
Trabajabilidad: La propiedad de la mezcla de concreto que determina su
facilidad de ser moldeada, colada y acabada.
Vertedero: es una estructura hidráulica destinada a propiciar el pase, libre o
controlado, del agua en los escurrimientos superficiales, siendo el aliviadero en
exclusiva para el desagüe y no para la medición
Vítreo: hecho de vidrio o que tiene sus propiedades.
71
CAPÍTULO IV
METODOLOGÍA DE TRABAJO
4.1 Tipos de investigación
Los tipos de investigación adoptados en la realización del presente proyecto,
son la investigación descriptiva y la investigación exploratoria.
Según Arias, F. (2006), la investigación descriptiva consiste en la
caracterización de un hecho o fenómeno estableciendo su estructura o
comportamiento (p.24). En este sentido esta es una investigación descriptiva ya que
de acuerdo al problema planteado referido al análisis del comportamiento mecánico
de bloques huecos de concreto utilizando como agregado adicional para su diseño
residuos de vidrios industriales en diferentes proporciones, en ella se describen y
detallan procedimientos llevados a cabo, con la finalidad de estudiar las variaciones
en las propiedades de los bloques realizados con distintas dosificaciones y comparar
sus características con las de un bloque de concreto convencional.
Por otra parte, esta investigación también puede ser considerada exploratoria
por tratarse de un tema poco desarrollado o estudiado, tal como lo define Sabino, C.
(1992):
“Este tipo de investigación se realiza especialmente cuando el tema elegido ha
sido poco explorado, cuando no hay suficientes estudios previos y cuando aún, sobre
él, es difícil formular hipótesis precisas o de cierta generalidad.” (p. 45).
72
4.2 Diseño de la investigación
El diseño de investigación del presente estudio es de dos tipos, el diseño de
investigación de campo y el diseño de investigación experimental.
Según Tamayo (2007) señala que el diseño de campo ocurre: “Cuando los
datos se recogen directamente de la realidad, por lo cual los denominamos primarios,
su valor radica en que permiten cerciorarse de las verdaderas condiciones en que han
obtenido los datos, lo cual facilita su revisión o modificación en caso de surgir dudas”
(p.110).
Esta investigación tiene un diseño de campo debido a que se tiene que ir al
sitio de recolección de muestras de desechos de vidrios, además de trasladarse a los
laboratorios a realizar los respectivo ensayos, por lo tanto los datos serán recolectados
de forma directa en el sitio donde se realizara el estudio lo que permitirá obtener los
resultados más cercanos a la realidad.
En lo que se refiere a la investigación experimental Sabino, C. (1992) señala:
“Un experimento consiste en someter el objeto de estudio a la influencia de ciertas
variables, en condiciones controladas y conocidas por el investigador, para observar
los resultados que cada variable produce en el objeto”. (p.73).
Esta investigación también tiene un diseño experimental porque en esta serán
sometidos a diferentes ensayos los distintos materiales utilizados para la fabricación
de los bloques así como los bloques mismos una vez terminados, con la finalidad de
determinar sus propiedades.
73
4.3 Población de la investigación
Tamayo (2003), “El proceso de la investigación Científica” define la población
como la “totalidad de un fenómeno de estudio, incluye la totalidad de unidades de
análisis o entidades de población que integran dicho fenómeno y que debe
cuantificarse para un determinando estudio integrando un conjunto N de entidades
que participan de una determinada característica, y se le denomina población por
constituir la totalidad del fenómeno adscrito a un estudio o investigación”.
Para Risquez, Fuenmayor y Pereira (1999) “Metodología de la investigación”,
es “el conjunto total finito o infinito de elementos o unidades de observación que se
consideran en un estudio, o sea que es el universo de la investigación sobre el cual se
pretende generalizar los resultados”.
Cabe destacar que una población no le corresponde el mismo significado que el
universo, tienen distinto contenido con respecto a los resultados que arrojan,
simplemente a la población se considera subconjunto del universo. De esta manera se
clasifican en dos categorías, población finita y población infinita.
La población de esta investigación está definida por los bloques huecos de
cemento con agregado adicional de vidrio triturado. Este se considera como el
elemento del cual se desea obtener información, características, propiedades, entre
otros, permitiendo así facilitar la búsqueda y obtención de resultados. Se considera
población finita porque el estudio es aplicado a un solo fenómeno, mencionado
anteriormente, rigiéndose por el criterio que dice, si existen menos de 100 elementos
la población es finita.
74
4.4 Muestra de la investigación
Los autores Hernández, Fernández y Baptista (2006), “Metodología de
Investigación” establecen que “la muestra es, en esencia, un subgrupo de la
población. Digamos que es un subconjunto de elementos que pertenecen a ese
conjunto definido en sus características al que llamamos población”.
La muestra también se define como que “a partir de la población cuantificada
para una investigación se determina la muestra, cuando no es posible medir cada una
de las entidades de la población; esta muestra, se considera, es representativa de la
población.
La muestra descansa en el principio de que las partes representan el todo y por
tanto refleja las características que definen la población de la cual fue extraída, lo cual
nos indica que es representativa. Es decir, que para hacer una generalización exacta
de una población es necesaria una muestra totalmente representativa y, por lo tanto, la
validez de la generalización depende de la validez y tamaño de la muestra”.
En base a lo expresado anteriormente, se deduce que la muestra, son los
bloques huecos de cemento con agregado adicional de vidrio triturado, en este caso
no se presenta como un conjunto de la población, sino como un elemento único
representativo de ella, es decir la muestra de esta investigación es igual a la
población.
4.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos
Se explica aquí el procedimiento, lugar y condiciones de la recolección de
datos.
75
Esta sección es la expresión operativa del diseño de investigación, la
especificación concreta de cómo se hará la investigación de acuerdo a Tamayo
(2003), “El proceso de la investigación Científica”.
4.5.1 Técnicas de recolección de datos
Según Fidias arias (1999), “El Proyecto de Investigación”, Las técnicas de
recolección de datos son las distintas formas o maneras de obtener la información.
Son ejemplos de técnicas; la observación directa, la encuesta en sus dos
modalidades (entrevista o cuestionario), el análisis documental, análisis de contenido,
entre otras.
Basándose en dicha definición, se debe conocer las características del de los
materiales que componen el bloque, diseñar distintas mezclas para su fabricación,
realizarle los ensayos para observar el comportamiento, con el fin de determinar sus
resistencias y materiales.
Las técnicas a seguir para la obtención de datos en esta investigación son la
observación directa, entrevista no estructurada, lectura y análisis de documentos.
4.5.1.1 Revisión y análisis de documentos
“La observación documental se concibe como una lectura general de los textos
que poseen las fuentes de información de interés para el investigador, y que permiten
extraer los datos que le sean de utilidad para la investigación”, Mirian Balestrini
(1998) “Como se elabora el Proyecto de Investigación”.
76
En base a lo expresado, se debe investigar en los libros, en manuales, proyectos
nacionales e internacionales directamente relacionados al estudio de bloques huecos
de cemento, así como también normas sobre los materiales y la fabricación de estos, a
fin de poder realizar un análisis de toda la información documental para determinar
cuáles son los componentes de los bloques huecos de cemento con agregado adicional
de vidrio triturado.
4.5.1.2 Observación directa
Tamayo (2003), “El proceso de la investigación Científica”, define la
observación directa como “aquella en la cual el investigador puede observar y recoger
datos mediante su propia observación”.
Basándose en esta definición, se puede obtener mediante la observación de los
bloques distintos comportamientos y características en base a los ensayos que se le
aplican.
4.5.1.3 Entrevistas indirectas
Implementando esta herramienta se logró obtener información proveniente de
expertos en la materia, tales como: tutor académico, técnicos de laboratorio,
ingenieros y otros profesionales conocedores del tema a estudiar.
4.5.2 Instrumentos de recolección de datos
Se utilizaron distintos instrumentos para llevar a cabo el estudio, entre los
cuales están:
77
1. Equipos e instrumentos de laboratorio utilizados para los distintos ensayos,
tales como balanzas, tamices, trompo, formaleta de bloque, horno, máquina
para ensayo de resistencia a la compresión, cuchara, pala, entre otros.
2. Planillas para la tabulación de los datos obtenidos en laboratorio.
Figura 4.1. Tamices para el ensayo de
granulometría.
Figura 4.2 Balanza digital.
78
Figura 4.3 Horno.
Figura 4.4 Máquina para ensayo de resistencia a la
Compresión.
79
Figura 4.5 Trompo
Figura 4.6 Formaleta de bloque
4.6 Flujograma de la metodología de trabajo
En el presente estudio referido al análisis del comportamiento mecánico de
bloques huecos de concreto utilizando como agregado adicional para su diseño
residuos de vidrios industriales se definió un flujograma de las diferentes etapas a
seguir, el cual permitió el correcto desarrollo de los objetivos planteados. La
metodología utilizada comprende recopilación de información, trabajo de laboratorio
y trabajo de oficina cada etapa con sus respectivas actividades mostradas en la figura
4.7.
80
Figura 4.7. Flujograma de la metodología de trabajo.
Selección y delimitación del
tema de investigación
Recopilación de información
Análisis e interpretación de los resultados
Elaboración del informe final
Trabajo de
Laboratorio .
ecopilación
de
información
sobre el tema
Estudio de las
propiedades de los
agregados
Granulometría, humedad,
Densidad y Absorción, Peso
unitario
Diseño de mezcla
patrón y modificada
Elaboración de bloques
patrón y modificados
Curado y secado de
los bloques
Ensayos de calidad de
los bloques
Resistencia a la
compresión, Absorción,
prueba de fuego.
Trabajo de
oficina
Procesamiento de datos
Conclusiones y recomendaciones
81
4.6.1 Recopilación de información sobre el tema
Se realizó la búsqueda de información relacionada al tema de estudio, que
permitiera desarrollar las bases teóricas, y tener mayor información sobre el tema
para una mejor comprensión del mismo. Se revisaron libros de texto, trabajos de
grado, información en Internet y normas venezolanas relacionadas con el tema del
presente trabajo de grado.
Además de recopilación bibliográfica del tema, se realizaron visitas
preliminares a una bloquera para obtener información sobre el proceso de fabricación
de bloques, así como visitas preliminares al laboratorio para obtener información
preliminar sobre los distintos ensayos a realizar.
Se realizaron entrevistas no estructuradas a técnicos y personal obrero con lo
que se obtuvo información detallada sobre la metodología utilizada para el proceso
de fabricación de los bloques, su correcto almacenaje y curado. Estas visitas y
entrevistas también aportaron datos preliminares en cuanto a dosificaciones para el
diseño de mezclas para bloques, así como consejos y procedimientos para la correcta
realización de los distintos ensayos de laboratorio.
4.6.2 Estudio de las propiedades de los agregados
La calidad de los agregados es de suma importancia para el diseño de mezclas
de concreto, por lo que se le deben realizar ciertos ensayos establecidos por las
Normas COVENIN para verificar que cumplan con las características y propiedades
establecidas en dichas normas.
82
4.6.2.1 Granulometría
Arena
Al material seleccionado se le realizó el estudio granulométrico según establece
la Norma COVENIN 255:1998 “AGREGADOS. DETERMINACIÓN DE LA
COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA”, para verificar que la arena cumpliera con
lo establecido en dicha norma. El procedimiento utilizado es el descrito a
continuación:
1. Se seleccionó una muestra de agregado haciendo uso de un cuarteador
procurando que la muestra resultante fuese representativa del agregado total.
2. Se ordenaron los cedazos de diferentes aberturas estandarizadas según la
Norma COVENIN 254:1998 “CEDAZOS DE ENSAYO” en el orden
respectivo de acuerdo al tipo de agregado
3. Se colocó la muestra del agregado en el cedazo superior y se procedió a un
tamizado manual.
4. Seguidamente la cantidad de agregado retenido en cada uno de los tamices
fue pesada haciendo uso de una balanza y posteriormente vaciados en la hoja
de datos para realizar los cálculos correspondientes.
5. Se tomaron 500 gramos del material pasante del tamiz #4, se procedió
aplicarle agua y frotarlo en un recipiente para luego verter el líquido en el
tamiz #200, esto con el fin de remover las impurezas y toda partícula ultra
fina. Este proceso se repitió cinco veces.
83
6. Seguidamente la muestra fue colocada en el horno para secarla totalmente.
7. Se retiró la muestra del horno, para colocarla en el cedazo superior y
realizar el tamizado manual nuevamente.
8. Posterior a esto, la cantidad de agregado retenido en cada uno de los
tamices fue pesada haciendo uso de una balanza para proceder a ser
vaciados en la hoja de datos para realizar los cálculos correspondientes.
Figura 4.8 Instrumentos para el ensayo de granulometría de la arena.
Vidrio
El vidrio triturado utilizado se le realizo un ensayo granulométrico siguiendo lo
establecido en la Norma COVENIN 255:1998 “AGREGADOS. DETERMINACIÓN
DE LA COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA”.
84
1. Se tomaron grandes cantidades de vidrio reciclable para transformarlas en
partículas más pequeñas similares a la de la arena, esto haciendo uso de
mandarrias.
2. Una vez recolectado todo el vidrio se colocó el material en el cedazo
superior y se procedió a realizarle un tamizado manual.
3. Se procedió al pesado de cada uno de los cedazos haciendo uso de la
balanza a fin de realizar la curva granulométrica correspondiente.
4. Este proceso se realizó repetidas veces a fin de obtener partículas de la
arena que estuvieran dentro de los límites establecidos en la norma
COVENIN para agregados finos.
.
Figura 4.9 Triturado de vidrio
85
Figura 4.10 Tamizado del vidrio.
4.6.2.2 Peso unitario suelto y compacto
Se calculó el peso unitario suelto y compacto de la arena seleccionada para el
diseño de la mezcla de mortero según lo establecido en la Norma COVENIN 263-78
“MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO UNITARIO DEL
AGREGADO”.
El ensayo para determinar el peso unitario suelto del agregado se realizó de la
siguiente manera:
1. Se calibró el recipiente de volumen y masa conocida en la balanza.
2. Se colocó el agregado dentro del molde utilizando una pala dejando caer el
material a una altura aproximada o no mayor de 5 cm.
86
3. Se retiró la cantidad excedente de material haciendo uso de una barra.
4. Se pesó el molde con la muestra. Esta secuencia se repitió hasta obtener
cuatro resultados y se tomó el promedio de los mismos.
En el ensayo para determinar el peso unitario compacto del agregado se
procedió de la siguiente manera:
1. Se calibró el recipiente de volumen y masa conocida en la balanza.
2. La muestra fue colocada dentro del molde conformando tres capas de
aproximadamente de un tercio de la altura del mismo, cada capa fue
compactada mediante el uso de una barra compactadora aplicando 25 golpes
uniformemente distribuidos sobre su superficie, cabe destacar que se aplicó
la fuerza suficiente para que la barra compactadora no penetrara las capas
inmediatas inferiores.
3. Se retiró la cantidad excedente de material haciendo uso de una barra.
4. Se pesó el molde con la muestra. Esta secuencia se repitió hasta obtener
cuatro resultados y se tomó el promedio de los mismos.
Para determinar el peso unitario suelto y compacto se hizo uso de la ecuación
(4.1)
𝑃𝑈 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙−𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 (4.1)
87
Dónde:
𝑃𝑈 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎.
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 + 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎.
Figura 4.11. Instrumento para el ensayo de peso
unitario.
Figura 4.12. Ensayo de peso unitario.
88
4.6.2.3 Densidad y absorción
Los ensayos de densidad y absorción del agregado fino están establecidos en La
Norma COVENIN 268:1998 “AGREGADO FINO. DETERMINACIÓN DE LA
DENSIDAD Y LA ABSORCIÓN”, para la realización de dichos ensayos se siguió
los siguientes pasos.
Se tomó y secó una muestra del agregado para luego sumergirla en agua
durante 24 horas para saturar los poros del agregado, luego se extendió la muestra
húmeda sobre una superficie plana no absorbente, se expuso a una corriente suave de
aire y se revolvió con frecuencia para garantizar un secado uniforme.
Se aplicó el ensayo de cono para la determinación de la humedad superficial, el
molde del cono se colocó sobre una superficie lisa no absorbente con el diámetro
mayor hacia abajo, se colocó una porción de la muestra dentro del molde llenándolo
hasta rebosar el borde superior, se enrazó y compacto suavemente la superficie del
agregado dentro del cono con 25 caídas leves del compactador luego se alzó el molde
verticalmente sin girarlo, si el agregado mantiene la forma del cono se debe a que
todavía la humedad superficial está presente y si el agregado fino se derrumba
ligeramente al quitar el molde indica que se ha alcanzado la condición superficie
seca.
Una vez alcanzada la condición saturada y de superficie seca del agregado, se
llenó el picnómetro parcialmente con agua y se introdujo una muestra del agregado de
aproximadamente 500 gr, se añadió agua gradualmente en un 50%, luego 75% y
finalmente hasta el 100%, agitando la muestra del picnómetro hasta que no se
observaran burbujas de aire y se le agrego agua hasta completar su capacidad.
89
Se procedió a determinar la masa total del picnómetro con la muestra y el agua,
se extrajo el agregado fino del picnómetro y se secó al horno para luego pesarla. Cada
uno de los datos fue tabulado para luego realizar los cálculos respectivos.
Una vez obtenidos los diferentes pesos se realizaron los cálculos haciendo uso
de las ecuaciones:
Dónde:
𝑃𝐸 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜.
𝑃𝐸𝑆𝑆𝑆 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑎.
𝑃𝐸𝐴 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒.
𝐴𝑏𝑠 = 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛.
𝑊1 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎.
𝑊2 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑆. 𝑐𝑜𝑛 𝑆. 𝑆. 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒.
𝑊3 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎.
𝑃𝐸 =𝑊1
𝑊2 − 𝑊3
(4.2)
𝑃𝐸𝑆𝑆𝑆 =𝑊2
𝑊2 − 𝑊3
(4.3)
𝑃𝐸𝐴 =𝑊1
𝑊1 − 𝑊3
(4.4)
𝐴𝑏𝑠 =𝑊2 − 𝑊1
𝑊1𝑥100
(4.5)
90
4.6.2.4 Humedad de los agregados
Para determinar el contenido de humedad de la arena se siguió lo establecido en
la Norma COVENIN 1375-79 “MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR
POR SECADO, EL CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL Y SUPERFICIAL EN
EL AGREGADO”. Y el procedimiento fue el siguiente:
1. Se tomó una muestra de arena en su estado natural, sin alterar su humedad y
se pesó en la balanza.
2. Posteriormente se colocó en una bandeja y se llevó al horno hasta secar
completamente.
3. Se retiró la muestra y se pesó nuevamente. Una vez realizado esto se vació
los datos en la planilla para realizar los respectivos cálculos.
Para determinar el contenido de humedad las muestras se hizo uso de la
ecuación 4.6
𝐻 = 100𝑥 𝑊𝑜 − 𝑊𝑠
𝑊𝑠 (4.6)
Dónde:
𝐻 = 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎, 𝑒𝑛 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒.
𝑊𝑂 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠.
𝑊𝑆 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠.
91
Figura. 4.13 y 4.14 instrumentos para el ensayo de humedad.
Figura. 4.15 Ensayo de humedad.
92
4.6.2.5 Ensayo Colorimétrico.
Para determinar el contenido de impurezas orgánicas de la arena se siguió lo
establecido en la Norma COVENIN 256 – 77 “DETERMINACION CUALITATIVA
DE IMPUREZAS ORGÁNICAS EN LAS ARENAS (ENSAYO
COLORIMETRICO)”. Y el procedimiento fue el siguiente:
1. Se pasó por el cedazo del tamiz #10 una muestra de arena hasta obtener 250
gramos del material.
2. Posteriormente se introdujo la arena con un embudó en un recipiente de
vidrio y se le aplico seguidamente 291ml de agua correspondiente al 97%
de una solución total.
3. Se le adiciono 9 gramos de sodio de hidróxido, tapo y agito vigorosamente
el recipiente, para ser dejado en reposo durante 24horas a fin determinar el
grado de impurezas en el agua comparándolo con el color patrón.
93
Figura 4.16 Ensayo colorimétrico.
4.6.3 Diseño de mezclas.
4.6.3.1 Diseño de mezcla patrón.
Para el diseño de la mezcla patrón primeramente se tomó una dosificación de
1:8 la cual fue obtenida de una fábrica de bloques visitada durante la recopilación de
información preliminar. Además de esta dosificación se tomaron en cuenta la
clasificación de morteros expuesta en la tabla 3.9, en el capítulo III de esta
investigación, en la que se establece la clasificación de los morteros según su
dosificación. De esta clasificación se tomaron dos dosificaciones, la primera de 1:5,5
que corresponde a morteros calificados como pobres y que según esta clasificación
son usados para la fabricación de bloques de albañilería gruesa; la segunda de 1:4,5
que corresponde a morteros calificados como medianos.
94
Tabla 4.1 Mezclas planteadas para
bloque patrón.
Mezcla Dosificación
F 1:8
F1 1,5,5
F2 1,45
La arena fue mezclada en estado seco, la consistencia requerida de mezclas para
la fabricación de los bloques es un poco húmeda y para obtenerla se le fue agregando
agua hasta hallar la consistencia de la mezcla deseada. La relación agua-cemento es
uno de los parámetros más importantes dentro del diseño de mezclas, por lo tanto se
debió seleccionar la proporción más adecuada entre el agua y el cemento con el fin de
mantener la resistencia a la compresión dentro de los parámetros de diseño
establecidos. Debe tomarse en cuenta que mientras mayor sea la cantidad de agua se
le agregue a la mezcla menor será la resistencia de la misma.
4.6.3.2 Diseño de mezclas modificadas.
Para el diseño de las mezclas modificadas agregando residuos de vidrio, se
partió de la dosificación del bloque patrón que obtuvo las mejores propiedades entre
las tres propuestas anteriormente y se ajustaron 3 mezclas modificadas sustituyendo
un porcentaje de arena por partículas de vidrio en cada mezcla, dichos porcentajes
fueron 10%, 20% y 30% respectivamente. Estos porcentajes fueron tomados para
evaluar la resistencia y propiedades de los bloques a medida que se le va agregando
residuos de vidrio.
95
Figura 4.17 Arena utilizada para la mezcla.
Figura 4.18 Vidrio triturado.
4.6.4 Elaboración de los bloques huecos de concreto
Para la elaboración de los bloques huevos de concreto se siguieron los
siguientes pasos:
1. Haciendo uso de la balanza se empezó por determinar los pesos de los
agregados (arena y vidrio) y del cemento correspondiente a la dosificación
establecida con anterioridad. Luego se prosiguió con la medición de la
cantidad de agua requerida haciendo uso de un vaso graduado.
96
2. Se colocaron los agregados en un mezclador automático, y se le agregado
una parte del agua total.
3. Se colocó el cemento en el interior del mezclador y progresivamente fue
agregándosele la parte del agua restante. Se dejó mezclar el material hasta
obtener una mezcla homogénea.
4. Se le aplicó una capa de lubricante al molde de bloques y a una superficie
de madera mdf donde se colocó el bloque, esto con la finalidad de que al
momento de retirar el mismo no se quede adherida la mezcla.
5. Se procedió a vaciar la mezcla en el molde de bloques. Se fue colocando en
capas de aproximadamente 1/3 del mismo, se le aplico 7 golpes a cada una
para compactar el mortero.
6. Se colocó en una superficie nivelada y se retiró el molde. Los bloques
fueron regados con agua durante dos días.
Figura 4.19 Pesado de los materiales.
97
Figura 4.20 Mezcla de los agregados en trompo.
Figura 4.21 Relleno de formaleta.
98
Figura 4.22 Saque de la formaleta.
4.6.5 Ensayos de calidad realizados a los bloques
Para determinar la resistencia a la compresión de bloques huecos de concreto se
tomó como guía para los ensayos lo establecido en la Norma COVENIN 42-82
“BLOQUES HUECOS DE CONCRETO”. Y son las siguientes:
4.6.5.1 Ensayo de compresión
1. Se tomó medida de las dimensiones y el peso del bloque con la finalidad de
obtener el área del mismo.
2. Se pesó en la balanza 600gramos de yeso, se fue agregando agua y
mezclando simultáneamente hasta lograr una consistencia viscosa.
99
3. Luego se extendió la mezcla uniformemente sobre una superficie lisa
previamente cubierta de lubricante sin viscosidad, rápidamente se extendió
el bloque sobre la misma. Al secarse el yeso en aproximadamente unos
cinco minutos se retiró el bloque de la superficie. Este procedimiento se
aplicó para ambas caras de los bloques.
4. Una vez colocada la capa de yeso especial sobre superficie de los bloques
donde se le aplicara la carga. Se esperó 24 horas para poder realizar el
ensayo.
5. Se colocó dos planchas de acero cubriendo el bloque en la máquina de
ensayo de compresión y se buscó el centro del mismo para comenzar a
aplicar la carga a compresión, hasta que la carga aplicada fuera mayor que
la resistencia del bloque, y ocasionara una fractura del mismo.
6. Se tomó nota de los valores obtenidos de la carga aplicada para proceder a
calcular la resistencia de los bloques patrones y experimentales. Este
procedimiento se le aplico a los bloques a los 7, 14 y 28 días de edad.
100
Figura 4.23 Pesado de los bloques.
Figura 4.24 Medición de los bloques.
101
Figura 4.25 Enyesado de los bloques.
Figura 4.26 Colocación del bloque a compresión.
102
4.6.5.2 Ensayo de absorción
1. Se tomó una muestra del bloque, se colocó en el horno para secarla
completamente y se pesó en la balanza.
2. Una vez seca la muestra se procedió a colocarla en un recipiente de agua
durante 24 horas.
3. Luego de ese lapso se secó la muestra con un fragmento de tela rápidamente
y se pesó. Los datos fueron vaciados en la planilla para realizar los cálculos
respectivamente.
Figura 4.27 Muestras de cada mezcla de bloque
103
Figura 4.28 Sacado del horno de las muestras.
4.6.5.3 Ensayo de resistencia al fuego
1. Se elaboró un bloque hueco de concreto por cada tipo de dosificación y se
esperó que llegaran a 28 días de edad.
2. Posteriormente se le agrego una cantidad 150ml de gasolina y
cuidadosamente se le arrojo un fosforo para encender el bloque en fuego.
3. Una vez apagado el bloque y enfriado se procedió a aplicarle los pasos para
ensayarlo a compresión.
4.6.6 Comparación del costo de un bloque hueco de concreto convencional,
con el precio de un bloque hueco de concreto con agregado de vidrio.
Se realizó este estudio basado en una estructura de costo empresarial para
determinar el costo unitario de un bloque hueco de cemento (F2) y un bloque hueco
modificado con agregado adicional de residuos de vidrios (F2-B), a fin de observar
las diferencias de costos de fabricación de los mismos.
104
De dividieron los costos en dos segmentos, directos e indirectos. Los directos
abarcan los materiales que componen el bloque, la maquinaria de fabricación y la
mano de obra que participa en el proceso del mismo. Y los costos indirectos los
cuales se tomaron como mantenimientos correctivos y preventivos, alquiler del local,
vigilancia, personal de limpieza y administrativo y equipos menores de albañilería.
Además de esto, a fin de conocer la factibilidad del proyecto se determinó un
plan de inversión inicial el cual consta de maquinarias, equipos, mueblería y equipos
de oficina, entre otros.
Los precios de salarios, equipos y materiales se establecieron según lo
comprendido en APV Servicios, C.A en su lista de Mano de Obra, Equipos y
Materiales actualizado para Junio de 2015. También se utilizó la Ley Orgánica del
trabajo para trabajadores y trabajadoras (LOTTT), La Gaceta Oficial Extraordinaria N
6.181 y Nº 40.660 correspondientes a salarios mínimos y administrativos
respectivamente. Se le aplicara a los salarios el Factor de Cargos Asociados al Salario
(F.C.A.S) el cual está ubicado con la cifra oficial de 450%.
La estructura de trabajo se estableció según la utilizada en fábrica de bloques
“SEMASLA C.A” ubicada en la Zona Industrial “Los Pinos”, Puerto Ordaz, Edo
Bolívar, se pudo conocer a su vez la fabricadora de bloques que opera en esta
empresa, el rendimiento máximo, medio y mínimo de producción de bloques, además
de los mantenimientos respectivos utilizados en la máquina.
105
CAPÍTULO V
ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Luego de realizar los bloques, y de realizar los distintos ensayos tanto a los
materiales como a los bloques, se pudo obtener los datos necesarios y se procedió a
darles significado, es decir, fueron procesados y analizados para así poder cumplir
con los objetivos planteados en la presente investigación.
5.1 Describir los componentes del bloque hueco de concreto.
Se determinó los componentes de los bloques fabricados luego de una
investigación documental, en donde también se obtuvo una descripción de cada uno
de ellos. Se utilizó para la fabricación de los bloques una mezcla de mortero,
denominada de esta manera ya que solo se empleó como agregado material pasante
del tamiz 3/8” definido por la Norma COVENIN 255:1998 como agregado fino.
Específicamente se utilizó material pasante del tamiz #4 en su totalidad.
Los bloques producidos fueron elaborados con cemento Pórtland tipo CACP1,
arena de río, residuos de vidrio y agua, dichos materiales son descritos a
continuación.
5.1.1Cemento Portland tipo CACP1
Es el producto obtenido por la pulverización conjunta de clinker portland y
caliza o materiales calcáreos, con la adición de agua y sulfato de calcio, para ser
usados en la producción de concretos y morteros que requieran características tales
como: estabilidad, durabilidad, plasticidad, adherencia y capacidad de retención de
agua.
106
El cemento utilizado fue el Portland Tipo CACP1, cuyo contenido de caliza u
otro material calcáreo es mayor al 15% y menor o igual al 30% del peso total.
5.1.2 Arena de río
Está formada por granos naturales depositados por las aguas, se extraen de
lugares próximos a los cursos actuales de agua: meandros y lechos de ríos, lagunas,
entre otros.
La arena empleada es la suministrada a la fábrica de bloques “SEMASLA C.A”
ubicada en la ZONA INDUSTRIAL LOS PINOS, esta arena es proveniente de la
arenera “MINAS EL VOLCAN,. El módulo de finura de esta arena es de 3,0 que
según la tabla 3.7 ubicada en el capítulo III, corresponde a una arena clasificada
según su módulo de finura como “media”.
5.1.3 Residuos de vidrio
El vidrio utilizado fue obtenido de la vidriera “Vidrios Republica”, ubicada en
la Avenida República, de Ciudad Bolívar, el cual fue triturado y tamizado hasta
obtener el diámetro de partícula deseado según lo establecido las normas Covenin
para agregado fino. Las propiedades físicas de los vidrios son las mostradas en la
tabla 5.1.
107
Tabla 5.1. Propiedades de los residuos de vidrio.
Propiedad Descripción
Elasticidad Capacidad del vidrio de volver a sus dimensiones anteriores
con valores comprendidos entre 4.570 y 10.000 kg/mm2
Resistencia
a la tracción
Para la mayoría de los vidrios oscila entre los límites de 3,5 y
8,5 Kg/ mm2.
Resistencia
a la compresión
Es mucho mayor que a la tracción y oscila entre 50 y
200 Kg/ mm2.
Densidad del
vidrio
Es de 2,5; lo cual representa una masa de 2,5 kilos por metro
Cuadrado y milímetro de espesor en el vidrio plano.
5.1.4 Agua
El agua utilizada fue la de la población de Puerto Ordaz, proveniente del Rio
Caroní, la cual es trasladada y tratada a través del ACUEDUCTO INSDUSTRIAL
DE HIDROBOLIVAR. Esta agua está libre de materia orgánica y solido en
suspensión debido a las plantas de tratamiento de dicho sistema.
5.2 Estudiar las características de la calidad de los agregados utilizados para
elaborar las diferentes mezclas
5.2.1 Granulometría
5.2.1.1 Arena de río.
Se realizó el ensayo granulométrico a la arena seleccionada para las mezclas,
cuyos resultados se muestran en la tabla 5.2 y la figura 5.1, dicho ensayo se realizó
siguiendo lo establecido en La Norma COVENIN 255:1998.
108
Tabla 5.2. Granulometría de arena de rio.
Figura 5.1 Curva granulométrica de arena de rio.
La curva granulométrica muestra una arena de rio que cumple con todos los
limites establecido por COVENIN. En la granulometría también se puede observar
una curva constante y con valores intermedios entre los límites finos y gruesos hasta
el tamiz Nº 16, y a partir de este tamiz se observa un descenso en la curva con valores
muy cercanos al límite grueso.
El módulo de finura es de 3,0 lo que la califica como una arena media. Este
valor de 3,0 se encuentra en el límite de calificación de una arena media, por lo que se
0,010,020,030,040,050,060,070,080,090,0
100,0
3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº100
% P
a
s
a n t e
T a m i z
Curva granulométrica LG LF
Pesos (grs.) Tamiz
Peso
Ret.
(grs.)
Reteni
do
(%)
Reteni
do
Acum.
(%)
Pasan
te (%)
Límites para
ag. finos
Peso neto muestra 3/4" 0,0 0,0 0,0 100,0 100 100
Peso retenido acumulado Nº 4 1/2" 0,0 0,0 0,0 100 100
Peso pasa Nº 4 3/8" 0,0 0,0 0,0 100,0 100 100
Peso muestra antes de lavarla 838,9 Nº 4 16,9 2,0 2,0 98,0 95 100
Peso muestra después de lavarla 831,7 Nº 8 60,6 7,2 9,2 90,8 80 100
OBSERVACIONES Nº 16 180,5 21,5 30,8 69,2 50 85
Nº 30 323,5 38,6 69,3 30,7 25 60
Nº 50 167,8 20,0 89,3 10,7 10 30
Nº 100 64,3 7,7 97,0 3,0 2 10
pasa Nº
100 18,1 2,2 99,1
109
puede decir que es una arena media con tendencia a gruesa. A pesar de que La Norma
COVENIN 277-2000 recomienda una arena con tendencia a los límites más finos,
esta arena cumple con todos los límites establecidos por COVENIN, por lo que
puede ser considerada de calidad.
5.2.1.2 Residuos de vidrio.
Se realizó el ensayo granulométrico a los residuos de vidrio triturados cuyos
resultados se muestran en la tabla 5.3 y la figura 5.2.
Tabla 5.3 Granulometría de residuos de vidrio.
Pesos (grs.) Tamiz
Peso
Ret.
(grs.)
Rete
nido
(%)
Retenido
Acum.
(%)
Pasan
te (%)
Límites
para ag.
finos
Peso neto muestra
3/4" 0,0 0,0 0,0 100,0 100 100
Peso retenido acumulado Nº 4
1/2" 0,0 0,0 0,0
100 100
Peso pasa Nº 4
3/8" 0,00 0,0 0,0 100,0 100 100
Peso muestra antes de lavarla 146,5 Nº 4 2,02 1,4 1,4 98,6 95 100
Peso muestra después de lavarla 146,5 Nº 8 20,35 13,9 15,3 84,7 80 100
OBSERVACIONES Nº 16 37,35 25,5 40,8 59,2 50 85
Nº 30 22,76 15,5 56,3 43,7 25 60
Nº 50 40,10 27,4 83,7 16,3 10 30
Nº 100 15,55 10,6 94,3 5,7 2 10
pasa Nº
100 8,30 5,7 99,9
Figura 5.2. Curva granulométrica de vidrio utilizado.
0,010,020,030,040,050,060,070,080,090,0
100,0
3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº100
% P
a
s
a n t e
T a m i z
Curva granulométrica LG LF
110
Como se observa en la figura 5.2 las partículas de vidrio triturado cumplieron
con los límites establecidos en la Norma COVENIN 255:1998 para agregados finos,
dando como resultado un módulo de finura de 2,9.
5.2.2 Humedad
Tabla 5.4. Contenido de humedad de arena de rio
Nº DE LA MUESTRA Humedad
Natural
Nº de capsula
465 410
peso total húmedo WTH 160,37 178,54
peso total seco WTD 159,58 177,53
peso de la capsula T 31,07 31,34
peso del agua WW = WTH-WTD 0,79 1,01
peso del suelo seco Wd = WTD-T 128,51 146,19
% de humedad W% = Ww/Wd*100 0,6 0,7
Cont. de humedad promedio W% 0,7
5.2.3 Densidad y absorción
Se realizaron los ensayos de densidad y absorción de los agregados fino, según
lo establecido La Norma COVENIN 268:1998 y COVENIN 269:1998
respectivamente, los resultados obtenidos son mostrados en la tabla 5.5.
Tabla 5.5 Densidad y absorción arena.
Peso específico (gr/cm3) 2,606
Peso específico (saturado con superficie seca)
(gr/cm3) 2,617
Peso específico aparente (gr/cm3) 2,635
Absorción (%) 0,42
El peso específico de la arena de rio fue de 2,606 gr/cm3 y este valor esta entre
el rango de valores comunes de la relación peso/volumen de los agregados, cuyos
111
límites están entre 2,5 a 2,7 kg/lts encontrados en la tabla 3.9 del capítulo III. Además
la arena presentó un porcentaje de absorción de 0,42%.
5.2.4 Peso unitario suelto y compactado.
Se determinó el peso unitario suelto y compactado de la arena mediante la
realización de los ensayos según lo establecido en la norma COVENIN 263-78, y sus
resultados se muestran en las tablas 5.6 y 5.7 respectivamente.
5.2.4.1 Peso unitario suelto.
Tabla 5.6. Peso unitario suelto arena.
VALORES Peso del recipiente (kg) 3,340
Peso del recipiente + agregado suelto (kg) 8,431 8,433 8,432 8,423
Peso neto agregado suelto (kg) 5,091 5,093 5,092 5,083 Peso unitario compacto (kg/m
3) 1.678 1.679 1.679 1.676
Peso unitario compacto (kg/m3) 1.678
5.2.4.2 Peso unitario compactado.
Tabla 5.7. Peso unitario compactado arena.
VALORES Peso del recipiente (kg) 3,340
Peso del recipiente + agregado compactado (kg) 8,526 8,512 8,519 8,525
Peso neto agregado compactado (kg) 5,186 5,172 5,179 5,185 Peso unitario compacto (kg/m
3) 1.710 1.705 1.707 1.709
Peso unitario compacto (kg/m3) 1.708
La arena presento un peso unitario suelto de 1678 kg/m3 y compactado 1708
kg/m3, el peso unitario suelto está un poco por encima de los valores usuales 1,5 a 1,6
kg/lts mostrados en la tabla 3.8 del capítulo III de esta investigación; mientras que el
112
peso unitario suelto compactado si esta entre los valores comunes que van de 1,6 a
1,9 kg/lts.
5.2.5 Ensayo colorimétrico.
Se determinó las impurezas orgánicas de la arena mediante la realización de los
ensayos según lo establecido en la norma COVENIN 256-74, y sus resultados se
muestran en la figura 5.3.
Figura 5.3 Comparación del color de la
muestra con el color patrón.
La muestra obtuvo el color de referencia número uno (1), el cual está por
encima del estándar o patrón número tres (3), por lo que esta arena no posee
impurezas orgánicas y esta apta para ser utilizada como agregado fino según lo
establecido en la norma COVENIN 256-77
113
5.3 Determinar una mezcla patrón para elaborar un bloque que cumpla con
los requisitos de la Norma COVENIN 42-82
Para el diseño de una mezcla patrón se probó con tres dosificaciones diferentes
las cuales fueron 1:8; 1:5,5 y 1:4,5 con la finalidad de encontrar una que diera como
resultado un bloque con una resistencia a la compresión a los 28 días mayor que la
mínima establecida en la Norma COVENIN 42:82 y que sirviera como punto de
comparación con respecto a las mezclas modificadas con residuos de vidrio.
De cada una de estas tres mezclas se elaboraron tres bloques para ser ensayados
a compresión a los 7, 14 y 28 días respectivamente. Las dosificaciones de cada una
de las mezclas son las indicadas en la tabla 5.8.
Tabla 5.8. Dosificaciones planteadas para mezcla patrón.
Mezcla F F1 F2
Dosificación 1:8 1:5,5 1:4,5
Cemento (kg) 5,400 7,500 8,100
Arena (kg) 43,200 41,125 36,450
Agua (lts) 4,5 4,5 4,5
Relación agua/cemento 0,83 0,60 0,55
Numero de bloques 3 3 3
Durante el mezclado la arena se utilizó en estado seco, la consistencia necesaria
para la fabricación de bloques es poco húmeda, por lo que fue agregándosele agua a
cada una de las mezclas hasta obtener la consistencia deseada, obteniendo como
resultado de relación agua/cemento las mostradas en cada una de las tablas.
A los bloques fabricados se le realizaron los ensayos correspondientes
establecidos en la Norma COVENIN 42:82, y se obtuvieron como resultados de
resistencias a la compresión los mostrados en la tabla 5.9.
114
Tabla 5.9. Resistencia a la compresión de bloques fabricados con mezclas propuestas
como mezcla patrón.
Mezcla F F1 F2
Resistencia 7 días (kg/cm2) 11,7 18,5 19,4
Resistencia 14 días (kg/cm2) 14,8 21,7 25,1
Resistencia 28 días (kg/𝐜𝐦𝟐) 17,8 24,1 26,8
De estas tres mezclas los bloques producidos, F y F1 no cumplieron con la
resistencia a la compresión mínima establecida en la Norma COVENIN 42:82, por lo
que estas mezclas fueron descartadas. Solo los bloques fabricados con la mezcla F2
cumplieron con la resistencia mínima como se observa en la tabla 5.10.
Tabla 5.10. Tabla comparativa de la resistencia a la compresión de los bloques
fabricados con la mezcla F2 y la resistencia mínima establecida por la
Norma COVENIN 42:82.
Muestra
Edad
Resistencia
(kg/𝐜𝐦𝟐)
Resistencia mínima COVENIN (kg/𝐜𝐦𝟐)
Bloque Tipo
A1
Bloque Tipo
A2
Bloque Tipo
B1 y B2
Promedio
70
Promedio
50
Promedio
30 F2-1 7 19,4
F2-2 14 25,1 Individual
55
Individual
40 Individual
25 F2-3 28 26,8
Como se observa en la tabla anterior los bloques fabricados con la mezcla F2
dieron como resultado una resistencia a la compresión a los 28 días de 26,8 kg/cm2 y
según la Norma COVENIN 42:82 cumple con los requisitos de un bloque tipo B1 y
B2 al tener una resistencia mayor 25 kg/cm2, por lo cual la mezcla F2 de dosificación
1:4,5 será la considerada como mezcla patrón.
115
5.4 Proponer distintas dosificaciones de mezcla a base de cemento Pórtland,
arena y residuos de vidrio, para la elaboración de bloques huecos de
concreto
Una vez determinada la mezcla patrón F2 con dosificación 1:4,5 se elaboraron
tres mezclan que contienen residuos de vidrios industriales triturados en proporciones
10, 20 y 30% en sustitución del peso del agregado fino, para así poder evaluar el
comportamiento de la resistencia a compresión de los bloques de concreto a medida
que aumenta la cantidad de vidrio en la mezcla. En la tabla 5.11 se presentan las
dosificaciones y parámetros de estas mezclas.
Tabla 5.11 Dosificación de las mezclas modificadas a base de residuos de vidrio
industriales.
Mezcla F2-A F2-B F2-C
Dosificación 1:4,05:0,45 1:3,6:0,9 1:3,15:1,35
Cemento (kg) 8,100 8,100 8,100
Arena (kg) 32,805 29,160 25,515
Vidrio (kg) 3,645 7,290 10,935
Agua 4,5 4,5 4,5
Relación agua/cemento 0,55 0,55 0,55
Numero de bloques 3 3 3
Se elaboraron tres bloques de cada una de las tres mezclas planteadas para ser
ensayados a la compresión a los 7, 14 y 28 días.
La relación agua-cemento no se vio afectada durante este proceso debido a que
se mantuvo la misma en cada mezcla. Lo que si se observo es que a medida que
aumentaban los porcentajes de vidrio, el mortero quedaba un poco más húmedo
debido a la disminución de la arena y el aumento de vidrio.
116
A medida que se iba aumentando los porcentajes de vidrio en cada mezcla, se
fue haciendo un poco más difícil manejar el mortero a la hora de rellenar el molde de
bloque, esto debido a las partículas punzantes del vidrio.
5.5 Determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los bloques
elaborados, establecidas en la Norma COVENIN 42-82
Se determinó las propiedades de los bloques fabricados siguiendo las
especificaciones de los ensayos establecidos en la Norma COVENIN 42-82 “Bloques
huecos de concreto”, correspondientes al dimensionado, absorción y resistencia a la
compresión.
5.5.1 Dimensiones de los bloques
Luego de ser fabricados, curados y secados los bloques producidos se les
determinó sus dimensiones mediante la medición de su altura, ancho y largo, así
como los espesores de los nervios y pared de cada uno de ellos. Los resultados
obtenidos se muestran en las tablas 5.12-5.15.
Tabla 5.12 Dimensiones de bloque fabricado con mezcla F2 (Patrón)
Muestra F2-1 F2-2 F2-3 COVENIN
Dimensiones
(cm)
Largo 39,75 39,75 39,75 40
Alto 19,8 19,7 19,7 20
Ancho 14,7 14,7 14,7 15
Espesores
(cm)
Pared 2,2 2,2 2,2 Tipo A: 2,2
Tipo B: 1,5 Nervio 2,2 2,2 2,2
Se puede observar que las dimensiones de los bloques fabricados con la mezcla
patrón cumple con las dimensiones normativas de un bloque 15, tanto tipo A como B,
ya que todos están dentro de la tolerancia de 0,3 cm de un bloque tipo 15, y cumplen
117
también con los espesores mínimos para estos tipos de bloques que son de 2,2 cm y
1,5 cm respectivamente.
Tabla 5.13 Dimensiones de bloque fabricado con mezcla modificada F2-A a base de
residuos de vidrio (10%).
Muestra F2-A1 F2-A2 F2-A3
Dimensiones
(cm)
Largo 39,7 39,7 39,7
Alto 19,75 19,75 19,75
Ancho 14,7 14,7 14,7
Espesores
(cm)
Pared 2,2 2,2 2,2
Nervio 2,2 2,2 2,2
Tabla 5.14 Dimensiones de bloque fabricado con mezcla modificada F2-B a base de
residuos de vidrio (20%).
Muestra F2-B1 F2-B2 F2-B3
Dimensiones
(cm)
Largo 39,7 39,7 39,8
Alto 19,75 19,8 19,7
Ancho 14,7 14,7 14,8
Espesores
(cm)
Pared 2,2 2,2 2,2
Nervio 2,2 2,2 2,2
Tabla 5.15 Dimensiones de bloque fabricado con mezcla modificada F2-C a base de
residuos de vidrio (30%).
Muestra F2-C1 F2-C2 F2-C3
Dimensiones
(cm)
Largo 39,7 39,7 39,7
Alto 19,75 19,70 19,85
Ancho 14,7 14,8 14,7
Espesores
(cm)
Pared 2,2 2,2 2,2
Nervio 2,2 2,2 2,2
Se observar que las dimensiones de los bloques fabricados con las mezclas
modificadas a bases de residuos de vidrio presentan pocas variaciones y cumplen con
las dimensiones normativas de un bloque tipo 15, tanto tipo A como B, ya que todos
están dentro de la tolerancia de 0,3 cm de un bloque tipo 15, y cumplen también con
los espesores mínimos para estos tipos de bloque que son de 2,2 cm y 1,5 cm
respectivamente.
118
5.5.2 Absorción.
Se realizó el ensayo de absorción de agua a cada uno de los bloques
producidos y los resultados arrojados se observan en las tablas 5.16 y 5.17.
Tabla 5.16 Absorción de bloques fabricados con mezcla F2 (Patrón)
Muestra %Absorción
Absorción máxima según tipo de bloque
COVENIN 42-82
Pesado Semi-Pesado Livianos
F2
6,50
A1,A2,B1
14%
A1,A2,B1
16%
A1,A2,B1
12%
B2
No aplica
B2
No aplica
B2
20%
El bloque en estudio presento un porcentaje de absorción de 6,50 % y según la
norma COVENIN 42:82 cumple con los requisitos de absorción máxima de un
bloque liviano tipo A1 -A2 y B1 - B2.
Tabla 5.17 Absorción de bloques fabricados con mezclas modificadas a base de
residuos de vidrio.
Mezcla F2-A
(10% de vidrio)
Mezcla F2-B
(20% de vidrio)
Mezcla F2-C
(30% de vidrio)
Muestra
%Absorción
Muestra
%Absorción
Muestra
%Absorción
F2-A 7,1 F2-B 7,00 F2-C 6,8
Como se observa en la tabla 5.17 los bloques modificados con distintos
porcentajes de partículas de vidrio, tienen valores de absorción que muestran muy
poca diferencia entre ellos, teniendo así una variación máxima entre ellos de 0,30%.
Los bloques fabricados con residuos de vidrios cumplen con los requisitos de bloques
livianos tipo A1-A2 – B1 y B2 según lo establecido en tabla de absorciones máximas
en la norma COVENIN 42:82.
119
5.5.3 Resistencia a la compresión
Se realizaron los ensayos de resistencia a la compresión a los 7, 14 y 28 días de
los bloques producidos con las mezclas planteadas. Los resultados obtenidos se
muestran en las tablas 5.18 y 5.19.
Tabla 5.18 Resistencias a la compresión de bloques fabricados con mezcla F2
(patrón)
Muestra
Edad
Resistencia
(kg/𝐜𝐦𝟐)
Resistencia mínima COVENIN (kg/𝐜𝐦𝟐)
Bloque Tipo
A1
Bloque Tipo
A2
Bloque Tipo
B1 y B2
Promedio
70
Promedio
50
Promedio
30 F2-1 7 19,4
F2-2 14 25,1 Individual
55
Individual
40
Individual
25 F2-3 28 26,8
Como se observó en el apartado 5.3 del presente trabajo de investigación, se
determinó que la mezcla F2 de dosificación 1:4,5 era la patrón ya que los bloques
fabricados con dicha mezcla dieron como resultado una resistencia a la compresión
a los 28 días de 26,8 kg/cm2 y según la Norma COVENIN 42:82 cumple con los
requisitos de un bloque tipo B1 y B2 al tener una resistencia mayor 25 kg/cm2.
Tabla 5.19 Resistencias a la compresión de bloques fabricados con mezclas
modificadas a base de residuos de vidrio.
Mezcla F2-A (10%) F2-B (20%) F2-C (30%)
Resistencia 7 días (kg/cm2) 19,6 22,7 21,2
Resistencia 14 días (kg/cm2) 24,8 30,0 28,6
Resistencia 28 días (kg/𝐜𝐦𝟐) 27,2 32,1 29,8
Se pudo observar en los resultados una tendencia a aumentar la resistencia a
medida que se aumentaba la cantidad de vidrio hasta 20%, y una disminución de
dicha resistencia cuando la cantidad de arena sustituida por vidrio fue de 30%.
120
5.5.4 Prueba de fuego
Se le realizo el ensayo de prueba de fuego al bloque patrón (F2) y al bloque
modificado con residuos de vidrios que obtuvo mayor resistencia a la compresión
(F2-B) a los 28 días de edad. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 5.20.
Tabla 5.20 Resistencia a la compresión de bloque patrón y bloque
modificado a base de residuos de vidrio luego de ser
sometidos a fuego.
Mezcla F2” F2-B” (20%)
Gasolina (ml) 150 150
Tiempo encendido (seg) 85 61
Resistencia (kg/cm2) 21,3 24,2
Se observó una disminución en la resistencia a la compresión de ambos bloques
ensayados con respecto a los bloques con mismas dosificaciones sin ser sometidos a
fuego.
5.6 Comparar las propiedades del bloque hueco de concreto convencional, con
el bloque hueco de concreto con agregado de vidrio establecidas por la
Norma COVENIN 42-82
Una vez determinadas las propiedades de los bloques fabricados, se procedió a
comparar las propiedades de los bloques producidos con mezclas modificas a base de
residuos de vidrio con las propiedades del bloque patrón.
5.6.1 Dimensiones
En la tabla 5.21 se muestra la comparación sobre las dimensiones de los
bloques fabricados con mezcla de patrón y las mezclas modificadas con residuos de
vidrios.
121
Tabla 5.21 Cuadro comparativo de las dimensiones de los bloques fabricados con
mezcla patrón y mezclas modificadas con residuos de vidrios.
Mezcla F2
(patrón)
F2-A
(10%)
F2-B
(20%)
F2-C
(30%)
Dimensiones
(cm)
Largo 39,75 39,7 39,7 39,7
Alto 19,7 19,75 19,75 19,75
Ancho 14,7 14,7 14,7 14,7
Espesores
(cm)
Pared 2,2 2,2 2,2 2,2
Nervio 2,2 2,2 2,2 2,2
Las dimensiones entre el bloque patrón y los bloques experimentales, tienen
una variación mínima entre ellos como se observa en la tabla 5.24. Todos cumplen
con la tolerancia máxima establecida en la norma COVENIN 42-82.
5.6.2 Absorción
Tabla 5.22 Cuadro comparativos de la absorción de los bloques fabricados con
mezcla patrón y mezclas modificadas con residuos de vidrios.
Mezcla F2
(Patrón)
F2-A
(10%)
F2-B
(20%)
F2-C
(30%)
Absorción
(%)
6,5
7,1
7,0
6,8
122
Figura 5.4 Absorción de los bloques fabricados con mezcla patrón y mezclas
modificadas con residuos de vidrios.
Se observa un pequeño aumento de la absorción de los bloques modificados
con respecto al patrón, siento la variación más grande de 0,60%.
5.6.3 Resistencia a la compresión
Tabla 5.23 Cuadro comparativo de las resistencias a la compresión de los bloques
fabricados con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos
de vidrio.
Mezcla F2
(Patrón)
F2-A
(10%)
F2-B
(20%)
F2-C
(30%)
Resistencia a 7d (kg/cm2) 19,4 19,6 22,7 21,2
Resistencia a 14d (kg/cm2) 25,1 24,8 30,0 28,6
Resistencia a 28d (kg/𝐜𝐦𝟐) 26,8 27,2 32,1 29,8
66,16,26,36,46,56,66,76,86,9
77,17,2
F2 F2-A F2-B F2-C
Patrón 10% 20%
Ab
sorc
ión
(%
)
30%
6,5
7,1 7,0
6,8
123
Figura 5.5 Curva comparativa del desarrollo de resistencia de los bloques fabricados
con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos de vidrio.
Figura 5.6 Resistencia a la compresión a los 28 días de bloques fabricados con mezcla
patrón y modificadas con residuos de vidrio.
18192021222324252627282930313233
7 14 21 28
F2F2-AF2-BF2-C
Tiempo (días)
Res
iste
nci
a (k
g/cm
2)
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
1
Res
iste
nci
a (k
g/cm
2)
26,8
32,1
Patrón 10% 20% 30%
27,2
29,8
124
Los resultados obtenidos permiten observar que todos los bloques realizados
cumplieron con la resistencia a la compresión mínima establecida por COVENIN. Se
observa también que los bloques fabricados con mezclas modificadas sustituyendo
arena por residuos de virio arrojaron como resultados resistencias mayores que la del
bloque patrón, alcanzando la mayor resistencia el bloque fabricado con 20% de arena
sustituida por residuos de vidrio.
5.6.4 Prueba de fuego
Tabla 5.24 Cuadro comparativo de las resistencias a la compresión de los bloques
fabricados con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos
de vidrio luego de ser expuestos al fuego.
Mezcla F2 F2” F2-B (20%) F2-B” (20%)
Tiempo encendido (seg) - 85 - 61
Resistencia (kg/cm2) 26,8 23,1 32,1 24,9
Se observó que el bloque modificado con residuos de vidrio (F2-B”) a pesar de
que se le suministro la misma cantidad de gasolina que al bloque patrón (F2), duro
menos tiempo encendido. En cuanto a la resistencia a la compresión el bloque patrón
sometido a fuego (F2”), presento una disminución de 20% con respecto a su similar.
Mientas que el bloque modificado sometido a fuego presento una disminución de
25% con respecto bloque con la misma dosificación sin ser sometido a fuego.
5.7 Comparación del costo de un bloque hueco de concreto convencional, con el
precio de un bloque hueco de concreto con agregado de vidrio
5.7.1 Cálculo del rendimiento de la maquina fabricadora de bloques.
Para el cálculo del rendimiento de la maquina fabricadora de bloques se utilizó
la fórmula 5.1
125
𝑅 = 𝐴+4𝐵+𝐶
6 (5.1)
Dónde:
R= Rendimiento de la maquina 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄
A= Rendimiento máximo = 3500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄
B= Rendimiento medio = 2500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄
C= Rendimiento mínimo = 1500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄
𝑅 = 3500 + 4(2000) + 1500
6= 2500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄
El rendimiento mensual será:
𝑅 = 2500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄ × 30 𝑑𝑖𝑎𝑠 = 75000 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑠⁄
5.7.2 Costos de un bloque hueco de concreto.
5.7.2.1 Costos Directos.
Los costos directos de fabricación del bloque se dividen en tres segmentos:
Materiales (tabla 5.25), Mano de Obra Directa (tabla 5.26) y Equipos (tabla 5.27),
estos costos fueron estimados en un periodo comprendido de un mes.
Tabla 5.25 Materiales para la elaboración de bloque de cemento
Descripción Cantidad P.U Total Bs.F
Arena (M3). 543,057 2.142,86 1.163.695,12
Cemento (Saco). 4765 22,00 104.830,00
Total 1.242.445.17
126
Tabla 5.26 Mano de Obra Directa para la elaboración de bloque de cemento.
Descripción. Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F
Operador de maquina fija de 1era
. 2 9.528,90 19.057,80
Maestro Albañil. 1 11.394,00 11.394,00
Albañil de 1era
. 1 10.296,00 10.296,00
Ayudante. 5 8.210,4 41.052,00
Sub-Total 81.799,80
F.C.A.S. (450%) 368.099,10
Total 449.898,90
Tabla 5.27 Equipos para la elaboración de bloque de cemento.
Descripción. Cant. Precio Bs.F Depreciac
ión.
Total Bs.F
Fabricadora de bloques.
1 3.500.000 0,00133 4.655,00
Silo P/Cemento 15 Ton. 1 1.400.000 0,00417 5.838,00
Equipos de albañilería. 1 19.567,04 0,00142 27,78
Pala Rectangular. 5 750,00 0,00100 3,75
Carretilla rueda de goma de
55lts.
3 6.650,00 0,00030 5.985,00
Total 16.509,53
5.7.2.2 Costos Indirectos.
Los costos indirectos de fabricación del bloque se dividen en dos segmentos:
Mano de Obra indirecta (tabla 5.28) y Varios (tabla 5.29).
Tabla 5.28 Mano de Obra indirecta para la elaboración de bloques de cemento.
Descripción Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F
Gerente.
1 22.240,00 22.240,00
Auxiliar Contable. 1 8.235,00 8.235,00
Técnico de calidad. 1 8.235,00 8.235,00
Almacenista. 1 7.668,30 7.668,30
Vigilante. 1 7.461,27 7.461,27
Personal de Limpieza. 2 7.461,27 14.922,54
Sub-Total 68.762,11
F.C.A.S. (450%) 309.429,50
Total 378.191,61
127
Tabla 5.29 Otros gastos de la elaboración de bloques de cemento.
Descripción Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F
Alquiler de Galpón.
1 30.000,00 30.000,00
Servicios. 1 10.000,00 10.000,00
Mantenimiento Preventivo. 1 20.000,00 20.000,00
Mantenimiento Correctivo. 1 25.000,00 25.000,00
Total 75.000,00
Tabla 5.30 Costo unitario de un bloque hueco de cemento.
Descripción Costo. Bs.F
Materiales. 1.242.445.17
Equipos. 449.898,90
Mano de obra Directa. 16.509,53
Mano de obra Indirecta. 378.191,61
Otros Gastos. 75.000,00
Sub- Total
Sub-Total / Rendimiento
IVA 12%
Total
2.162.045,21
28,83
3,46
32,29
De esta manera el costo unitario de un bloque hueco de cemento se establece en
32,29 bs.
5.7.3 Costos de un bloque hueco de cemento con agregado adicional de
residuos de vidrio
5.7.3.1 Costos Directos
Los costos directos de fabricación del bloque se dividen en tres segmentos:
Materiales (tabla 5.31), Mano de Obra Directa (tabla 5.32) y Equipos (tabla 5.33)
estos costos fueron estimados en un periodo comprendido de un mes.
128
Tabla 5.31 Materiales para la elaboración de bloque de cemento con vidrio.
Descripción Cantidad P.U Total Bs.F
Arena (M3). 434,45 2.142,86 930.965,53
Cemento (Saco). 4765 22,00 104.830,00
Vidrio (M3) 108,61 0,00 0,00
Total 1.035795,50
Tabla 5.32 Mano de Obra Directa para la elaboración de bloques de cemento
con vidrio.
Descripción. Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F
Operador de maquina fija de 1era
. 3 9.528,90 19.057,80
Ayudante de operadores 1 8210,40 8210,40
Maestro Albañil. 1 11.394,00 11.394,00
Albañil de 1era
. 1 10.296,00 10.296,00
Ayudante. 6 8.210,4 49.262,40
Chofer de 1era
. 1 9328,20 9328,20
Sub-Total 107.548,80
F.C.A.S. (450%) 483.969,60
Total 591.518,40
Tabla 5.33 Equipos para la elaboración de bloques de cemento con vidrio.
Descripción. Cant
. Precio
Bs.F
Depreciació
n.
Total Bs.F
Fabricadora de bloques.
1 3.500.000 0,00133 4.655,00
Silo P/Cemento 15 Ton. 1 1.400.000 0,00417 5.838,00
Trituradora de vidrio 1 12.225.00
0
0,00222 27139,50
Camión de volteo Ford Cap.= 6
m3
1 2.000.000 0.00221 4.426,00
Equipos de albañilería. 1 19.567,04 0,00142 27,78
Pala Rectangular. 5 750,00 0,00100 3,75
Carretilla rueda de goma de
55lts.
3 6.650,00 0,00030 5.985,00
Total 48.075,03
129
5.7.3.2 Costos Indirectos.
Los costos indirectos de fabricación del bloque se dividen en dos segmentos:
Mano de Obra indirecta (tabla 5.34) y Varios (tabla 5.35).
Tabla 5.34 Mano de Obra Indirecta para la elaboración de bloques de cemento con
vidrio.
Descripción Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F
Gerente.
1 22.240,00 22.240,00
Auxiliar Contable. 1 8.235,00 8.235,00
Técnico de calidad. 1 8.235,00 8.235,00
Almacenista. 1 7.668,30 7.668,30
Vigilante. 1 7.461,27 7.461,27
Personal de Limpieza. 2 7.461,27 14.922,54
Sub-Total 68.762,11
F.C.A.S. (450%) 309.429,50
Total 378.191,61
Tabla 5.35 Otros gastos de la elaboración e bloques de cemento con vidrio.
Descripción Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F
Alquiler de Galpón.
1 30.000,00 30.000,00
Servicios. 1 15.000,00 15.000,00
Mantenimiento Preventivo. 2 20.000,00 40.000,00
Mantenimiento Correctivo. 2 25.000,00 50.000,00
Total 135.000,00
Tabla 5.36 Costo unitario de un bloque hueco de cemento con vidrio.
Descripción Costo. Bs.F
Materiales. 1.035.795,50
Equipos. 48.075,03
Mano de obra Directa. 591.518,40
Mano de obra Indirecta. 378.191,61
Otros Gastos. 135.000,00
Sub- Total
Sub-Total / Rendimiento
IVA 12%
Total
2.188.580,54
29,18
3,50
32,68
130
Costo Unitario de un bloque hueco de cemento con agregado adicional de
residuos de vidrio se establece en 32,68 bs.
5.7.4 Plan de inversión inicial para un bloque con agregado adicional de
vidrio triturado.
Se tomaron todos los aspectos necesarios a fin de establecer un desembolso
inicial para la creación de la fábrica, además de un capital destinado a la compra de
insumos y salarios correspondientes al primer mes.
Tabla. 5.37 Plan de inversión.
DESCRIPCIÓN CANTIDAD COSTO. BS.F
Fabricadora de bloques.
1 3.500.000
Silo P/Cemento 15 Ton. 1 1.400.000
Trituradora de vidrio 1 12.225.000,00
Camión de volteo Ford Cap.= 6 m3 1 2.000.000
Equipos de albañilería. 1 19.567,04
Pala Rectangular. 5 3.750,00
Carretilla rueda de goma de 55lts. 3 19.950,00
Equipos de oficina 2 360.000,00
Mueblería 2 124.000,00
Alquiler de Galpón.
1 30.000,00
Servicios. 1 15.000,00
Mantenimiento Preventivo. 2 40.000,00
Mantenimiento Correctivo. 2 50.000,00
Materiales. 1 1.035.795,50
Salario 1 969.710,01
Sub-Total
IVA 12%
21.792.772,55
2.615.132,71
Total 24.407.905,26
La diferencia del costo unitario entre el bloque patrón y el modificado es
mínimo, por lo que su mayor diferencia radica en el plan de inversión para la
fabricación del mismo, debido a la maquinaria para el triturado y el transporte de los
residuos de vidrio, los cuales elevan dicho plan significativamente.
131
CONCUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
1. Los componentes más comunes de los bloques huecos son arena, cemento y
agua, debiendo cumplir estos, con los requisitos de calidad mínimos
establecidos en las normas COVENIN.
2. Los agregados utilizados en la fabricación de bloques convencionales y
experimentales cumplieron con las especificaciones mínimas establecidas
en las normas COVENIN correspondientes. Por lo que las distintas mezclas
utilizadas para la fabricación de los bloques pueden considerarse aptas y de
buena calidad.
3. En las dosificaciones planteadas para determinar la mezcla patrón, se pudo
observar una tendencia en el aumento de la resistencia de los bloques
fabricados a medida que la mezcla contenía menos arena, lo cual es lógico
ya que una mayor cantidad cemento debe dar como resultado una mayor
resistencia, esto indica la fiabilidad del proceso de fabricación de los
bloques. De las tres mezclas planteadas solo la mezcla F2 con una
dosificación de 1:4,5 cumplió con los requisitos mínimos a compresión
establecida en la norma COVENIN 42:82.
4. Las mezclas modificadas con residuos vidrios, mostraron una buena
trabajabilidad al momento de rellenado del molde pero esta fue
disminuyendo a medida que aumento el porcentaje de vidrio en cada
mezcla.
132
5. Los bloques elaborados de mezcla patrón y modificadas a base de vidrios,
cumplieron con la resistencia a la compresión mínima de 25 kg/cm2
correspondientes a bloques tipo B1 y B2 según lo establecido en la norma
COVENIN 42:82; cumpliendo también con los parámetros dimensionales
de un bloque tipo 15 y los valores de absorción máximos para estos tipos de
bloques, por lo que pueden ser calificados todos como boques de tipo
liviano B1 y B2.
6. Los bloques modificados a base de residuos vidrios, presentaron todos unos
aumentos en la resistencia a la compresión con respecto al bloque patrón,
alcanzando la mayor resistencia el bloque fabricado con la mezcla F2-B que
contiene un 20% de vidrio, por lo que este porcentaje fue el más óptimo en
las mezclas planteadas. Al aumentar este porcentaje de vidrio incluido en la
mezcla se observó una disminución en la resistencia a la compresión del
bloque como en el caso del bloque F2-C fabricado con 30% de vidrio. En
cuanto la absorción y los parámetros dimensionales hubo poca variación en
los resultados obtenidos del bloque patrón y los modificados. En los
bloques se observaron grietas verticales al ser sometidos al ensayo de
compresión, no presentaron desmoronamientos y en fragmentos se logró
observar una homogeneidad entre sus componentes.
Los distintos bloques fabricados presentaron una disminución en su
resistencia a la compresión al ser sometidos al fuego, donde se demostró
que los residuos de vidrio a pesar de ser menos inflamables por presentar
un menor tiempo de encendido, son perjudiciales cuando son sometidos a
fuego debido a que su resistencia a la compresión disminuye más rápido
con respecto a un bloque convencional, esto debido a las propiedades físico-
químicas del vidrio y su comportamiento al aumentar su temperatura.
133
7. Se puede concluir que los bloques huecos con agregado adicional de vidrio
triturado son factibles para ser implementado dentro de la industria de la
construcción, esto debido a su costo unitario estimado de 32,68 Bs.F con
respecto a un bloque convencional el cual se estimó en 32,29 Bs.F. A pesar
de necesitar una inversión inicial considerable, esta puede ser recuperada
rápidamente, ya que debido a una disminución de cemento dentro de la
mezcla reduciría los costos de producción, y esto es posible gracias a que la
resistencia a compresión de este bloque está por encima de los
requerimientos establecidos en la norma COVENIN 42-82.
Recomendaciones
1. No utilizar residuos de vidrios contaminados y llevar a cabo un adecuado
control de dichos residuos obtenidos, para evitar que agentes contaminantes
sean incluidos en el proceso de triturado y por consecuencia en la mezcla.
2. Elaborar los bloques con una máquina automatizada con vibrado para
obtener bloques con una mejor compactación.
3. Utilizar un medio mecánico para triturar vidrio que permita aumentar el
rendimiento y hacer esta actividad más seguro.
4. Utilizar los instrumentos de seguridad necesaria en el caso de realizar el
triturado de vidrio manualmente
5. Realizar bloques huecos de cemento con agregado adicional de vidrio
triturado (F2-B), con una dosificación que permita obtener la resistencia
mínima a compresión según lo establecido en la norma COVENIN.
134
REFERENCIAS
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MESA VIBRATORIA. Lima, Universidad Nacional de Ingeniería, Centro peruano
japonés de investigaciones sísmicas y mitigación de desastres.
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Venezuela. Editorial Panapo.
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RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN BLOQUES HUECOS DE
CEMENTO, ARENA Y ASERRÍN DE PINO CARIBE”. Universidad de Oriente,
Bolívar, Venezuela. Trabajo de grado.
Comisión Nacional del Medio Ambiente (1999).FABRICACIÓN DE
VIDRIO Y PRODUCTOS DE VIDRIO. Santiago de Chile, Chile.
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DE CONCRETO. COVENIN 42, P. 1-6.
Comisión Venezolana de Normas Industriales (2000). CONCRETO,
AGREADOS, REQUISITOS. COVENIN 277, P. 2-4
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MORTERO Y COMPONENTES, TERMINOLOGIA. COVENIN 273, P. 1-4
Comisión Venezolana de Normas Industriales (1.998).AGREGADOS,
DETERMINACION DE LA COMPOSICION GRANULOMETRICA. COVENIN 255, P.5
Comisión Venezolana de Normas Industriales (1.998). AGREGADO FINO.
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Y LA ABSORCIÓN. 1ra
REVISIÓN. COVENIN 268, P 9.
Comisión Venezolana de Normas Industriales (1.979). MÉTODO DE
ENSAYO PARA DETERMINAR POR SECADO, EL CONTENIDO DE
135
HUMEDAD TOTAL Y SUPERFICIAL EN EL AGREGADO. COVENIN 1375,
P 4.
Fidias. G. Arias (1999), EL PROYECTO DE INVESTIGACION. Caracas,
Venezuela. Editorial Episteme.
Hernández, Fernadez y Baptista (2006) “METODOLOGIA DE
INVESTIGACION”. Mc Graw Hill E
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MECÁNICAS DEL CONCRETO MODIFICADO A BASE DE RESIDUOS
INDUSTRIALES PASANTE DEL TAMIZ ¾”. Universidad de Oriente, Bolívar,
Venezuela. Trabajo de grado.
Mario Tamayo y Tamayo (2003), EL PROCESO DE LA INVESTIGACION
CIENTIFICA. Mexico D.F, Mexico. Editorial Limusa.
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DE INVESTIGACIÓN. consultores asociados.
Porrero, J. Ramos, C. Grases, J. y Velazco, G. (2.009) MANUAL DEL
CONCRETO ESTRUCTURAL. SIDETUR, Caracas, Venezuela, Tercera Edición,
pp 32- 115.
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INVESTIGACION. Mexico DF, Mexico. Latinoamericana Editores.
Rodríguez, J. Castro, L. y Del Real, J. (2.006) PROCESOS INDUSTRIALES
PARA MATERIALES NO METALICOS. Editorial Visión Net, Madrid, España,
Segunda Edición
136
APÉNDICES
137
APÉNDICE A
PLANILLAS UTILIZADAS EN LOS ENSAYOS DE LABORATORIO.
138
Figura A. 1. Planilla de ensayo para determinar la humedad del
agregado fino.
EMPRESA: OBRA:
MUESTRA: PROCEDENCIA:
UBICACIÓN: FECHA:
Nº DE LA MUESTRA
Nº DE CAPSULA
PESO TOTAL HÚMEDO WTH
PESO TOTAL SECO WTD
PESO DE LA CAPSULA T
PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD
PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T
% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100
Nº DE LA MUESTRA
Nº DE CAPSULA
PESO TOTAL HÚMEDO WTH
PESO TOTAL SECO WTD
PESO DE LA CAPSULA T
PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD
PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T
% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100
Nº DE LA MUESTRA
Nº DE CAPSULA
PESO TOTAL HÚMEDO WTH
PESO TOTAL SECO WTD
PESO DE LA CAPSULA T
PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD
PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T
% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100
REALIZADO POR: Julio González
FECHA:
Pág. 1 de 1
CONTENIDO DE HUMEDAD DETERMINACIÓN EN
LABORATORIO
(ASTM D2216-92)
ING-SUE-04
Fecha elab.
2002
Última
Rev.#####
CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%
Humedad Natural
CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%
CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: [email protected]
Leudas Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno
FECHA:
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
REVISADO POR:
RIF: 09502546-2
FECHA:
139
Figura A. 2. Planilla de ensayo para determinar la composición
granulométrica de agregado fino para concreto.
MUESTRA: FECHA:
TamizPasante
(%)
3/4" 100,0 100 100
1/2" 100 100
3/8" 100,0 100 100
Nº 4 99,4 95 100
Nº 8 94,8 80 100
Nº 16 74,5 50 85
Nº 30 35,9 25 60
Nº 50 12,7 10 30
Nº 100 3,1 2 10
pasa Nº 100
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: [email protected]
REALIZADO POR: REVISADO POR: APROBADO POR:
Fecha: Fecha: Fecha:
19,6 2,5 99,4
Módulo de
finura
769,9
2,8
301,0 38,6 64,1
181,4 23,3 87,3
74,4 9,5 96,9
Peso muestra después de lavarla 774,8 35,7 4,6 5,2
OBSERVACIONES 157,8 20,2 25,5
Peso pasa Nº 4 0,0 0,0 0,0
Peso muestra antes de lavarla 779,4 4,9 0,6 0,6
Peso neto muestra 0,0 0,0 0,0
Peso retenido acumulado Nº 4 0,0 0,0 0,0
PROCEDENCIA: Arena lavada 21/01/2014
Pesos (grs.)Peso Ret.
(grs.)
Retenido
(%)
Retenido
Acum. (%)
Límites para
ag. finos
OBRA: Tesis de grado EMPRESA: Tesista U.DO
ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN
GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS FINO PARA
CONCRETO
( ASTM C 136) (AASHTO T-27)
ING-CON-09
Fecha elab. 2002
Última
Rev. enero-07
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100
% P
a s a
n
t e
T a m i z
LF LG
Límites para agregados fino
ASTM C33
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
Σ % retenido acumulado / 100 =
140
Figura A. 3. Planilla de ensayo para determinar el peso unitario.
MUESTRA:
UBICACIÓN: FECHA:
1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.
2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGUA cm3
3.- PESO NETO DEL AGUA Kg.
4.- TEMPERATURA DEL AGUA ºC
5.- PESO UNITARIO DEL AGUA Kg.
6.- FACTOR DE CALIBRACIÓN (5/3) (1)
m3
Ensayo
Nº 1
Ensayo
Nº 2
Ensayo
Nº 3
Ensayo
Nº 4
1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.
2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGREGADO COMPACTADO Kg.
3.- PESO NETO AGREGADO COMPACTADO Kg.
4.- PESO UNITARIO COMPACTO Kg/m3
Ensayo
Nº 1
Ensayo
Nº 2
Ensayo
Nº 3
Ensayo
Nº 4
1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.
2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGREGADO SUELTO Kg.
3.- PESO NETO AGREGADO SUELTO Kg.
4.- PESO UNITARIO SUELTO Kg/m3
Kg/m3
Kg/m3
OBSERVACIONES:
FECHA:
DETERMINACION DEL
PESO UNITARIO
(COVENIN 263)
(ASTM C29)
ING-CON-07
Fecha elab. 2002
Última
rev.enero-07
24
EMPRESA: Tesista U.DO OBRA:
Arena lavada PROCEDENCIA:
Tesis de grado
21/01/2014
3,340
6,366
3,026
997,54
329,66
PESO UNITARIO COMPACTO
3,340
7,628 7,492 7,617 7,537
4,288 4,152 4,277 4,197
1.414 1.369 1.410 1.384
PESO UNITARIO SUELTO
3,340
7,262 7,148 7,215 7,165
3,922 3,808 3,875 3,825
1.293 1.255 1.277 1.261
PESO UNITARIO COMPACTO 1.394
PESO UNITARIO SUELTO 1.272
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: [email protected]
REALIZADO POR: REVISADO POR: Jesús Gutiérrez APROBADO POR: Leudis Astudillo
21/01/2014 FECHA: 21/01/2014 FECHA: 21/01/2014
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
INGENIERÍA DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
RIF: J- 09502546-2
141
Figura A. 4. Planilla de ensayo para determinar el peso específico del agregado fino.
OBRA:
PROCEDENCIA:
IDENTIFICACION DE LA MUESTRA: FECHA:
2- DATOS
2.1 PESO DEL PICNOMETRO VACIO WO = Grs.
2.2 PESO DEL PICNOMETRO + PESO ARENA W2 = Grs.
2.3 PESO DEL PICNOMETRO + ARENA + AGUA Wp = Grs.
2.4 PESO ARENA SECA + TARA W3 = Grs.
2.5 PESO DEL PICNOMETRO + AGUA Wa = Grs.
2.6 PESO TARA W t= Grs.
3- CALCULOS
3.1 PESO ARENA (SATURADA CON SUPERFICIE SECA)
W = W2 - WO = 572,9 94,2 478,7 Grs.
3.2 PESO ARENA SECA
W1 = W3 - W t = 693,8 217,7 476,1 Grs.
3.3 PESO ESPECIFICO
W1 476,1
Wa + W - Wp 657,2 478,7 953,8
3.4 PESO ESPECIFICO (SATURADO CON SUPERFICIE SECA)
W 478,7
Wa + W - Wp 657,2 478,7 953,8
3.5 PESO ESPECIFICO APARENTE
W1 476,1
Wa + W1 - Wp 657,2 476,1 953,8
3.6 ABSORCION
W - W1 478,7 476,1
W1 476,1
FECHA: FECHA:
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edificio Ingecontro l, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347
E-mail: laboratorio@ingecontro l.com
REALIZADO POR: REVISADO POR: Jesús Gutiérrez APROBADO POR: Leudis Astudillo
21/01/2014 21/01/2014 FECHA: 21/01/2014
2,614
2,629
2,652
* 100 * 100 0,55
217,7
EMPRESA:
Arena lavada 21 de enero del 2014
94,2
572,9
953,8
693,8
657,2
Tesista U.DO Tesis de grado
DETERMINACION DEL PESO
ESPECIFICO DEL AGREGADO FINO
(COVENIN 268) (ASTM C128)
ING-CON-04
Fecha elab. 2002
Última
rev.enero-07
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.INGENIERÍA DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
RIF: J- 09502546-2 NIT: 0012975465
142
Figura A. 5. Planilla de ensayos a la compresión de bloques de concreto
UD
321, Z
ona Industr
ial M
ata
nzas, Edif. In
gecontr
ol. T
el. 0
286-9
941884 / 9
941883 Fax. 9941347 E-m
ail:
labora
torio@
ingecontr
ol.com
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Marc
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Ub
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CM
P-1
50
Modelo
/ tip
o
Co
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:1235
Serial N
º
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Fe
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LC
F-0
794
Cert
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cm
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2)
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(Kg
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2)
Re
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Ne
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(Kg
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2)
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Re
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(Kg
./cm
2)
9,5
58
17
,92
39
,42
14
,88
9,1
84
17
,96
39
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14
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9,3
84
17
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39
,38
14
,84
9,6
65
18
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39
,41
14
,87
Húm
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Seco
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Nom
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Fecha:
Fecha:
Fecha:
Realizado p
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Revi
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bado p
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Blo
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Peso (
gr)
Agua a
bs.
(gr)
(%)
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1-1
61
2,1
54
7,5
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TM
4282)
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5
Fecha e
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2002
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EC
30
Serial N
º80313810519
Fecha d
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alibra
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014
5 d
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014
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Cert
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n N
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M-1
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Julio G
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RIF
: J
-0
95
02
54
6-2
143
APÉNDICE B
RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO.
144
Figura B. 1 Humedad del agregado fino.
EMPRESA: OBRA:
MUESTRA: PROCEDENCIA:
UBICACIÓN: FECHA:
Nº DE LA MUESTRA
Nº DE CAPSULA 446 448
PESO TOTAL HÚMEDO WTH 170,69 168,48
PESO TOTAL SECO WTD 169,02 166,73
PESO DE LA CAPSULA T 34,69 34,51
PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD 1,67 1,75
PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T 134,33 132,22
% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100 1,2 1,3
Nº DE LA MUESTRA
Nº DE CAPSULA
PESO TOTAL HÚMEDO WTH
PESO TOTAL SECO WTD
PESO DE LA CAPSULA T
PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD
PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T
% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100
Nº DE LA MUESTRA
Nº DE CAPSULA
PESO TOTAL HÚMEDO WTH
PESO TOTAL SECO WTD
PESO DE LA CAPSULA T
PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD
PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T
% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100
REALIZADO POR: Julio González
FECHA:
Pág. 1 de 1
CONTENIDO DE HUMEDAD
DETERMINACIÓN EN
LABORATORIO
(ASTM D2216-92)
ING-SUE-04
Fecha elab.
2002
Última
Rev.#####
CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W% 1,3
Pasantes, U.DO Tesis de Grado
Arena de rio
19-ene-15
Humedad Natural
CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%
CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: [email protected]
Leudas Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno
19-ene-15 19-ene-15 FECHA: 19-ene-15
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
REVISADO POR:
RIF: 09502546-2
FECHA:
145
Figura B. 2 Composición granulométrica del agregado fino.
MUESTRA: FECHA:
TamizPasante
(%)
3/4" 100,0 100 100
1/2" 100 100
3/8" 100,0 100 100
Nº 4 98,0 95 100
Nº 8 90,8 80 100
Nº 16 69,2 50 85
Nº 30 30,7 25 60
Nº 50 10,7 10 30
Nº 100 3,0 2 10
pasa Nº 100
19-ene-15
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: [email protected]
REALIZADO POR: REVISADO POR: Leudis Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno
Fecha: Fecha: 20-ene-15 Fecha: 20-ene-15
18,1 2,2 99,1
Módulo de
finura
814,8
3,0
323,5 38,6 69,3
167,8 20,0 89,3
64,3 7,7 97,0
Peso muestra después de lavarla 831,7 60,6 7,2 9,2
OBSERVACIONES 180,5 21,5 30,8
Peso pasa Nº 4 0,0 0,0 0,0
Peso muestra antes de lavarla 838,9 16,9 2,0 2,0
Peso neto muestra 0,0 0,0 0,0
Peso retenido acumulado Nº 4 0,0 0,0 0,0
PROCEDENCIA: Arena de rio 19/01/2015
Pesos (grs.)Peso Ret.
(grs.)
Retenido
(%)
Retenido
Acum. (%)
Límites para
ag. finos
OBRA: Tesis de grado EMPRESA: Tesistas, U.DO
ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN
GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS FINO PARA
CONCRETO
( ASTM C 136) (AASHTO T-27)
ING-CON-09
Fecha elab. 2002
Última
Rev. enero-07
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100
% P
a s a
n
t e
T a m i z
Curva granulométrica LG LF
Límites para agregados fino
ASTM C33
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
Σ % retenido acumulado / 100 =
146
Figura B. 2 Composición granulométrica del vidrio.
MUESTRA: FECHA:
TamizPasante
(%)
3/4" 100,0 100 100
1/2" 100 100
3/8" 100,0 100 100
Nº 4 98,6 95 100
Nº 8 84,7 80 100
Nº 16 59,2 50 85
Nº 30 43,7 25 60
Nº 50 16,3 10 30
Nº 100 5,7 2 10
pasa Nº 100
26-ene-15
OBRA: Tesis de grado EMPRESA: Tesista, UDO
ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN
GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS FINO PARA
CONCRETO
( ASTM C 136) (AASHTO T-27)
ING-CON-09
Fecha elab. 2002
Última
Rev. enero-07
PROCEDENCIA: Vidrio Triturado 26/01/2015
Pesos (grs.)Peso Ret.
(grs.)
Retenido
(%)
Retenido
Acum. (%)
Límites para
ag. finos
Peso retenido acumulado Nº 4 0,0 0,0 0,0
Peso neto muestra 0,0 0,0 0,0
Peso muestra antes de lavarla 146,5 2,02 1,4 1,4
Peso pasa Nº 4 0,00 0,0 0,0
94,3
Peso muestra después de lavarla 146,5 20,35 13,9 15,3
OBSERVACIONES 37,35 25,5 40,8
8,30 5,7 99,9
Módulo de
finura
144,4
2,9
22,76 15,5 56,3
40,10 27,4 83,7
15,55 10,6
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: [email protected]
REALIZADO POR: REVISADO POR: Leudis Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno
Fecha: Fecha: 27-ene-15 Fecha: 27-ene-15
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
100,0
3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100
% P
a s a
n
t e
T a m i z
Curva granulométrica LG LF
Límites para agregados fino
ASTM C33
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
Σ % retenido acumulado / 100 =
147
Figura B. 3 Peso unitario del agregado fino.
MUESTRA:
UBICACIÓN: FECHA:
1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.
2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGUA cm3
3.- PESO NETO DEL AGUA Kg.
4.- TEMPERATURA DEL AGUA ºC
5.- PESO UNITARIO DEL AGUA Kg.
6.- FACTOR DE CALIBRACIÓN (5/3) (1)
m3
Ensayo
Nº 1
Ensayo
Nº 2
Ensayo
Nº 3
Ensayo
Nº 4
1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.
2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGREGADO COMPACTADO Kg.
3.- PESO NETO AGREGADO COMPACTADO Kg.
4.- PESO UNITARIO COMPACTO Kg/m3
Ensayo
Nº 1
Ensayo
Nº 2
Ensayo
Nº 3
Ensayo
Nº 4
1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.
2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGREGADO SUELTO Kg.
3.- PESO NETO AGREGADO SUELTO Kg.
4.- PESO UNITARIO SUELTO Kg/m3
Kg/m3
Kg/m3
OBSERVACIONES:
FECHA:
DETERMINACION DEL
PESO UNITARIO
(COVENIN 263)
(ASTM C29)
ING-CON-07
Fecha elab. 2002
Última
rev.enero-07
24
EMPRESA: Tesista, UDO OBRA:
Arena de rio PROCEDENCIA:
Tesis de Grado
19/01/2015
3,340
6,366
3,026
997,54
329,66
PESO UNITARIO COMPACTO
3,340
8,526 8,512 8,519 8,525
5,186 5,172 5,179 5,185
1.710 1.705 1.707 1.709
PESO UNITARIO SUELTO
3,340
8,431 8,433 8,432 8,423
5,091 5,093 5,092 5,083
1.678 1.679 1.679 1.676
PESO UNITARIO COMPACTO 1.708
PESO UNITARIO SUELTO 1.678
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: [email protected]
REALIZADO POR: REVISADO POR: Jesús Gutiérrez APROBADO POR: Leudis Astudillo
19/01/2015 FECHA: 19/01/2015 FECHA: 19/01/2015
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
INGENIERÍA DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
RIF: J- 09502546-2
148
Figura B. 4 Peso específico del agregado fino.
OBRA:
PROCEDENCIA:
IDENTIFICACION DE LA MUESTRA: FECHA:
2- DATOS
2.1 PESO DEL PICNOMETRO VACIO WO = Grs.
2.2 PESO DEL PICNOMETRO + PESO ARENA W2 = Grs.
2.3 PESO DEL PICNOMETRO + ARENA + AGUA Wp = Grs.
2.4 PESO ARENA SECA + TARA W3 = Grs.
2.5 PESO DEL PICNOMETRO + AGUA Wa = Grs.
2.6 PESO TARA Wt= Grs.
3- CALCULOS
3.1 PESO ARENA (SATURADA CON SUPERFICIE SECA)
W = W2 - WO = 601,2 96,9 504,3 Grs.
3.2 PESO ARENA SECA
W1 = W3 - W t = 719,3 217,1 502,2 Grs.
3.3 PESO ESPECIFICO
W1 502,2
Wa + W - Wp 656,7 504,3 968,3
3.4 PESO ESPECIFICO (SATURADO CON SUPERFICIE SECA)
W 504,3
Wa + W - Wp 656,7 504,3 968,3
3.5 PESO ESPECIFICO APARENTE
W1 502,2
Wa + W1 - Wp 656,7 502,2 968,3
3.6 ABSORCION
W - W1 504,3 502,2
W1 502,2
FECHA: FECHA:
Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edificio Ingecontro l, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347
E-mail: laboratorio@ingecontro l.com
REALIZADO POR: REVISADO POR: Leudis Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno
20/01/2015 20/01/2015 FECHA: 20/01/2015
2,606
2,617
2,635
* 100 * 100 0,42
217,1
EMPRESA:
0
Arena de rio 20 de enero del 2015
96,9
601,2
968,3
719,3
656,7
Tesistas, U.DO Tesis de Grado
DETERMINACION DEL PESO
ESPECIFICO DEL AGREGADO FINO
(COVENIN 268) (ASTM C128)
ING-CON-04
Fecha elab. 2002
Última
rev.enero-07
NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.INGENIERÍA DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.
RIF: J- 09502546-2 NIT: 0012975465
149
Figura B. 5 Ensayo a la compresión de bloque patrón
UD
321
, Zon
a In
dust
rial M
atan
zas,
Edi
f. In
geco
ntro
l. Te
l. 02
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84 /
9941
883
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1347
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50M
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Co
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(Kg
./cm
2)
Re
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ten
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(Kg
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2)
Re
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ten
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Re
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2-15
24-0
2-15
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39
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14
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3326
9,33
11.3
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03-0
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141
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39
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14
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584,
3326
9,33
14.6
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5,1
54,4
3F
2-3
17-0
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154
ANEXOS
155
ANEXO Nº 1
NORMAS VENEZOLANAS COVENIN UTILIZADAS EN LA
INVESTIGACION.
156
157
158
159
160
161
162
163
ANEXO Nº 2
FOTOGRAFÍAS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS
164
Figura 2.1 Triturado del vidrio.
Figura 2.2 Tamizado del vidrio
165
Figura 2.3 Tamizado del vidrio.
Figura 2.4 Ensayo de peso unitario.
166
Figura 2.5 Cuarteo de la arena para ensayo granulométrico.
Figura 2.6 Ensayo granulométrico.
167
Figura 2.7 Tendido de la arena para el secado.
Figura 2.7 Pesado de los materiales
168
Figura 2.8 Mezclado de los materiales.
Figura 2.9 Engrase del molde.
169
Figura 2.10 Llenado del molde.
Figura 2.11 Secado de los bloques.
170
Figura 2.12 Medición de los bloques.
Figura 2.13 Pesado de los bloques.
171
Figura 2.14 Preparación del yeso.
Figura 2.15 Bloques con yeso.
172
Figura 2.16 Ensayo a la compresión.
Figura 2.17 Ensayo a la compresion.
173
Figura 2.17 Bloque fracturado.
Figura 2.28 Bloque fracturado.
174
Figura 2.29 Bloque fracturado.
Figura 2.30 Bloque fracturado.
175
Figura 2.31 Bloque sometido a fuego.
Figura 2.32 Bloque sometido a fuego.
176
Figura 2.33 Ensayo a la compresión de bloque quemado.