REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NUEVA ...
Transcript of REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NUEVA ...
Evaluación del plástico reciclado (PET1) como elemento sustituto de la malla electrosoldada,
en miembros no estructurales de concreto (f'c= 180 kgf/cm2 t=3"). by Díaz Mata, Brayan Jesús; González Paéz, Emmanuel Enrique is licensed under a Creative Commons
Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License.
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
Línea de investigación: Control de calidad Tema: Materiales y ensayos
EVALUACIÓN DEL PLÁSTICO RECICLADO (PET1) COMO ELEMENTO
SUSTITUTO DE LA MALLA ELECTROSOLDADA, EN MIEMBROS NO
ESTRUCTURALES DE CONCRETO (f’c= 180 kgf/cm2 T=3)”
Tutor:
Ing. Rafael Reyes
C.I. 3.838.952
CIV 35.001
Proyecto de Trabajo de Grado para
optar al Título de Ingeniero Civil,
Presentado por:
Br. Emmanuel Enrique González Páez
C.I: 19.378.553
Br. Brayan Jesús Díaz Mata
C.I.: 22.900.933
Enero 2016
ii
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL
Línea de investigación: Control de calidad
Tema: Materiales y ensayos
EVALUACIÓN DEL PLÁSTICO RECICLADO (PET1) COMO ELEMENTO
SUSTITUTO DE LA MALLA ELECTROSOLDADA, EN MIEMBROS NO
ESTRUCTURALES DE CONCRETO (f’c= 180 kgf/cm2 T=3”)
Evaluadores:
Técnico Investigación
Nombre y Apellido Nombre y Apellido
Cedula de Identidad Cedula de Identidad
Firma Firma
Enero 2016
iii
Dedicatoria
Por sobre todas las cosas primeramente quisiera dedicarle este trabajo a
Dios, quien siempre me ha ayudado desde que tengo uso de razón y nunca me
fallará.
A mis padres por el apoyo incondicional, por darme todo lo que he
necesitado durante toda mi vida y mi carrera universitaria, se que sin ellos no estaría
donde estoy.
A mi querida profesora Gladys Hernández, y a excelentes profesionales que
tuve el honor de conocer durante mi carrera universitaria, profesores Rafael Reyes,
Jorge Benítez y a un gran amigo Miguel Soto.
A mi hermano, amigos de la universidad y personas que a lo largo de la mi
carrera universitaria que aportaron un granito de arena.
Brayan Díaz
iv
Dedicatoria
A mi madre de forma especial quien ha sido la bendición más grande y la
prueba viva del amor de Dios. Por su ejemplo de lucha, perseverancia, paciencia,
amor infinito e incondicional pero sobre todo por su ejemplo de fe en Dios. Tú eres y
serás siempre mi fiel amiga, en quien consigo las fuerzas necesarias para enfrentar
las adversidades de la vida y la responsable de cada meta lograda. Te amo tanto.
A mi hermano Daniel quien ha sido más que un hermano, un excelente
amigo, consejero y compañero de vida.
A mi hermanita María José por ser la princesa de la casa, por su amor
incondicional y su ejemplo de éxito. A ustedes tres por ser el tesoro más preciado
que Dios me dio.
Emmanuel González
v
Agradecimientos
Primeramente el mayor de los agradecimientos a mis padres, quienes nunca
se cansaron de ayudarme y apoyarme en todo momento, ambos son pilares
fundamentales de mi formación como persona y como profesional, todo se lo debo a
ustedes, Juan Díaz y Briceida Mata.
A la profesora Gladys Hernández, muchísimas gracias por su apoyo, siempre
estaré agradecido con usted, definitivamente es el mejor ingeniero y amiga.
Al profesor Rafael Reyes quien nos apoyó desde el comienzo con la tesis,
muchísimas gracias por toda la ayuda que nos brindó en nuestra tesis.
Al profesor Jorge Benítez por su apoyo y su amistad, muchísimas gracias.
A mis amigos que a lo largo de mi vida conocí y que siempre están
pendientes de mi trabajo y mi persona.
Brayan Díaz
vi
Agradecimientos
Agradezco a mis compañeros y amigos que siempre me brindaron el apoyo
necesario cada vez que lo necesité.
Agradezco a todo el personal en general de la Universidad Nueva Esparta
por siempre mostrarse prestos en el cumplimiento de sus roles.
Al Profesor y Tutor Ing. Rafael Reyes, por su gran interés en darnos toda la
ayuda y guía necesaria en el desarrollo de este trabajo.
A la Profesora Ing. Gladys Hernández por su dedicación admirable a la
Universidad y por su buena disposición a aclarar siempre las dudas.
A Raffaele Fruggiero por su apoyo sin condición, por ser un ejemplo de
bondad. Que Dios y la vida sepan apremiar toda la confianza y todo el cariño
depositado en mí. Este logro, sin duda es tuyo. Muchas gracias!
A mi madre y hermanos por siempre ser familia, por enseñarme a ser quien
soy, por darme siempre todo el apoyo, por ser la pieza fundamental en mi vida. Los
amo.
Emmanuel González
vii
UNIVERSIDAD NUEVA ESPARTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA CIVIL TÍTULO: EVALUACIÓN DEL PLÁSTICO RECICLADO (PET1) COMO
ELEMENTO SUSTITUTO DE LA MALLA ELECTROSOLDADA, EN
MIEMBROS NO ESTRUCTURALES DE CONCRETO f’c= 180 kgf/cm2 T=3”
AUTORES:
Br. González, Emmanuel C.I. 19.378.553
Br. Díaz, Brayan C.I. 22.900.933
Tutor: Ing. Rafael Reyes C.I. 3.838.952
PALABRAS CLAVES: Diseño de mezcla, Ingeniería civil, Tereftalato de
polietileno, Complemento PET1, Tiras en forma de espiral.
RESUMEN: La búsqueda de soluciones en lo relativo a disminuir los costos
asociados a la construcción de pavimentos, es de importancia en la actualidad. Los
pavimentos son elementos que distribuyen las cargas de manera uniforme a la
superficie del terreno, a los cuales se le emplea malla electrosoldada en su proceso
constructivo; lo que da cabida a explorar nuevos métodos y alternativas innovadoras
considerando además el factor ecológico.
El presente trabajo de investigación comprende el estudio donde se involucra
el concreto con material proveniente de desecho, constituyendo así una acción
sustentable ya que se le da una disposición final diferente a rellenos sanitarios.
Asimismo la recolección y preparación de este material para tal fin, supone una
fuente de empleo a comunidades organizadas.
viii
Este trabajo se enfoca en la búsqueda de información y ensayo de concreto,
utilización tiras en forma de espiral de Tereftalato de polietileno PET1 como
complemento del mismo, a fin de evaluar la factibilidad de prescindir de la malla
electrosoldada en pavimentos.
Se evalúa, compara y analiza, la resistencia de una mezcla de concreto de
f´c= 180kgf/cm2 con el complemento PET1 en función de una mezcla de concreto
tradicional, con la incorporación de la malla electrosoldada.
ix
NUEVA ESPARTA UNIVERSITY
FACULTY OF ENGINEERING
SCHOOL OF CIVIL ENGINEERING
TÍTLE: EVALUATION OF RECYCLED PLASTIC POLYETHYLENE
TEREPHTHALATE AS A TRUCKSON MESH SUBSTITUTE, IN NON-
STRUCTURAL CONCRETE f’c= 180 kgf/cm2 MEMBERS. SLUMP OF 3’’
AUTHORS:
Br. González, Emmanuel C.I. 19.378.553
Br. Díaz, Brayan C.I. 22.900.933
Tutor: Ing. Rafael Reyes C.I. 3.838.952
KEYWORDS: Concrete mixture design, Civil Engineering, Polyethylene
Terephthalate, PET1 Complement, Spiral Strips.
ABSTRACT: The search for solutions with regard to lower the costs associated
with the construction of pavements has a significant importance nowadays.
Pavements are elements that distribute loads uniformly to the surface of the land,
involving the use of the truckson mesh in its construction process; which allows
exploring new methods and innovative alternatives considering the ecological topic.
This research includes the study where the concrete is related to waste
material, thus constituting sustainable action because it gives a different disposal to
landfills . Also the collection and preparation of the material for this purpose is a
source of employment for organized communities.
x
The following research is focused on the search for specific information and
test using spiral polyethylene terephthalate strips, as a concrete complement, in
order to assess the feasibility of dispensing with the truckson mesh on pavements.
The resistance of a concrete mix fc = 180 kgf/cm2 with polyethylene
terephthalate supplement is evaluated, compared and analyzed based on a mixture
of traditional concrete, with the addition of the truckson mesh.
xi
INDICE GENERAL
Dedicatoria
iii
Agradecimientos
v
Resumen
vii
Abstract
ix
Introducción
xi
CAPÍTULO I.
EL PROBLEMA DE LA INVESTIGACIÓN
1.1 Planteamiento del problema
2
1.2 Formulación del problema
3
1.3 Objetivos de la investigación
4
1.3.1 Objetivo General
4
1.3.2 Objetivos Específicos
4
1.4 Justificación
5
1.5 Delimitaciones
6
1.5.1 Geográfica
6
1.5.2 Temática o de Contenido
7
1.5.3 Temporal
7
1.6 Limitaciones
7
1.7 Cronograma de ejecución del proyecto
8
CAPÍTULO II.
MARCO REFERENCIAL
2.1 Antecedentes de la investigación
11
2.2 Bases teóricas
18
Introducción
18
2.2.1 Concreto
18
2.2.1.1 Tipos
19
2.2.2 Concreto fresco
20
2.2.2.1 Manejabilidad
20
2.2.2.2 Propiedades del concreto fresco
20
2.2.2.2.1 Fluidez
21
2.2.2.3 Asentamiento
21
2.2.2.4 Cono de Abrams
22
xii
2.2.3 Concreto endurecido
23
2.2.3.1 Ensayo a compresión
25
2.2.3.2 Ensayo a flexión
26
2.2.4 Agregados
28
2.2.4.1 Niveles de calidad
29
2.2.4.1.1 Agregados Controlados
29
2.2.4.1.2 Agregados conocidos con control insuficiente
29
2.2.4.1.3 Agregados no empleados con anterioridad
30
2.2.4.1.4 Toma de muestra
30
2.2.4.2 Granulometría
30
2.2.5 Mezcla de concreto con fibras
31
2.2.5.1 Tipos de fibras
33
2.2.6 Cemento
34
2.2.6.1 Tipos de cemento Portland
34
2.2.7 Agua para concreto
35
2.2.7.1 Efectos de las impurezas sobre el concreto
35
2.2.8 Diseño de mezclas
36
2.2.8.1 Relación Beta
36
2.2.8.2 Relación Alfa
37
2.2.8.3 Determinación de la resistencia
37
2.2.9 Plástico
38
2.2.9.1 Tipos de plásticos
38
2.2.9.2 Propiedades del plástico PET1
39
2.2.10 Acero de refuerzo para el concreto
39
2.2.10.1 Malla electrosoldada
40
2.2.10.2 Corrosión del acero
41
2.3 Cuadro de Variables
42
2.4 Definición de términos básicos
44
Reciclaje
44
Segregación
44
Exudación
44
Residuos
45
Desechos
45
CAPÍTULO III.
MARCO METODOLÓGICO
3.1 Tipo de investigación
47
3.2 Nivel de investigación
48
xiii
3.3 Diseño de la investigación
48
3.4 Población y Muestra
49
3.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos
50
CAPÍTULO IV.
ESTUDIO DE LOS PROCESOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
Introducción
52
4. Procedimiento de la investigación
52
4.1 Procedimiento para el diseño de mezcla patrón
52
4.1.1 Determinación granulométrica de los agregados
52
4.1.2 Tamaño máximo del agregado
54
4.1.3 Determinación de la relación beta
54
4.1.4 Diseño de mezcla patrón
57
4.1.4.1 Determinación de dosis de cemento
57
4.1.4.2 Determinación de α (agua/cemento)
60
4.1.5 Cálculos para la dosificación de un concreto f´c=180 kgf/cm2 a 28 días con T=3”.
65
4.2 Criterios para el diseño de mezcla con complemento PET1
69
4.2.1 Recolección y procesamiento de contenedores PET1
71
4.3 Ensayo de asentamiento con el cono de Abrams
72
4.4 Procedimiento para la toma de muestra
74
4.4.1 Muestra cilíndrica
74
4.4.1.1 Concreto patrón
74
4.4.1.2 Concreto con complemento PET1
78
4.4.2 Muestra de viguetas
82
4.4.2.1 Concreto patrón
83
4.4.2.2 Concreto con malla electrosoldada
85
4.4.2.3 Concreto con complemento PET1
85
4.5 Materiales y equipos 87
4.6 Ensayo a compresión
87
4.6.1 Cilindros con mezcla patrón
88
4.6.2 Cilindros de concreto con PET1
90
4.7 Ensayo a flexión
94
4.7.1 Viguetas de concreto patrón 94 4.7.2 Viguetas de concreto con malla electrosoldada 95 4.7.3 Viguetas de concreto con PET1 95
4.8 Análisis de resultados 99
xiv
4.8.1 Ensayo a compresión 99 4.8.2 Ensayo a flexión 103
4.9 Factibilidad económica 108
CAPÍTULO V.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Conclusiones
112
Recomendaciones
113
Referencias bibliográficas 115
xv
ÍNDICE DE IMÁGENES
Imagen N° 1 Muestra endurecida de concreto 19
Imagen N° 2 Asentamiento medido con el cono de Abrams 21
Imagen N° 3 Cono de Abrams (medidas en centímetros) 23
Imagen N° 4 Procedimiento normalizado para la medición del asentamiento 23
Imagen N° 5 Principales estados por los que pasa el concreto en el desarrollo
de su resistencia 24
Imagen N° 6 Ensayo de granulometría 31
Imagen N° 7 Concreto con fibra sintética 32
Imagen N° 8 Distintos tipos de fibra para el concreto 33
Imagen N° 9 Código de identificación de resinas de plástico 38
Imagen N° 10 Malla electrosoldada 40
Imagen N° 11 Oxidación del acero de refuerzo 41
Imagen N° 12 Esquema de los pasos del diseño de mezcla 57
Imagen N° 13 Ejemplo de loseta 69
Imagen N° 14 Metro cuadrado de malla electrosoldada 100x100x4 mm 70
Imagen N° 15 Tiras de PET1 71
Imagen N° 16 Medición del asentamiento con el cono de Abrams 73
Imagen N° 17 Limpieza y curado de moldes 76
Imagen N° 18 Vaciado de moldes primera capa 77
Imagen N° 19 Vaciado de moldes última capa 77
Imagen N° 20 Probetas de mezcla patrón 77
Imagen N° 21 Mezcla de concreto al 0,55% de PET1 80
Imagen N° 22 Mezcla de concreto al 1% de PET1 81
Imagen N° 23 Mezcla de concreto al 2% de PET1 81
Imagen N° 24 Probetas cilíndricas de concreto al 0,55%;1% y 2% de PET1 81
Imagen N° 25 Vaciado de viguetas con concreto patrón 85
Imagen N° 26 Vaciado de viguetas con PET1 al 1% 86
Imagen N° 27 Muestra de concreto patrón f’c=180 kgf/cm2 88
xvi
Imagen N° 28 Ensayo a compresión del cilindro de concreto patrón f´c=180
kgf/cm2 89
Imagen N° 29 Cilindro de concreto con complemento PET1 90
Imagen N° 30 Ensayo de vigueta a flexión 97
Imagen N° 31 Falla en vigueta 98
Imagen N° 32 Grieta en vigueta 98
Imagen N° 33 Análisis de precio unitario con malla electrosoldada 111
Imagen N° 34 Análisis de precio unitario con PET1 al 0,55% 112
xvii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla N°1 Valores usuales de asentamiento con el cono de Abrams 22
Tabla N°2 Tipos de cemento Portland 35
Tabla N°3 Resultado de ensayo de granulometría. Agregado grueso 53
Tabla N°4 Resultado de ensayo de granulometría. Agregado fino 54
Tabla N°5 Límites granulométricos recomendados para distintos tamaños
máximos de agregado. Porcentaje pasante 55
Tabla N°6 Valores usuales de asentamiento con el cono de Abrams 58
Tabla N°7 C1 Factor para corregir C por tamaño máximo, mm (Pulgadas) 58
Tabla N°8 C2 Factor para corregir C por tipo de agregado 59
Tabla N°9 Contenidos mínimos de cemento en función de las condiciones
ambientales 60
Tabla N°10 Resistencia promedio a la compresión requerida, Fcr, cuando no
se disponga de datos para establecer la desviación estándar 61
Tabla N°11 Kr Factor para corregir α por tamaño máximo, mm (Pulgadas) 62
Tabla N°12 Ka Factor para corregir α por tipo de agregado 62
Tabla N°13 Máximos valores de α para distintas condiciones de servicio o
ambiente 63
Tabla N°14 Dosificación para un concreto f’c=180 kgf/cm2 T=3" 68
Tabla N°15 Dosificación para 3 probetas cilíndricas patrón 75
Tabla N°16 Dosificación para 11 probetas cilíndricas 79
Tabla N°17 Cantidad en gramos de PET1 (cilindros) 80
Tabla N°18 Dosificación para 3 probetas rectangulares patrón 84
Tabla N°19 Cantidad en gramos de PET1 (viguetas) 86
Tabla N°20 Resultados obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días de
cilindros de concreto patrón 89
Tabla N°21 Resultados obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días de
cilindros de concreto PET1 al 0,55% 91
Tabla N°22 Resultados obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días de 92
xviii
cilindros de concreto PET1 al 1%
Tabla N°23 Resultados obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días de
cilindros de concreto PET1 al 2% 93
Tabla N°24 Resultados obtenidos a flexión a 28 días con mezcla patrón 94
Tabla N°25 Resultados obtenidos a flexión a 28 días con malla
electrosoldada 95
Tabla N°26 Resultados obtenidos a flexión a 28 días con mezcla PET1 al
0,55% 95
Tabla N°27 Resultados obtenidos a flexión a 28 días con mezcla PET1 al 1% 96
Tabla N°28 Resultados obtenidos a flexión a 28 días con mezcla PET1 al 2% 97
Tabla N°29 Módulo de rotura de viguetas de concreto patrón 104
Tabla N°30 Fuerza/deformación promedio de viguetas de concreto patrón 105
Tabla N°31 Módulo de rotura de viguetas de concreto con malla
electrosoldada 105
Tabla N°32 Fuerza/deformación promedio de viguetas de concreto con malla
electrosoldada 105
Tabla N°33 Módulo de rotura de viguetas de concreto con PET1 al 0,55% 105
Tabla N°34 Fuerza/deformación promedio de viguetas de concreto con PET1
al 0,55% 106
Tabla N°35 Módulo de rotura de viguetas de concreto con PET1 al 1% 106
Tabla N°36 Fuerza/deformación promedio de viguetas de concreto con PET1
al 1% 106
Tabla N°37 Módulo de rotura de viguetas de concreto con PET1 al 2% 107
Tabla N°38 Fuerza/deformación promedio de viguetas de concreto con PET1
al 2% 107
Tabla N°39 Cuadro comparativo de las cargas requeridas para deformación
de 1 mm. 108
xix
ÍNDICE DE GRÁFICOS
Gráfico N°1 Relación Arena/Agregado Total, β (%) 56
Gráfico N°2 Resultados de ensayos a cilindros con PET1 al 0,55% 91
Gráfico N°3 Resultados de ensayos a cilindros con PET1 al 1% 92
Gráfico N°4 Resultados de ensayos a cilindros con PET1 al 2% 93
Gráfico N°5 Resultados de ensayos a flexión con mezcla patrón 94
Gráfico N°6 Resultados de ensayos a flexión con malla electrosoldada 95
Gráfico N°7 Resultados de ensayos a flexión con PET1 al 0,55% 96
Gráfico N°8 Resultados de ensayos a flexión con PET1 al 1% 96
Gráfico N°9 Resultados de ensayos a flexión con PET1 al 2% 97
Gráfico N°10 Datos comparativos de resultados a compresión 99
Gráfico N°11 Resistencia en función de la desviación estándar (mezcla PET1 al
0,55%) 100
Gráfico N°12 Resistencia en función de la desviación estándar (mezcla PET1 al
1%) 101
Gráfico N°13 Resistencia en función de la desviación estándar (mezcla PET1 al
2%) 102
Gráfico N°14 Resultados comparativos de datos obtenidos de ensayos a flexión 104
Gráfico N°15 Diagrama Fuerza/deformación. Ensayo a flexión. 107
Introducción
El concreto es un material de gran importancia en la Ingeniería Civil a nivel
mundial, pues este al igual que el acero, es el responsable de la existencia de
millones de estructuras como losas, columnas, vigas, puentes, muros, aceras,
brocales, entre otros. El concreto está formado principalmente por 3 elementos,
agua, cemento y agregados. Los agregados se refieren a la arena lavada y piedra
picada, y el cemento es un material de naturaleza polvorienta proveniente de la
trituración del Clinker, que al hidratarse con el agua forma una pasta aglomerante.
Este material tiene la propiedad de endurecer en su estado de reposo,
adquiriendo una resistencia prevista en función de las solicitaciones, a las cuales
estará sometido. Por lo tanto, este material se caracteriza por trabajar de forma
óptima a compresión. Por otra parte, el acero de refuerzo es incorporado en los
miembros de concreto con el fin de absorber los esfuerzos de tracción y flexión, que
el concreto por sí solo no es capaz de soportar.
El acero es un material costoso y escaso en Venezuela, es por ello que este
proyecto pretende estudiar el comportamiento del PET1 al incorporarse en mezclas
de concreto de f’c= 180 kgf/cm2 T=3”, como sustituto de la malla electrosoldada, ya
que es un material que se consigue en muchos tipos de contenedores y es
desechado generando alta contaminación ambiental. Es por lo anteriormente
mencionado que esta propuesta no escapa del contenido ambiental, es decir, al
mismo instante que se busca una alternativa económica, contribuye a darle a estos
recipientes una disposición final distinta en el ambiente.
Adicionalmente, al hacer utilización del PET1 en mezclas de concreto se
promueve el desarrollo de este material dentro del campo de la ingeniería civil.
Este proyecto de investigación está dividido en 5 capítulos. En el primer
capítulo se detalla la problemática encontrada, así como los objetivos que se deben
cumplir para darle validez al estudio.
El segundo capítulo se refiere al marco referencial, en donde se expone
investigaciones realizadas con anterioridad por otros autores, y bases teóricas que
guardan relación con el presente trabajo de investigación y permiten la comprensión
del estudio.
Por otra parte, el capítulo 3, se basa en la metodología aplicada en la
investigación. En este se expone el tipo, diseño y nivel de la investigación; además
la población y muestra objeto de estudio, así como las técnicas e instrumentos para
la recolección de datos.
En el cuarto capítulo se emplean procedimientos en la ejecución de ensayos
y análisis de resultados. En este se presenta el desarrollo, cálculos y normativas
aplicadas en el diseño, toma de muestra, ensayo y análisis de resultados que
permitirán cumplir con los objetivos establecidos.
En el quinto capítulo se presentan las conclusiones y recomendaciones
estimadas según los resultados obtenidos en la investigación.
Finalmente las referencias bibliográficas que dan sustento al trabajo de
investigación aportado, las cuales son obtenidas en las diferentes páginas web
disponibles, así como de organismos e instituciones que poseen alguna relación con
la temática y la evidencia fotográfica registrada.
CAPÍTULO I.
EL PROBREMA DE LA INVESTIGACIÓN
2
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
Desde tiempos remotos hasta hoy, el hombre se ha visto en la necesidad de
adecuar su entorno con el fin de vivir satisfactoriamente, por ende lo ha llevado a
utilizar métodos constructivos que implican el uso de materiales que garanticen la
resistencia, durabilidad y confiabilidad de las estructuras.
En la actualidad el uso del concreto en las obras civiles, se ha adoptado
como material fundamental en muchos países, debido a sus propiedades mecánicas
positivas, entre las cuales se encuentran la resistencia, durabilidad, fluidez,
manejabilidad y trabajabilidad.
Porrero (2012) manifiesta que:
El Concreto u hormigón es un material que se puede considerar constituido
por dos partes: una es un producto pastoso y moldeable, que tiene la propiedad de
endurecer con el tiempo, y la otra son trozos pétreos que quedan englobados en
una pasta. A su vez, la pasta está constituida por agua y un producto aglomerante o
conglomerante, que es el cemento. El agua cumple la doble misión de dar fluidez a
la mezcla y reaccionar químicamente con el cemento dando lugar, con ello, a su
endurecimiento (p. 31)
El concreto es un material con buenas propiedades mecánicas y durabilidad,
resistente a esfuerzos de compresión, pero tiene una resistencia a la tracción muy
reducida. La norma COVENIN 1753-06, establece que la estimación de la
resistencia a tracción de un concreto, varía entre el 8% y 15% aproximadamente de
su resistencia a compresión.
La retracción del concreto es un fenómeno que consiste en la pérdida de
volumen durante el proceso de fraguado de este, producido por la evaporación del
agua, desarrollándose tensiones internas de tracción que dan lugar a fisuras.
3
Para controlar adecuadamente los esfuerzos de tracción, es necesario
combinar el concreto con acero, ya que este tiene la misión resistir estas tensiones,
además de conferirle ductilidad a los elementos, permitiendo que se deformen antes
de producirse la falla. Es un método eficaz, cuya práctica es común en el día a día
de la construcción.
Este trabajo de investigación se enfocará en pavimentos y aceras; cuyo
método constructivo requiere del empleo de la malla electrosoldada como acero
refuerzo, lo cual representa una clara desventaja relacionada a su costo elevado en
el mercado, aunado a la corrosión ocasionada por el descuido en su
almacenamiento.
Por lo tanto es de interés proponer las botellas plásticas que entren en la
clasificación de PET1, sin importar su forma, tamaño o color, cuyo acceso no implica
ningún costo económico, sus propiedades de resistencia son aceptables y no sufre
corrosión; con el fin de medir la factibilidad de prescindir del uso de la malla
electrosoldada en pavimentos y aceras.
En este trabajo de investigación se utilizará tiras en forma de espiral,
característica definida por la forma cilíndrica de la botella plástica, de tereftalato de
polietileno (PET1) con un tamaño uniforme, en tres proporciones diferentes.
1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Se podrá prescindir del uso de la malla electrosoldada, en pavimentos y aceras,
haciendo uso del plástico reciclado (PET1)?
4
1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.3.1 Objetivo General
Evaluar el plástico reciclado (PET1) como elemento sustituto de la malla
electrosoldada, en pavimentos y aceras de concreto f’c =180 Kgf/cm2 T=3”.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Diseñar una mezcla de concreto patrón, con una dosificación para f’c= 180
kgf/cm2. T=3”.
Diseñar una mezcla de concreto con una dosificación para f’c= 180 Kgf/cm2
T=3”, agregándole 0,55% de PET1 como complemento.
Diseñar una mezcla de concreto con una dosificación para f’c= 180 Kgf/cm2
T=3”, agregándole 1% de PET1 de polietileno como complemento.
Diseñar una mezcla de concreto con una dosificación para f’c= 180 Kgf/cm2
T=3”, agregándole 2% de PET1 como complemento.
Determinar la resistencia a compresión de los cilindros elaborados con la
mezcla de concreto patrón.
Determinar la resistencia a compresión de los cilindros elaborados con las
mezclas de concreto con complemento PET1.
Determinar la resistencia a flexión de las viguetas elaboradas con concreto
patrón.
Determinar la resistencia a flexión de las viguetas elaboradas con malla
electrosoldada.
Determinar la resistencia a flexión de las viguetas elaboradas con las
mezclas de concreto con complemento PET1.
Analizar comparativamente los resultados de la resistencia a compresión y
flexión, obtenidos para la mezcla patrón, mezcla con malla y el concreto con
complemento PET1.
5
1.4 JUSTIFICACIÓN DE LA INVESTIGACIÓN
El presente trabajo de investigación propone la sustitución de la malla
electrosoldada por el diseño de una mezcla de concreto que incorpora el material de
residuo plástico PET1 dentro de los elementos constituyentes de la misma,
representando una alternativa económica en la elaboración de concretos de f’c=
180 Kgf/cm2 T=3”; debido al costo elevado asociado a la malla electrosoldada. Por
otra parte, la exposición al intemperismo de la malla genera un proceso corrosivo, el
cual podría afectar la capacidad de resistencia de la misma y por ende la del
concreto; por lo que se presume mayor durabilidad y calidad a partir de la
incorporación del material propuesto.
La utilización de este material de residuo, implica un proceso de recolección
y tratamiento para su reutilización, el cual podría generar una fuente de empleo para
las comunidades organizadas, a través de sus consejos comunales, fortaleciendo el
aspecto social, económico y ambiental.
La construcción de estos elementos de concreto es indispensable en el
desarrollo de urbanismos, los cuales demandan áreas de recreación, lugares para el
entrenamiento físico y canales que permitan la movilización de peatones de un sitio
a otro. Todo ello implica largas distancias de aceras; que exigen cantidad
considerable de material para su construcción, y que tienen un costo elevado en el
mercado o son escasos por la situación-país actual. Además estos materiales deben
garantizar durabilidad por su alta exposición a los agentes del intemperismo.
En Venezuela, la construcción de este tipo de obras es realizada
generalmente por entes públicos como alcaldías y/o gobernaciones, los cuales
carecen generalmente de recursos suficientes para atender muchas de las labores
que les competen.
6
Es por lo anterior el deseo de sustituir la malla electrosoldada como acero de
refuerzo, a través del empleo de tiras en forma de espiral de PET1 como
complemento en el concreto de f’c= 180 Kgf/cm2 T=3”, proveniente de botellas
cuya característica sea PET1; ya que es un material ligero, de alta resistencia
mecánica y su acceso no implicaría costo alguno.
Por otra parte, el presente trabajo de investigación no escapa del contenido
ambiental. La selección del PET1 proveniente de botellas o envases, no fue
realizada exclusivamente por sus propiedades mecánicas positivas, sino por su
impacto ambiental negativo. Según Vázquez (2003), la producción anual de envases
de tereftalato de polietileno en el mundo es aproximadamente de 207 millones de
toneladas, cifra que va aumentando considerablemente día a día. Según Luis, et al
(2008), el tereftalato de polietileno es uno de los materiales más útiles en la vida
cotidiana, pero uno de los que genera más contaminación en el mundo.
Es por ello la importancia de brindar una alternativa que implique el uso de
este material de desecho, que permita una disposición final diferente a rellenos
sanitarios y así eliminarlos del ambiente.
1.5 DELIMITACIONES
1.5.1 Geográfica
La investigación estará circunscrita en el laboratorio de calidad de la
empresa Pilotes Perforados, C.A (PILPERCA), ubicada en la urbanización La
Limonera, municipio Baruta, Edo. Miranda, donde se llevarán a cabo la realización
de las muestras de concreto de las probetas cilíndricas y posterior ensayo de
compresión de los cilindros de concreto.
7
Las probetas rectangulares muestreadas fueron realizadas en el laboratorio
previamente mencionado, y su ensayo fue realizado en el Instituto de Ingeniería
(CIMEC), ubicado en Sartenejas, municipio Baruta, Edo. Miranda.
1.5.2. Temática o de Contenido
En dicho proyecto de investigación, se propone la eliminación de la malla
electrosoldada en pavimentos de concreto de f’c= 180 kgf/cm2 T= 3”, con
complemento PET1 en tiras en forma de espiral. Conocimientos adquiridos a través
de las unidades curriculares de materiales y ensayos, resistencia de materiales y
concreto.
1.5.3 Temporal
El presente estudio se realizará en 13 meses, contados a partir del mes de
enero de 2015.
1.6 LIMITACIONES
En toda investigación existen restricciones, que a la hora de realizar el
proyecto deben ser sopesadas, en este caso las limitaciones se derivan en primera
instancia, del difícil acceso al cemento, ya que actualmente es un material regulado,
haciéndolo escaso en el mercado. De igual manera el proceso para obtener las tiras
de botellas plásticas, ya que este será un proceso manual, que requiere de tiempo.
Otra de las limitantes es el factor económico, ya que la compra de materiales
para realizar las mezclas de concreto y los ensayos realizados por laboratorios
privados, para recabar los datos necesarios y relevantes para esta investigación,
implican altos costos.
8
Pilperca (Pilotes Perforados, C.A.), municipio Baruta, Edo. Miranda, empresa
de concreto pre mezclado, facilitó el cemento, agregados y los ensayos a
compresión de los cilindros; lo que permitió superar las limitaciones que fueron
planteadas inicialmente, y tomar un número representativo de muestras que brinden
precisión en los resultados.
Respecto a los ensayos a flexión de las viguetas, el Instituto de Ingeniería (CIMEC),
ubicado en Sartenejas, municipio Baruta, Edo. Miranda, prestó la colaboración para
realizar dichas pruebas en su laboratorio de materiales, de manera gratuita.
1.7 Cronograma de ejecución del proyecto
El cronograma de ejecución de proyecto se representará por un cuadro, en la
cual se apreciará ordenadamente los objetivos específicos, relacionados a un
número de semanas, en la cual se proyecta que el objetivo sea alcanzado. Esto
permite al investigador plantearse una meta por semana planificada.
9
CAPÍTULO II.
MARCO REFERENCIAL
11
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Son estudios previos relacionados con los planteamientos de esta
investigación, que ofrecen una base teórica para desarrollar con mayor facilidad el
proyecto, entre estos se tomarán tesis de investigación y publicaciones científicas.
Se considerarán los antecedentes que puedan servir de aporte para el
desarrollo de este proyecto, y se deberá tomar en consideración el nombre de los
autores, título del proyecto o investigación, lugar y fecha de este antecedente para
validarlo. Las investigaciones que se tomaron en consideración fueron las
siguientes:
Acosta (2014), en su trabajo de investigación titulado Análisis comparativo
de la resistencia a compresión de bloques huecos de concreto con la adición
de fibra de polipropileno, presentado como tesis de pregrado para optar por el
título de Ingeniero Civil, en la Universidad Nueva Esparta Edo. Miranda,
Venezuela.
En dicho proyecto se realizó un estudio de análisis entre bloques
convencionales con mezclas patrones de concreto y bloques con mezclas de
concreto con aditivos de fibras de polipropileno y para así obtener datos sobre el
comportamiento de cada muestra, realizando ensayos a compresión. Esta
investigación está basada en el estudio de la resistencia a compresión en bloques
de concreto, tanto convencional como modificados con fibra de polipropileno, con el
fin de verificar un aumento de la resistencia del concreto y así proponer su uso a
nivel estructural. La metodología empleada fue la realización de una cantidad total
de 18 bloques de concreto con diferentes diseños de mezcla, los cuales
posteriormente fueron sometidos a esfuerzos de compresión pura en el laboratorio
de materiales de la empresa Consulcret C.A. después de 30 días de realizados los
bloques, se obtuvieron resultados los cuales fueron analizados y evaluados con
detalle para determinar la influencia que tienen los bloques con adición de fibra de
polipropileno con respecto a los bloques tradicionales de concreto.
12
Acosta concluye que al modificar las mezclas de concreto experimentales
con fibras de polipropileno, se genera aumento en un 18% de la resistencia a
compresión con respecto a los bloques hechos con mezcla de concreto tradicional.
El resultado esperado en el trabajo de investigación fue el siguiente:
Lograr aumentar la resistencia a compresión así como mayor durabilidad de
bloques de concreto, a través del empleo de fibras de polipropileno con el fin
de darles uso a nivel estructural.
Aporte: El trabajo de investigación antes citado constituye un antecedente
importante, ya que en este se estudia la factibilidad de proponer bloques de
concreto con fibra de polipropileno como material de construcción, el cual depende
de la resistencia que arroja al ser sometido al ensayo de compresión. Esta
resistencia debe presentar aumento con respecto a la mezcla de concreto
convencional.
Asimismo, el aumento de la resistencia en los bloques de concreto a partir
del empleo de la fibra de polipropileno se considera un aporte positivo, ya que este
aumentó en un 18% de la resistencia a compresión con respecto a los bloques
hechos con mezcla de concreto tradicional. Además esta tiene propiedades
mecánicas similares a la del material propuesto en el presente trabajo de
investigación, motivo por el cual se presume la obtención de resultados esperados.
Monte De Oca y Quiñónez (2011), en su trabajo de investigación titulado
Incidencia del poliestireno expandido reciclado y la fibra de polipropileno en la
resistencia a compresión del concreto para un diseño de mezcla con f’c de 250
kgf/cm², presentado como tesis de pregrado para optar por el título de Ingeniero
Civil, en la Universidad Nueva Esparta Edo. Miranda, Venezuela.
En la presente investigación se estudió la influencia que tiene el Poliestireno
expandido reciclado y la fibra de polipropileno en la resistencia a compresión del
concreto para un diseño de mezcla con un f’c de 250 kgf/cm², elaborándose en la
13
planta perteneciente a la empresa INV. PICOY, situada en Santa Teresa del Tuy,
Edo. Miranda. Este proyecto tuvo la finalidad de evaluar la resistencia a compresión,
al agregar el poliestireno expandido reciclado y la fibra de polipropileno en mezclas
de concreto de f’c de 250 kgf/cm2 con respecto a una mezcla patrón; en virtud de la
búsqueda de la disminución de costos de los materiales de construcción. La
metodología del estudio fue la realización de 60 probetas, dividas en 30 cilindros
patrones y 30 cilindros con la mezcla experimental, estos fueron evaluados con
ensayos destructivos a compresión en un laboratorio.
Monte De Oca y Quiñónez, concluyen que los agregados utilizados en la
investigación presentan ventajas en cuanto al funcionamiento, trabajabilidad; e
inciden en la resistencia a compresión de forma negativa debido a la alta porosidad
de estos.
Aporte: El trabajo de investigación previamente citado constituye un valioso
aporte ya que ayuda a comprender la incidencia del plástico en estudio en las
mezclas de concreto, observándose que la porosidad del material adicionado a la
mezcla, genera una disminución en la resistencia. Por lo tanto es de importancia
tener en consideración esta característica en el material empleado en este trabajo
de investigación.
Asimismo la normativa utilizada es un buen aporte que puede ser empleado
para la obtención de resultados, ya que sirve de referencia en cuanto a la
realización de ensayos, así como la cantidad de muestra que se deben evaluar con
el fin de obtener resultados fidedignos y confiables.
Méndez (2012), en su trabajo de investigación titulado, Propuesta para
sustitución de agregados pétreos por agregados PET, en diseño de mezcla de
concreto con resistencia f’c = 150 kgf/cm2, usado para banquetas,
guarniciones y firmes, presentado como tesis para obtener el título de especialista
en construcción en la Universidad Veracruzana, Región Xalapa, México.
En dicho proyecto de investigación se estudia el reciclaje de material tipo
PET1, el cual es convertido en agregado grueso y fino, para la ayuda de la
14
construcción de una de las necesidades básicas de la vivienda digna y de la
urbanización como lo es la banqueta, guarnición y firme, teniendo como fin buscar
una solución a la problemática que se ha presentado en los últimos años con
respecto al volumen abundante de basura que en las principales ciudades del país,
y a su vez a la contribución del desarrollo de la nación. Este proyecto de
investigación pretende convertir el material de desecho PET1 en agregado artificial
para el concreto, ya que es un material que se genera en volúmenes abundantes,
resultando difícil de erradicar del ambiente. Por lo tanto, su reciclaje no solo implica
la disminución del impacto ambiental que genera, sino que brinda una alternativa
económica por ser basura inorgánica sin valor alguno. Este proyecto contribuye a
elevar la calidad de vida de la población que habita en zonas rurales y populares, a
las cuales se les imposibilita la adquisición de agregados pétreos de bancos
naturales, ya sea por el costo o por la localización de estos. La metodología se basó
en la dosificación de agregados gruesos y finos plásticos junto con cemento, para la
elaboración del concreto diseñado. Por cada proporción se hicieron 12 cilindros para
ensayarlos con edades variadas, y cada muestra se realizó con diferentes
proporciones de agregados gruesos naturales y agregados plásticos, según
procedimientos estandarizados en las normas ASTM C 192, NMX-C-083 ONNCCE
y NMX-C-160.
Méndez concluye que la grava plástica arrojó resultados positivos al
intercalarla en proporción por grava convencional, para la realización de concretos
pobres como banquetas, guarniciones y firmes. Según las pruebas de laboratorio,
confirmó el resultado de la resistencia a la cual se pretendía llegar, por lo tanto el
uso de esta grava puede ser usado confiablemente.
Aporte: El proyecto de investigación citado, constituye un buen antecedente,
ya que se plantea la utilización del material de desecho PET1 como agregado
artificial en elementos concreto que no demanden altas solicitaciones, como
banquetas, brocales y firmes; en vista del volumen considerable de basura que
genera este material, y por ende un impacto ambiental negativo. Por lo tanto, el
contenido ambiental, es un tema del que no se debe escapar, porque si bien se
aprovechan las bondades de resistencia del PET1, deben existir opciones de
15
reciclaje tales, que permitan su mayor aprovechamiento posible, debido a la
necesidad de erradicar dicho material del ambiente.
Existe una relación directa en cuanto al uso propuesto del concreto. El
concreto es un material que cumple una función vital en la construcción, por lo tanto
la aplicación del concreto en estudio, se plantea en elementos como brocales,
aceras, firmes, banquetas; ya que contemplan dosificaciones de baja resistencia por
no estar sometidos a cargas considerables, sin comprometer estructuras de gran
envergadura.
Mendoza, Aire y Dávila (2011), en su artículo publicado titulado Influencia
de las fibras de polipropileno en las propiedades del concreto en estados
plástico y endurecido, presentado como artículo científico e investigativo
perteneciente al Instituto de Ingeniería, Estructuras y Materiales, Universidad
Nacional Autónoma de México, México.
En dicho artículo se estudia el efecto que tiene la incorporación de fibras
cortas de polipropileno en las propiedades del concreto en estado fresco y
endurecido. Este artículo evalúa los efectos de incorporar fibras de polipropileno en
el concreto, ya que esta fibra se caracteriza por su alto nivel de resistencia a la
tensión, propiedad es otorgada por su módulo de elasticidad. Las principales
ventajas de la adición de fibras sintéticas en el concreto son: en estado endurecido,
el incremento de la tenacidad y de la resistencia al impacto y, en el estado fresco, el
control de la contracción plástica. Adicionalmente, controla la aparición de fisuras
durante la vida útil de la estructura y brinda mayor resistencia a la fatiga. El estudio
comprende la fabricación de mezclas de concreto con dos tamaños de agregado
grueso (9.5 y 19.0 mm), y cuatro contenidos de fibra de polipropileno (0, 1, 3 y 5
kg/m3), en mezclas con revenimiento promedio de 100 mm y una resistencia
nominal a compresión de 300 kgf/cm2. Realizando así un total de 8 mezclas de
concreto las cuales se ensayaron en estado fresco y a las edades de 7 y 28 días.
Mendoza, Aire y Dávila concluyen que las propiedades físicas del concreto
no son modificadas notablemente con la inclusión de fibras de polipropileno con un
consumo de hasta 5 kg/cm3. La resistencia a tensión aumenta, aunque la tendencia
16
es variable y observaron una notable disminución de las fisuras ocasionadas por la
retracción del concreto al momento del fraguado. Vale destacar que las
proporciones que se usarán de fibras serán determinantes en las características del
concreto. El objetivo planteado en dicho artículo de investigación fue el siguiente:
Evaluar la influencia de las fibras de polipropileno en las propiedades del
concreto.
La información que ofrece el artículo previamente citado, brinda la posibilidad
de contrarrestar la retracción mecánica inherente del concreto, a partir de adicionar
materiales como la fibra de polipropileno, la cual tiene un módulo de elasticidad y
flexión alta.
Aporte: Este artículo menciona la utilización de las fibras de polietileno que
son utilizadas en la construcción, específicamente en el concreto como sustituto de
la malla electrosoldada, permite presumir la factibilidad del funcionamiento del
material de desecho PET1 como sustituto de dicha malla electrosoldada, ya que
posee propiedades similares, y a diferencia del las fibras de polietileno, no implica
costo económico alguno.
Alesmar, Nalia, et al (2008), en su artículo titulado Diseños de mezcla de
tereftalato de polietileno (PET) – cemento, presentado en la revista de la Facultad
de Ingeniería de la Universidad Central de Venezuela, Venezuela.
En dicho artículo se estudia la necesidad de solucionar la gestión de
residuos sólidos urbanos a través del desarrollo de sistemas alternativos del
reciclado. La producción anual de envases de PET en el mundo es
aproximadamente de 207 millones de toneladas, cifra que va aumentando
considerablemente a nivel mundial (Vázquez, 2003). A través del tiempo la industria
del plástico ha ido en aumento y ha sustituido diversos materiales tales como el
vidrio, la madera y el cloruro de polivinilo (PVC) por el PET, ya que el mismo es un
material caracterizado por su gran ligereza y resistencia mecánica a compresión.
Este artículo estudia el comportamiento de las mezclas de concreto conformadas
17
por 5%, 10%, y 15% de plástico PET; en cuanto a su resistencia y durabilidad, por
ser un material que tiene la propiedad de alta resistencia mecánica y durabilidad, así
como la necesidad de gestionar la disposición final de este tipo de desechos, ya que
es un material altamente contaminante y existe en gran cantidad a nivel mundial,
dato obtenido del II Congreso Nacional de Demolición y Reciclaje realizado en
mayo de 2004 en Zaragoza, España. Se estableció una metodología basada en una
investigación teórico-práctica, que ayudase a determinar de manera preliminar el
posible comportamiento del plástico proveniente de botellas al utilizarlo como
agregado en una mezcla. Se utilizaron tres diseños de mezclas, en donde se
sustituyó parte de la arena por el plástico. Para determinar las propiedades
mecánicas y de durabilidad de las mezclas realizadas se elaboraron una serie de
probetas que tuvieran las características para los ensayos de compresión, de
absorción, erosión e impacto. Las mismas se curaron por 7 días, luego se
almacenaron hasta los 28 días para realizar los ensayos correspondientes.
Alesmar, Nalia, et al concluyen, que el tereftalato de polietileno puede ser
usado como agregado en las mezclas, a fin de contribuir con su proceso de
disposición final, ayudando a disminuir el impacto ambiental. Dichas mezclas
pueden utilizarse en la construcción de elementos de obras civiles, cuyas cargas y
su durabilidad estén limitadas a cierto período de tiempo. No se debe sustituir el
agregado fino por el PET a fin de mantener una resistencia óptima. El objetivo del
presente artículo es el siguiente:
Determinar el posible comportamiento del plástico proveniente de las
botellas de gaseosas al utilizarlo como agregado en una mezcla.
Aporte: El artículo antes citado constituye un aporte valioso pues, su
objetivo está relacionado con el presente trabajo de investigación, pues este estudia
el comportamiento del concreto al incorporársele el PET, permitiendo así tomar
como referencia las distintas variables utilizadas, así como los resultados obtenidos
a fin realizar los ajustes correspondientes que conlleven a obtener los efectos
esperados en este trabajo de investigación.
18
Asimismo las conclusiones de este artículo permiten aclarar disyuntivas con
respecto a la geometría del material PET, por lo tanto, la investigación pretende la
incorporación de formas regulares y uniformes de este material.
2.2 BASES TEÓRICAS
Las bases teóricas son aquellos conceptos y términos que serán utilizados
durante el proceso de la elaboración de este trabajo de investigación, esto permite
una mayor comprensión de las actividades a realizarse, para alcanzar la resolución
del objetivo general. Es necesario destacar que no es un glosario de términos, sino
una esquematización del trabajo a realizarse.
2.2.1 Concreto
El concreto es un elemento ampliamente utilizado en las obras civiles, debido
a que este una vez endurecido tiene una alta capacidad de soportar esfuerzos a
compresión, aportada por la previa selección y combinación de los agregados en el
concreto tales como piedra, arena, cemento y agua. Siendo esta su composición
más básica, que al unirse reaccionan químicamente bajo una relación de agua y
cemento. “Es necesario un exceso de agua sobre la precisa para esta reacción
química, para dar a la mezcla la manejabilidad que le hace posible rellenar los
moldes, antes de esta endurecer…” (G. Winter. 2002).
Según J. Porrero (2012) en el Manual del Concreto Estructural, hace una
definición de: “El concreto es un producto pastoso y moldeable, con la capacidad de
endurecer con el tiempo, con trozos pétreos que quedan englobados dentro de
este”. Que previamente fueron mezclados y reaccionaron bajo la relación agua –
cemento.
19
Imagen N° 1. Muestras endurecidas de Concreto (Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/CYxqmV )
2.2.1.1 Tipos
El concreto es usado ampliamente en diversos elementos estructurales, tales
como, columnas, vigas, losas, entre otras, y en elementos no estructurales como
aceras, brocales, pavimentos, recubrimientos, etc. El uso que se le dará al concreto
será determinado por las necesidades y el proyecto planificado para esa obra. “El
concreto es un material con amplia gama de posibilidades, bien sea por el uso de
diferentes componentes o por la distinta proporciones de ellos”. (J. Porrero 2012).
Teniendo en consideración que el tipo de concreto dependerá de los
componentes (agregados), y/o proporciones, obtendremos algunos tipos de
concretos entre las cuales tenemos:
1. Concreto celular: Resistencia de 20 a 60 kgf/cm2
2. Concretos livianos: Resistencia de 140 a 380 kgf/cm2
3. Concretos normales: Resistencia de 180 a 350 kgf/cm2
4. Concretos de alta resistencia: Resistencia de 350 a 800 kgf/cm2
5. Concretos con fibras de acero: Resistencia de 350 a 850 kgf/cm2
20
Rangos aproximados de resistencias a la compresión de diferentes tipos de
concreto (J. Porrero 2012).
2.2.2 Concreto fresco
2.2.2.1 Manejabilidad
“Al principio el concreto parece una “masa”. Es blando y puede ser trabajado
o moldeado en diferentes formas. Y así se conserva durante la colocación y la
compactación”. (IMCYC, 2004). Aunado a esto debemos considerar que
previamente esta mezcla tuvo una reacción química, causada por la reacción entre
el agua y el cemento. Formando una pasta que ayuda a conglomerar los agregados
(piedra y arena), y manteniéndolos todos en una masa. Que posteriormente será
colocada en un molde, y con el tiempo endurecerá.
2.2.2.2 Propiedades del concreto fresco
Son las propiedades del concreto fresco, que permiten trabajarlo con
facilidad, para mezclarlo, colocarlo y compactarlo, sin que este se segregue o sea
que será homogéneo. Esta es permitida por la cantidad de agua dentro de la
mezcla, quiere decir que a mejor cantidad de agua tenga, menos trabajabilidad
tendrá.
2.2.2.2.1 Fluidez
Para una mezcla de concreto fresca, que denominaremos pasta, la fluidez
será la relación agua – cemento ideal, ya que si en la mezcla existe un nivel bajo de
21
agua su nivel de trabajabilidad será casi nula, haciendo que este no sea homogénea
y provocando que no se adhieran los agregados, por lo contrario si la pasta tiene
alta cantidad de agua, esta provocará que los elementos como la piedra se corran
en la superficie donde esta es mezcla y por el alto nivel de agua esta pierda la
capacidad de mezclarse completamente
2.2.2.3 Asentamiento
El asentamiento del concreto representa el nivel de trabajabilidad del mismo,
este será determinado por la cantidad de agua que se le agregó a la mezcla, si la
fluidez es poca, la manejabilidad será más difícil y su capacidad de moldearse
disminuirá, por el contrario, si el nivel de líquido en la mezcla es alto, se corre el
riesgo de dañarla, ya que los componentes estarán completamente asentados y no
se formará la pasta. Este asentamiento será determinado según la solicitación, y
medida con el Cono de Abrams.
Imagen N° 2. Asentamiento medido con el Cono de Abrams (Fuente: Manual del Concreto Estructural. - Revisada 29 de junio de 2015).
2.2.2.4 Cono de Abrams
22
Este es un instrumento en forma de cono, que permite hacer ensayos de
asentamiento de mezclas de concreto en estado fresco, éste brinda información
relacionada a la fluidez de la mezcla.
Tabla N° 1. Valores usuales de asentamiento con el Cono de Abrams (Fuente: Manual del Concreto Estructural. - Revisada 29 de junio de 2015).
Este ensayo esta normalizado por la COVENIN 0339-2003. Titulada: Método
para la medición del asentamiento con el Cono de Abrams.
El Cono de Abrams debe cumplir con lo siguiente según la norma COVENIN:
Constituido de un material rígido e inatacable por el concreto, con un espesor
mínimo de 1.5 mm. Su forma interior debe ser la de un tronco de cono, de (200 ± 3)
mm de diámetro de base mayor, (100 ± 3) mm de diámetro de base menor y (300 ±
3) mm de altura. Las bases deben ser abiertas, paralelas entre sí y perpendiculares
al eje del cono. El molde debe estar provisto de asas y aletas. El interior del molde
debe ser relativamente suave y sin protuberancias, tales como remaches.
Barra compactadora
23
Esta debe ser de acero, recta, cilíndrica y lisa, de 16 mm de diámetro, 600
mm de longitud aproximada, con el extremo semiesférico de 8 mm de radio.
Imagen N° 3. Cono de Abrams (medidas en centímetros). (Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/PdWqwi)
Los procedimientos de ensayos están descritos en la norma COVENIN 0339-
2003.
Imagen N° 4. Procedimiento normalizado para la medición del asentamiento (Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/NBAuTi)
2.2.3 Concreto endurecido
Cuando el agua y el cemento entran en contacto, comienza a realizarse una
reacción que se divide en 3 etapas, la plástica es cuando el concreto es
completamente manejable y trabajable, el fraguado que lo podemos determinar
como el endurecimiento parcial de la mezcla, cuando se seca, y la etapa de
endurecimiento final, que le da la resistencia y durabilidad del concreto.
24
Vale destacar que en el proceso de encofrado se tiene que vibrar la mezcla,
esto le permitirá sacar el todo el aire de la mezcla y evita la aparición de las
cangrejeras, que es cuando se le observa agujeros a la superficie del material
endurecido.
Además es de relevancia acotar que uno de los principales problemas de
este concreto en estado endurecido o en proceso de endurecimiento, es que según
las condiciones ambientales, si pierde muy rápido el agua, este sufrirá la aparición
de fisuras.
Imagen N° 5. Principales estados por los que pasa el concreto en el desarrollo de su resistencia
(Fuente: Manual del Concreto Estructural. Revisada 28 de junio de 2015).
En la gráfica previa (imagen N° 6), se puede observar 3 tipos de estados del
concreto, el primero (estado plástico) se aprecia que la curva se mantiene baja,
indicándonos que el concreto tiene un tiempo determinado para ser trabajado, una
vez que entra en la segunda etapa (fraguado), se nota que la curva aumenta de
forma exponencial en un tiempo relativamente corto, y cuando llega a su etapa final
25
de endurecimiento, observamos como la curva nuevamente se normaliza, pero su
resistencia sigue aumentando al transcurrir el tiempo de forma moderada.
2.2.3.1 Ensayo a compresión
Los ensayos se realizan para saber qué calidad de concreto se elaboró; los
ensayos con mayor exactitud son los de tipo destructivo, siendo el más común el de
compresión, el cual es efectuado por laboratorios, utilizando una máquina universal,
que comprime el cilindro y obtiene los valores de compresión.
Los ensayos que se realizarán durante la elaboración del concreto, están
normalizados por la COVENIN 0338-2002, titulada: Método para la elaboración,
curado y ensayo a compresión de cilindros de concreto
Aparatos a usar para realizar los ensayos normalizados
Máquina de ensayo (máquina universal): Utilizada en los ensayos de
compresión, siempre que su capacidad sea suficiente para producir la rotura de la
probeta y se pueda regular la velocidad de carga, de modo que alcance la velocidad
requerida para el ensayo. Debe estar provista de 2 platos de acero cuya dureza
Rockwell C no sea inferior a 60 (HRC). Uno de estos platos estará fijo, donde se
colocará la muestra y el otro será quien comprima el cilindro.
Moldes cilíndricos (recolector de muestra): Preferiblemente metálicos,
rígidos, estancos de superficie interior lisa, no absorbente y que no reaccione con el
concreto.
Dimensiones del molde: El molde normal debe tener 152.5 ± 2.5 mm de
diámetro y 305 ± 6 mm de altura para el tamaño nominal de agregado grueso no
mayor de 50 mm. Se pueden utilizar moldes de otras dimensiones, siempre que el
diámetro sea como mínimo tres veces el tamaño nominal del agregado grueso. La
relación altura a diámetro debe mantener 2 a 1 en ningún caso su diámetro debe ser
menor a 50 mm.
26
Barra compactadora: De acero, cilíndrica y lisa, de 16 mm de diámetro por
600 mm de longitud, aproximadamente, y punta semiesférica, de 8mm de radio.
2.2.3.2 Ensayo a flexión
La resistencia a la flexión es una medida de la resistencia a la tracción del
concreto. La resistencia a la flexión se expresa como el módulo de rotura (Mr).
Según el National Ready Mixed Concrete Association, El Módulo de Rotura
es cerca del 10% al 20% de la resistencia a compresión. Este ensayo es usado para
en campo y aceptación de pavimentos. Aunque también es tomado en
consideración la resistencia a compresión como criterio de aceptación.
Los ensayos a flexión están normalizados por la COVENIN 340 – 1979
(Método para la elaboración y curado en el laboratorio de probetas de concreto para
ensayos a flexión), dicha norma específica los parámetros a usarse para la
realización del muestreo de una mezcla de concreto para una vigueta, y bajo qué
condiciones esta deberá ser curada, para su posterior ensayo.
Los equipos a usarse serán los siguientes:
Moldes rectangulares: Molde rígido preferiblemente metálico que no
reaccione con el concreto. Deben llevar distintos dispositivos que aseguren entre sí
las distintas partes del molde, así como éstas a la placa de base de tal manera que
el conjunto resulte impermeable al agua. Las superficies interiores deben ser lisas,
planas y sin imperfecciones.
Herramientas: Palas, baldes, llanas metálicas y de madera, cuchara,
enrasadora, cucharones, etc.
27
Barras compactadora: Debe ser rectas lisas, cilíndricas, de acero, con los
extremos semi-esféricos.
Toma de muestras:
Se debe tomar una muestra de concreto fresco con las especificaciones
descritas en este trabajo. Por cada variable se debe realizar al menos 3 viguetas
como mínimo. Se recomienda que los ensayos a flexión se realicen a edades de 14
y 28 días.
Una vez realizada las muestras, la aplicación de la COVENIN 343 – 1979
(Método de ensayo para determinar la resistencia a la tracción por flexión del
concreto en vigas simplemente apoyadas, con carga en el centro del tramo).
Método de ensayo
Máquina de ensayo: Que tenga un dispositivo para asegurar que la carga
aplicada a la viga se mantenga vertical y sin excentricidad y debe estar diseñada de
acuerdo con las siguientes condiciones:
Que el aparato sea capaz de mantener la distancia entre apoyo. Esta carga
debe ser aplicada perpendicularmente a la cara superior de la viga para evitar toda
excentricidad. Dicha carga debe ser incrementada gradualmente y sin impacto.
Material a ensayar: será la probeta de concreto elaborada según la
COVENIN 340, que tenga una luz libre entre apoyos lo más próxima posible al triple
de su altura.
28
El procedimiento de ensayos será el siguiente:
Se voltea la probeta sobre uno de sus lados, con respecto a la posición
inicial de vaciado y se centra con respecto a las placas de apoyo.
La placa de aplicación de carga se pone en contacto con la probeta sobre la
línea central de la luz libre.
Se aplica la carga a velocidad uniforme, libre de impacto.
Una vez obtenidos los resultados, estos se expresarán bajo la siguiente fórmula:
Mr: Modulo de rotura expresado en kg/cm2
P: Carga máxima aplicada, indicada en la máquina de ensayo, expresada en kg.
L: Luz, expresada en centímetros.
b: Ancho promedio de la probeta, expresado en cm.
h: Altura promedio de la probeta, expresada en cm.
2.2.4 Agregados
Los agregados, o también llamados áridos o inertes, representan un alto
porcentaje en el concreto, estos aparte de dar volumen y abaratar costos, también
son influyentes en la resistencia del elemento que se proyectará. “Los agregados
29
finos y gruesos constituyen entre el 60 y el 75% de una mezcla de concreto”.
(IMCYC, 2015).
Haciendo referencia a lo que previamente se citó, es claro que los agregados
juegan un papel fundamental en las mezclas de concreto, esto conlleva a que estos
elementos sean cuidadosamente evaluados y seleccionados, lo que posteriormente
se desarrollará.
2.2.4.1 Niveles de calidad
Según la COVENIN 0277-2000 Concretos. Agregados. Requisitos.
Esta norma Venezolana contempla los requisitos mínimos que deben cumplir
los agregados finos y gruesos, para poder ser usados en concreto. Debido a que los
agregados dentro de una mezcla de concreto tienen un papel fundamental, la
normalización de los niveles de calidad y ensayos debe ser cumplida, para así
obtener al máximo los valores deseados al realizar los proyectos.
2.2.4.1.1 Agregados controlados
Estos agregados son estrictamente evaluados, las plantas de procesamiento
presentan todas las condiciones ideales para usar lo que ellos producen, en una
obra el caso ideal sería usar este tipo de agregado ya que representa un gran
respaldo debido a que cumplen con los parámetros ideales, que son establecidos
por la norma COVENIN 0277-2000.
2.2.4.1.2 Agregados conocidos con control insuficiente
Estos agregados son extraídos de canteras y ríos, que fueron previamente
usados en obras de gran envergadura, y se comprobó en algún momento la calidad
que estos ofrecían, pero por distintas razones el control que conlleva a la toma de
30
muestras, ensayos, etc., no son tomados en consideración, representando así un
grave error, ya que estos controles son obligatorios siempre. En este caso si bien
existe un antecedente de uso, no existe un control del mismo.
2.2.4.1.3 Agregados no empleados con anterioridad
Este tipo de agregado es aquel que por primera vez se usará, o que si en
algún momento se utilizó no se tiene registro de ello, para la utilización de este tipo
de material sin antecedentes previos, los ensayos y la comprobación de la calidad
de este debe ser exhaustivo y con mayor profundidad. Esto generará mayor
confianza en caso de comprobar su calidad, de no ser así el material no se podrá
utilizar.
2.2.4.1.4 Toma de muestra
La toma de muestras de los agregados en los yacimientos, canteras o ríos,
es obligatoria para poder usar este material.
Según la COVENIN 270-1998 titulada: Extracción de muestras para morteros
y concretos. Que tiene como objetivo principal:
Los procedimientos para la extracción de muestras respectivas de los
agregados para concretos y morteros, con el propósito de hacer ensayos de los
mismos
2.2.4.2 Granulometría
31
“Se entiende por granulometría la composición del material en cuanto a la
distribución del tamaño de los granos que lo integran. Esta característica decide, de
manera muy importante, la calidad del material para su uso como componente del
concreto”. (J. Porrero, 2012).
La granulometría también es normalizada por la COVENIN 255-1998,
titulada: Determinación de la composición granulométrica. Que tiene como objetivos
principales:
Esta norma venezolana contempla un procedimiento para la determinación
por cernido de la distribución de los tamaños de las partículas de agregados finos y
gruesos.
Algunas especificaciones para agregados que se referencian en esta Norma
Venezolana contienen requisitos de gradación que abarcan tanto la fracción gruesa
como la fina. Se incluyen, por lo tanto, las instrucciones para el análisis de la
composición granulométrica.
Imagen N° 6. Ensayo de Granulometría (Fuente Digital. Disponible en línea: https://goo.gl/3oXoQ1)
32
2.2.5 Mezclas de concreto con fibras
Se sabe que propiamente el concreto ya endurecido es capaz de resistir
grandes esfuerzos a compresión, pero al momento de este ser sometido a esfuerzos
de tracción su resistencia es mínima, aproximándose al 10% de su capacidad de
resistir a compresión. Por tal motivo la incorporación de mallas de acero están
presentes dentro del concreto. La inclusión de las fibras dentro de la mezcla de
concreto busca igualar al acero, ya que éste por estar presente al hacer la mezcla,
tiene la ventaja de entrelazarse y formar una malla sintética, ofreciéndole mayor
tenacidad al concreto.
Según la NRMCA (National Ready Concrete Association), en su revista
digital:
Las fibras sintéticas que son específicamente diseñadas para el concreto
(hormigón) se fabrican a partir de materiales sintéticos que pueden resistir el medio
alcalino del concreto a largo plazo. Las fibras sintéticas son añadidas al concreto
antes o durante la operación de mezclado. El uso de las fibras sintéticas en
proporciones típicas no requiere de ningún cambio en el diseño de la mezcla.
Imagen N° 7. Concreto con fibra sintética
33
(Fuente Digital. Disponible en línea: https://goo.gl/dZ0bKs)
2.2.5.1 Tipos de fibras
Fibras de vidrio
Fibras de acero
Fibras sintéticas (acrílica, polipropileno, nylon, poliéster, polietileno, etc.)
Según el IMCYC (Instituto Mexicano del Cemento y Concreto). En su revista
digital, 2007. El uso de fibras:
Para el uso efectivo de fibras en el concreto endurecido se deben tener
contempladas las siguientes características:
Las fibras deben ser significativamente más rígidas que la matriz, es decir,
un módulo de elasticidad más alto.
El contenido de fibras por volumen debe ser adecuado
Debe haber una buena adherencia entre la fibra y la matriz
Las fibras deben tener una alta relación de aspecto; es decir, deben ser
largas con relación a su diámetro.
34
Imagen N° 8. Distintos tipos de fibras para el concreto (Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/JOFmVu).
2.2.6 Cemento
El cemento es el componente que permite el desarrollo de la resistencia
mecánica del concreto y el componente con mayor costo unitario en la mezcla, el
cemento se obtiene de la calcinación de piedra caliza y arcilla a temperatura
cercana a 1.450 ˚C para promover la sintetización, seguidamente se somete a un
enfriamiento brusco para obtener especies químicas con fases meta estables. El
producto obtenido de esta forma se denomina clinker y este debe ser sometido
posteriormente a un proceso de molienda donde se adiciona sulfato de calcio, con la
finalidad de controlar el falso fraguado del cemento durante el mezclado del
concreto.
Según Porrero, J. (2012), el cemento es el componente activo del concreto e
influye en todas las características de ese material. Sin embargo el cemento
constituye solo un 10 o 20 % del peso del concreto, siendo el 80 a 90 % de
materiales restantes el que condiciona la posibilidad de desarrollar las propiedades
del concreto.
De acuerdo a lo anteriormente expuesto, el cemento es una especie de cal
hidráulica, que tiene la propiedad de endurecer por medio de reacciones y
procesos de hidratación de los silicatos de calcio y aluminatos que, una vez
endurecido conserva su resistencia y estabilidad. El cemento, también conocido
como cemento portland, utilizado casi únicamente con fines estructurales; es la
combinación de materias de carácter ácido y básico proveniente de arcillas y caliza.
35
2.2.6.1 Tipos de cemento Portland
Los diferentes tipos de cementos son determinados por el proceso de
trituración de la materia prima, en la cual se puede distinguir peculiaridades que
diferencian a los productos entre sí. El manual del concreto estructural de J. Porrero,
indica en la página N° 96, que en la COVENIN 28 “Cemento Portland.
Especificaciones”, existen 5 tipos de cemento, que se mencionarán en la siguiente
tabla:
Tabla N° 2. Tipos de cemento Portland (Fuente: Porrero, J. (2012), Manual de Concreto Estructural- Revisada 31 de octubre de 2015).
2.2.7 Agua para concreto
Se sabe que el agua es el elemento que hará reaccionar químicamente al
cemento, generando lo que previamente definimos como la pasta. Esta genera que
la mezcla se hidrate y se pueda trabajar. Según J. Porrero 2012. “…El agua de
mezclado ocupa normalmente entre 15% y 20% del volumen del concreto fresco…”.
Sus características están normalizadas por la COVENIN 1753-2006,
refiriéndose de esta manera: “El agua empleada en el mezclado del concreto debe
ser limpia y no debe contener cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis,
sales, materia orgánica u otras sustancias nocivas al concreto o al acero de
refuerzo.”
36
2.2.7.1 Efectos de las impurezas sobre el concreto
Según el Ing. Gerardo Rivera en su libro Concreto Simple, destaca 2 tipos de
impurezas: Orgánicas e inorgánicas, definiéndolas de la siguiente manera:
Impurezas orgánicas: las sustancias orgánicas contenidas en aguas
naturales, afectan considerablemente el tiempo de fraguado inicial del cemento y la
resistencia última del concreto u hormigón. Se debe tener especial cuidado con los
altos contenidos de azúcar en el agua porque pueden ocasionar retardo en el
fraguado
Impurezas inorgánicas: los límites permisibles para contenidos inorgánicos
son algo amplios, pero en algunas partes, éstos pueden presentarse en cantidades
suficientes para causar un deterioro gradual del hormigón.
2.2.8 Diseño de mezclas
El diseño de mezcla es el procedimiento previo a la realización de la mezcla,
en este proceso se calculan los porcentajes de cada elemento que conformará el
concreto. Teniendo en consideración que este diseño deberá cumplir con todas las
propiedades del concreto fresco y endurecido. La realización del diseño permitirá
que el proyecto cumpla correctamente con los requerimientos (resistencia y
durabilidad). Se toma en cuenta las siguientes variables:
Tipo de agregados, cantidades y granulometría
Resistencia y durabilidad
Tipo de cemento y cantidades
Cantidad de agua para realizar la mezcla
El ambiente en donde se preparará la mezcla y una vez endurecido las
condiciones al que este será sometido.
37
2.2.8.1 Relación Beta
La relación beta β es la relación de agregados gruesos y finos, mediante
este procedimiento se obtiene los valores deseados de la proporción de cada uno
de ellos, vale la pena destacar que el uso del concreto en el proyecto muchas veces
determinará en que porcentaje utilizaremos los agregados. Por ejemplo si
realizamos un concreto para proyectarlo por medio de bombas hidráulicas, lo ideal
sería usar más agregados finos que gruesos.
El valor será expresado en porcentaje. Donde A es el peso de la arena y G
es el peso del agregado grueso.
2.2.8.2 Relación Alfa
Esta será la relación agua – cemento dentro de la mezcla, dejándonos la
siguiente expresión matemática.
Donde a representa la cantidad de agua en litros o en kilogramos fuerza y C
representa la dosis de cemento en kilogramos fuerza.
2.2.8.3 Determinación de la resistencia
La determinación de la resistencia la dará el proyecto, según sean las
condiciones y las solicitaciones requeridas, por ejemplo si se necesita hacer una
acera, este entra en los elementos no estructurales, ya que no soportará grandes
cargas, pero si se necesita que cumpla unas de las propiedades del concreto como
lo es la durabilidad. En general el tipo de concreto que se utilizaría para este
proyecto sería de 180 kgf/cm2.
38
2.2.9 Plástico
El plástico es un material sintético formado por carbono, hidrógeno, nitrógeno
y oxígeno, combinados con otros elementos obtenidos del petróleo. En el caso del
PET1 (tereftalato de polietileno), contiene ácido tereftálico y etilenglicol por
condensación. El gran uso que se le da a este producto es debido a que su
capacidad de almacenar los productos, ya sea alimentos o bebidas, es excelente,
manteniendo la calidad de lo que este almacena. Este plástico es a nivel mundial
uno de los más usados, según datos de la organización mundial de la salud (OMS),
para el año 2000 la producción anual fue de 160 millones de toneladas
2.2.9.1 Tipos de plásticos
Los plásticos se presentan en distintos tipos, estos son determinados por su
composición química propia, entre los más comunes tenemos:
Tereftalato de Polietileno (PET1)
Polietileno de alta densidad (PEAD – HDPE)
Policloruro de vinilo (PVC)
Polipropileno (PP)
Poliestireno (PS)
Imagen N° 9. Códigos de identificación de resinas de plástico (Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/A2P3Y4)
39
2.2.9.2 Propiedades del plástico PET1
El polietileno tereftalato (PET), es un material ampliamente usado en la
industria, esto debido a sus características, que permiten moldearlo en diversas
formas técnicas requeridas, entre las características más importantes tenemos las
siguientes:
Alta resistencia al desgaste
Buena resistencia química
Buena resistencia térmica
Cristalinidad y transparencia (aunque admite muy bien el uso de colorantes,
por tal motivo, se puede ver una amplia gama de envases de colores)
Alta rigidez y dureza
Estas características previamente mencionadas hacen que el plástico PET1,
tenga una larga lista de uso. Además que su densidad es de 1,34 g/cm3, según el
Departamento de Química de la Universidad de Valladolid, lo que permite que su
peso por unidad de medida lo haga liviano, en comparación con otros materiales.
2.2.10 Acero de refuerzos para el concreto
El acero de refuerzo es introducido en el concreto, para absorber y resistir
los esfuerzos previamente dichos, generando así lo que mayormente se conoce
como concreto armado, vale la pena resaltar que el acero tiene la capacidad ser
estirado y regresar a su estado original. Este concreto armado o reforzado es capaz
de resistir esfuerzos de compresión y tracción.
“Las formas más comunes del acero para servir de refuerzo al concreto son:
la barra con resaltes o corrugada (cabilla en Venezuela) y la malla electrosoldada”
(J. Porrero 2012).
40
En la COVENIN 1753-2006, en su capítulo 3.6 (Acero de refuerzo),
menciona específicamente las propiedades y los tipos de acero para refuerzo del
concreto
2.2.10.1 Malla Electrosoldada
Es una estructura que la conforma acero dispuesto de forma longitudinal y
transversal, soldada en las intercepciones, este proceso generará una malla, vale
destacar que el tipo de acero es de poco diámetro.
Imagen N° 10. Malla electrosoldada (Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/G2uu39)
Según la COVENIN 1753-2006 en el capítulo 3.6.4, la malla electrosoldada
deberá cumplir las siguientes condiciones: “La separación de las intersecciones
soldadas en la dirección del refuerzo principal no debe ser mayor de 30 cm. para
mallas de alambre liso ni de 40 cm. para mallas de alambre con resaltes”.
El uso que se le da según Joaquín Porrero en el Manual del Concreto
Estructural serán las siguientes:
Se utilizará como refuerzo estructural en losas y muros, como reemplazo de
la parrilla de barras corrugadas, esto facilita enormemente la colocación y evita que
se pierda tiempo haciendo el emparrillado.
41
También se puede usar como acero de repartición y como refuerzo por
retracción y temperatura. Especialmente apropiada para el sistema de túnel,
tuberías de concreto, concreto proyectado, aceras y pavimento.
2.2.10.2 Corrosión del acero
La ASTM define la corrosión como la “reacción química o electroquímica
entre un material, usualmente un metal y su medioambiente, que produce un
deterioro del material y de sus propiedades”. La producirse este proceso, generará
problemas posteriores, tales como, perdida de resistencia mecánica del acero, esto
a su vez genera que el elemento (el concreto armado), no cumpla sus funciones, y
posteriormente esta corrosión será transferida al concreto.
La corrosión puede ser producida por los siguientes elementos, todos
presentes de una u otra forma en las obras, que deberán ser previamente
considerados en el proyecto:
Carbonatación del concreto
Presencia de sales en la superficie del acero
Acciones del medio ambiente (lugares donde las condiciones de construcción
son extremas).
Humedad
Ataques de cloruros o sulfatos
Imagen N° 11. Oxidación del acero de refuerzo (Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/3Te1sb)
42
2.3 Cuadro de variables
Objetivo específico
Variable Dimensión Indicadore
s Medición Fuentes
Técnicas e instrumento
s
Diseñar una mezcla de concreto
patrón, con una
dosificación para f’c= 180 kgf/cm2 T=3”.
Diseño de mezcla
Dosificación
Arena Piedra picada
Cemento Agua
COVENIN 1753-2006
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica
Diseñar una mezcla de
concreto con una
dosificación para f’c= 180 kgf/cm2 T=3”, agregándole
0,55% de PET1 como
complemento.
Diseño de mezcla
Dosificación
Arena Piedra picada
Cemento Agua
0.5 % tiras de PET1
COVENIN 1753-2006
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica
Diseñar una mezcla de
concreto con una
dosificación para f’c= 180 kgf/cm2 T=3”, agregándole 1% de PET1
como complemento
.
Diseño de mezcla
Dosificación
Arena Piedra picada
Cemento Agua
1 % tiras de PET1
COVENIN 1753-2006
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica
Diseñar una mezcla de
concreto con una
dosificación para f’c= 180 kgf/cm2 T=3”, agregándole 2% de PET1
como complemento
Diseño de mezcla
Dosificación
Arena Piedra picada
Cemento Agua
2 % tiras De PET1
COVENIN 1753-2006
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica
Determinar la resistencia a compresión
de los cilindros
elaborados con la mezcla
Resistencia a
compresión
Mezcla de concreto Patrón
Cilindros COVENIN
0338-2002
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas
43
de concreto patrón
cámara fotográfica
Determinar la resistencia a compresión
de los cilindros
elaborados con las
mezclas de concreto con complemento
PET1.
Resistencia a
compresión
Mezcla concreto con complemento
PET1 en 0.5,1 y 2%
Cilindros COVENIN
0338-2002
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica
Determinar la resistencia a flexión de las
viguetas elaboradas
con concreto patrón.
Resistencia a flexión
Mezcla de concreto Patrón
Viguetas COVENIN
0343-1979
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica
Determinar la resistencia a flexión de las
viguetas elaboradas con malla
electrosoldada.
Resistencia a flexión
Malla electrosoldad
a Viguetas
COVENIN 0343-1979
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica
Determinar la resistencia a flexión de las
viguetas elaboradas
con las mezclas de
concreto con complemento
PET1
Resistencia a flexión
Mezcla concreto con complemento
PET1 en 0.5,1 y 2%
Viguetas COVENIN
0343-1979
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica
Analizar comparativamente los
resultados de la resistencia a compresión
y flexión, obtenidos
para la mezcla patrón,
mezcla con malla y el
concreto con complemento
PET1.
Resultados Ensayos de laboratorios
Muestras patrón , Muestra
con malla y Muestras
con complemen
to PET1
Normas COVENIN usadas.
Campo
Observación Directa
Formatos de recolección
de datos block de
notas cámara
fotográfica Gráficos de
barras
44
2.4 Definición de términos básicos
Reciclaje
El reciclaje consiste en aprovechar los materiales u objetos que la sociedad
de consumo ha descartado por considerarlos inútiles, es decir, darle un nuevo valor
a lo descartado a fin de que pueda ser reutilizado en la fabricación o preparación de
nuevos productos, que no tienen por qué parecerse ni en forma ni aplicación al
producto original.
(Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/Cyik5D /)
Segregación
La segregación del hormigón es la separación de sus componentes una vez
amasado, provocando que la mezcla de hormigón fresco presente una distribución
de sus partículas no uniforme. Si un hormigón presenta buena resistencia a
segregación, eso significa que los áridos están uniformemente distribuidos en la
mezcla, tanto en dirección vertical como en horizontal.
(Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/Z5Iops)
Exudación
La exudación del hormigón fresco es un el fenómeno que se produce por el
ascenso del agua de amasado de una mezcla de hormigón durante el tiempo que
dura su fraguado. Los componentes del hormigón fresco vertido contienen
materiales de distintas densidades y se produce una tendencia a la decantación de
áridos más pesados, y un ascenso del agua, menos densa.
La exudación es una forma de segregación de los componentes de una
mezcla de hormigón fresco en la que el agua tiende a elevarse hacia la superficie
45
del hormigón como consecuencia de la incapacidad de los áridos de arrastrarla con
ellos al irse compactando.
(Fuente Digital. Disponible en línea: http://goo.gl/GO5so4)
Residuos
Es todo material resultante de los procesos de producción, transformación y
utilización, que sea susceptible de ser tratado, reusado, reciclado o recuperado, en
las condiciones tecnológicas y económicas del momento específicamente por la
extracción de su parte valorizable.
(Fuente: Ley de residuos y desechos sólidos Venezolana (actual)) - Revisada 25 de julio de 2015)
Desechos
Todo material o conjunto de materiales resultantes de cualquier proceso u
operación, para los cuales no se prevé un destino inmediato y deba ser eliminado o
dispuesto en forma permanente.
(Fuente: Ley de residuos y desechos sólidos Venezolana (actual)) – (Revisada 25 de julio de 2015).
46
CAPÍTULO III.
MARCO METODOLÓGICO
47
3.1 Tipo de investigación
De acuerdo al nivel de conocimiento científico (observación, descripción,
explicación) al cual pretende llegar un investigador, permite formular el tipo de
estudio, es decir de acuerdo al tipo de información que espera obtener así como el
nivel de análisis que deberá realizar.
La presente investigación es un proyecto factible que como su nombre lo
indica, está orientado a resolver un problema planteado o a satisfacer las
necesidades en una institución. Para ello es importante resaltar la definición que
hace al respecto la Universidad Pedagógica Experimental Libertador (UPEL, 2006),
la cual refiere:
“Un proyecto factible consiste en la investigación, elaboración y
desarrollo de una propuesta de un modelo operativo viable para
solucionar problemas, requerimientos o necesidades de
organizaciones o grupos sociales; pueden referirse a la formulación
de políticas, programas, tecnologías, métodos o procesos. El
proyecto debe tener apoyo en una investigación de tipo
documental, de campo o un diseño que incluya ambas modalidades
(p. 16)”.
Tomando en cuenta lo expuesto anteriormente, se considera que este
proyecto es factible porque busca plantear una alternativa en la construcción de
aceras y pavimentos, donde se requiera el empleo de la malla electrosoldada para
el control de la retracción del concreto. Dicho proyecto de investigación pretende
incorporar a la mezcla de concreto tiras de PET 1, y disminuir los costos asociados
a la construcción de estos elementos. La malla supone un costo elevado en el
mercado.
48
3.2 Nivel de investigación
El nivel de investigación se refiere al grado de profundidad con que se
aborda un objeto de estudio. Arias (2006). Se puede clasificar en exploratoria,
descriptiva y explicativa.
La investigación exploratoria se refiere a aquella que se realiza sobre objetos
poco estudiados, por lo que sus resultados dan una visión de dicho objeto. Nivel de
conocimiento superficial.
Tomando en cuenta lo expuesto anteriormente, la presente investigación es
de tipo exploratoria, porque implica realizar un estudio poco conocido, el cual
arrojará una serie de resultados que permitirán establecer un pronóstico del tema.
De acuerdo a la revisión bibliográfica, la incorporación del PET1 en el concreto, no
se ha empleado para el control de la retracción del concreto y así determinar la
factibilidad de prescindir de la malla electrosoldada en la construcción de aceras y
pavimentos.
El aporte en este trabajo de investigación será evaluar la retracción del
concreto con la incorporación del PET1.
3.3 Diseño de la investigación
El diseño de la investigación se refiere al plan o estrategia concebida para
obtener la información que se desea. Lo ideal es tomar un solo diseño de
investigación con el fin de no aumentar los costos que demanda. Asimismo, la
confiabilidad de los resultados dependerá de las estrategias utilizadas para el diseño
de la investigación.
En este proyecto de investigación se tomará como diseño el experimental,
pues incluirá revisión bibliográfica, ensayos de laboratorio y análisis de resultados.
Según Babbie, (2009), el termino experimento, se refiere a elegir o realizar una
49
acción y después observar las consecuencias. La esencia de esta concepción, es
que requiere la manipulación intencional de una acción para analizar sus posibles
resultados.
Para esta fase se pretende en cuanto al diseño de mezcla incorporar el
PET1, como complemento del concreto con una dosificación de f’c = 180 kgf/cm2
T=3”; en diferentes proporciones con el fin de medir sus efectos en relación a la
retracción del mismo.
3.4 Población y muestra
Según Arias, (2006) se entiende por población al conjunto finito o infinito de
elementos con características comunes, para los cuales serán extensivas las
conclusiones de la investigación. Por tanto la población se refiere al conjunto de los
casos que convergen en particularidades, sobre la cual se pretende generalizar los
resultados obtenidos de las muestras.
En el presente proyecto de investigación se considera población a todas las
probetas cilíndricas y viguetas que serán elaboradas para su posterior ensayo de
laboratorio, a compresión y flexión respectivamente.
Por otra parte, Sampieri, et al (2010) establecen que la muestra es un
subgrupo de la población de interés, sobre el cual se recolectarán datos, y que tiene
que definirse o delimitarse de antemano con precisión, éste debe ser representativo
de una población. El investigador pretende que los resultados encontrados en la
muestra logren generalizarse o extrapolarse a la población.
Para esta investigación la muestra será las probetas cilíndricas y viguetas de
concreto de f’c = 180 kgf/cm2 T= 3” con la incorporación del PET1, las cuales serán
sometidas a ensayos de compresión y flexión.
50
3.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos.
Las técnicas empleadas para la recolección de datos en el presente trabajo
de investigación, son las siguientes:
Revisión bibliográfica: Gálvez (2002) indica que la revisión bibliográfica es un
procedimiento estructurado cuyo objetivo es la localización y recuperación de
información relevante para un usuario que quiere dar respuesta a cualquier duda
relacionada con su práctica, ya sea esta clínica, docente, investigadora o de gestión.
La naturaleza de la duda y, por tanto, de la pregunta que se hace el usuario
condicionará el resultado de la revisión, tanto en el contenido de la información
recuperada como en el tipo de documentos recuperados.
Observación directa: Según Behar (2011) consiste en el registro sistemático,
válido y confiable del comportamiento o conducta manifiesta. Puede utilizarse como
instrumento de medición en muy diversas circunstancias.
Mediante esta técnica se puede establecer contacto visual con el
comportamiento del concreto al incorporar el material propuesto y someterlo a las
pruebas de laboratorio.
Siendo estas características del tipo de investigación que se está
desarrollando en el presente trabajo: la observación, recolección de datos y la
realización de conclusiones. Características propias de un trabajo de investigación
exploratorio, y realizado en campo.
Finalmente para la recolección de datos se hace necesario tener presente
que el laboratorio donde se realicen las pruebas, debe estar certificado por
SENCAMER para garantizar la calibración de todos los equipos utilizados y así
obtener resultados confiables.
En cuanto a los instrumentos utilizados, se tienen los siguientes:
51
Cámara fotográfica: Permite el registro en imágenes de cada etapa del
ensayo a realizar, así como dejar en evidencia del momento en el que se produzca
la falla.
Block de notas: El block de notas es el instrumento que permite tomar notas
importantes del desarrollo del ensayo en laboratorio.
Formatos de recolección de datos: Este formato permite recabar una gran
cantidad de información relevante, dicho formato puede ser digital o impreso.
Gráficos estadísticos: Al obtener todos los datos por medio de los
formatos, este será filtrado y se elaborará una gráfica que permita arrojar datos
estadísticos para realizar las conclusiones.
52
CAPÍTULO IV
ESTUDIOS DE LOS PROCESOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS
52
Introducción
A continuación se presentan los procedimientos aplicados y resultados
obtenidos de los ensayos realizados en esta investigación, los cuales permitieron el
cumplimiento de los objetivos específicos establecidos, que a su vez conducen
obtener el resultado del objetivo general.
4. Procedimiento de la investigación
En el desarrollo de la presente investigación se tomaron en consideración los
parámetros dispuestos en la norma Venezolana COVENIN, con la finalidad de
obtener resultados confiables que brinden respuestas objetivas en la evaluación del
PET1 como complemento del concreto de f’c 180v= kgf/cm2 T=3”, para la sustitución
de la malla electrosoldada, en pavimentos.
4.1 Procedimiento para el diseño de la mezcla patrón.
Según Porrero, 2014, p.123 Se conoce como diseño de mezcla el
procedimiento mediante el cual se calculan cantidades que debe haber de todos y
cada uno de los componentes que intervienen en una mezcla de concreto, para
obtener de ese material el componente deseado, tanto durante en su estado plástico
como después, en su estado endurecido.
4.1.1 Determinación granulométrica de los agregados.
Según Porrero, 2012, p.63 ‘’Se entiende por granulometría la composición
del material en cuanto a la distribución del tamaño de los granos que lo integran.
Esta característica decide, de manera muy importante, la calidad del material
para su uso como componente del concreto’’.
53
Para iniciar con el diseño de mezcla de concreto patrón, se aplicó el
procedimiento establecido en la norma COVENIN 255-1998, Agregados.
Determinación granulométrica. A través de este método de ensayo se separa una
muestra de 2kg de agregado seco de masa conocida, a través de una serie de
cedazos de aberturas progresivamente reducidas para determinar la distribución de
los tamaños de las partículas. Dicho ensayo se aplicó tanto para agregado grueso
como para agregado fino. Los resultados obtenidos se especifican en las siguientes
tablas:
Cedazo Peso
Cedazo Peso Total
Peso Muestra
%Retenido %Pasante
1 ½”" 535.8 535.8 0 0.00 100
1" 534.8 1430.35 895.55 44.78 55.22
3/4" 544.6 1371.55 826.95 41.35 13.88
3/8" 509.4 747.55 238.15 11.91 1.97
1/4" 539 543.95 4.95 0.25 1.72
#4 483.9 485.75 1.85 0.09 1.63
Receptor 476.5 509.05 32.55 1.63 0.00
Tabla N° 3. Resultado de ensayo de granulometría. Agregado grueso.
(Fuente: Elaboración propia en base a resultados obtenidos en laboratorio.)
54
Cedazo Peso
Cedazo Peso Total
Peso Muestra
%Retenido %Pasante
1/4" 548.7 835.4 286.7 14.34 85.67
#4 493.8 634.4 140.6 7.03 78.64
#8 475.1 848.4 373.3 18.67 59.97
#10 481 573.5 92.5 4.63 55.35
#30 451.2 1091 639.8 31.99 23.36
#60 353 773.4 420.4 21.02 2.34
#100 341.6 383.4 41.8 2.09 0.25
Receptor 482.9 487.8 4.9 0.25 0.00
Tabla N° 4. Resultado de ensayo de granulometría. Agregado fino.
(Fuente: Elaboración propia en base a resultados obtenidos en laboratorio.)
4.1.2 Tamaño máximo del agregado.
Según Porrero, 2012, p.67-68 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 más del material.
El tamaño máximo del agregado en este trabajo de investigación fue de
11/2”, debido a que se observó 100% de la muestra pasante por el cedazo 11/2”.
4.1.3 Determinación de la relación beta.
Al hacer revisión del manual de concreto estructural de J. Porrero, se puede
observar que son múltiples las variables que intervienen en el diseño de una mezcla
de concreto entre ellas destacan: dosis de cemento, trabajabilidad, relación
agua/cemento y resistencia.
Asimismo la proporción entre agregado fino y grueso es una variable
independiente respecto al resto del procedimiento, que puede ser manipulada en un
55
intervalo determinado, sin alterar la dosis del resto de los componentes. Dicha
proporción es conocida como relación beta (β).
El valor beta (β) se debe seleccionar de manera que el tamaño máximo del
agregado en la muestra, cuente con una granulometría adecuada en la siguiente
tabla:
Tabla N° 5. Límites granulométricos recomendados para distintos tamaños máximos de agregado. Porcentaje pasante.
(Fuente: Porrero, 2012, p.126.)
Para la determinación beta (β) se aplicó un método gráfico en el cual:
Se trazan dos líneas verticales escaladas de cero (0) a cien (100). El eje
“G” representa el porcentaje pasante de agregado grueso y el eje “A el
porcentaje pasante de agregado fino.
Se marcan los puntos correspondientes a los porcentajes pasantes del
agregado grueso sobre el eje “G” y porcentajes pasantes del agregado
fino sobre el eje “A” y se identifican con el cedazo correspondiente.
Se traza una línea que una los extremos superiores de los ejes “A” y “G”
en una escala 0 a 100. Este nuevo eje representa las relaciones beta (β).
56
Se unen los puntos de los cedazos de igual designación ploteados tanto
en el eje de los finos como en el eje de los gruesos.
Sobre cada una de las rectas de proporcionalidad se señalan los límites
correspondientes indicados en la tabla N° 5. Para cada cedazo se
tendrá, entonces, las posibilidades de combinación que caen dentro de
los límites recomendados. Estos intervalos deben resaltarse.
Se debe señalar los valores extremos entre los que se puede escoger
beta (β), para cumplir en toda su extensión y para todos los cedazos.
En la presente investigación se aplicó el procedimiento anteriormente
descrito, obteniendo así la siguiente gráfica:
Gráfico N°1 Relación Arena/Agregado Total, β (%). (Fuente: Elaboración propia en base a resultados obtenidos en laboratorio.)
Una vez realizada la gráfica anterior, se estableció beta β=60%.
57
4.1.4 Diseño de mezcla patrón.
Imagen N° 12 Esquema de los pasos del diseño de mezcla (Fuente: Porrero, 2012, p.146.)
Una vez establecido el esquema para el diseño de mezcla, se procedió a
realizar los cálculos y condiciones de los materiales a usar de la siguiente manera:
4.1.4.1 Determinación de dosis de Cemento (C):
Donde:
C= Dosis de cemento (kgf/m3)
α= a/C= Relación agua / cemento en peso
T= asentamiento (en centímetros)
58
K, m, n son constantes (características de los materiales usados).
En esta expresión relacionan la trabajabilidad, como propiedad del concreto
fresco medida por el Cono de Abrams que señala el asentamiento (T) de la mezcla,
con α que representa la relación agua / cemento.
Asentamiento (T) en centímetros, este valor es seleccionado posteriormente
se determine el uso que se le dará al elemento de concreto, en este caso será
pavimento.
Tabla N° 6 Valores usuales de asentamiento con el Cono de Abrams. (Fuente: Porrero, 2012, p.141.)
Según J. Porrero (2012), el valor usual del asentamiento (T) medido con el
Cono de Abrams se encuentra entre 5 y 8 centímetros.
Corrección C por características del agregado:
Tabla N° 7 C1 Factor para corregir C por tamaño máximo, mm (Pulgadas). (Fuente: Porrero, 2012, p.141.)
59
Factor C1: Este factor está relacionado con el tamaño máximo de la muestra,
que fue previamente establecido por medio del estudio granulométrico.
Tabla N° 8 C2 Factor para corregir C por tipo de agregado (Fuente: Porrero, 2012, p.141.)
Factor C2: Este factor está relacionado con el tipo de agregado y sus
características. El tipo de material a usarse será determinado previamente
dependiendo del proyecto.
Corrección del cemento:
Para corregir el cemento se aplicó esta fórmula, que toma en consideración
el tamaño y las características de los agregados.
Donde:
Cc= Cemento corregido
C= Dosis de cemento previamente calculada
C1= Factor de corrección por tamaño máximo del agregado
C2= Factor de corrección por las características del agregado
Verificación de la dosis de cemento
Una vez aplicada las fórmulas para determinar la dosis de cemento de
diseño y posteriormente la dosis corregida, se obtiene la siguiente expresión:
60
En esta expresión se puede observar que el cemento de diseño será mayor
o igual al cemento corregido, pero a su vez se tiene que comparar con la dosis
mínima de cemento para una mezcla. A continuación se presenta la tabla para las
dosis mínimas de cemento.
Tabla N° 9 Contenidos mínimos de cemento en función de las condiciones de servicio o ambientales
(Fuente: Porrero, 2012, p.142.)
Si el cemento corregido resulta menor al cemento mínimo, inmediatamente
se toma la dosis mínima, esto garantizará que el diseño de mezcla arroje los valores
deseados. Este valor mínimo dependerá directamente de las condiciones de servicio
o ambientales a las cuales el elemento de concreto será sometido.
4.1.4.2 Determinación de α (agua / cemento).
Una vez que se conoce la relación β, se procede a determinar α (agua/ cemento).
61
Tabla N° 10 Resistencia promedio a la compresión requerida, Fcr, cuando no se dispone de datos para establecer la desviación estándar.
(Fuente: Manual del concreto estructural – revisado 13 de octubre de 2015)
Donde:
Log R28: Representa la resistencia del concreto a los 28 días (ej. 180 kgf/cm2).
La determinación de α, se realizó por medio de la siguiente expresión
matematica:
Donde:
M y N son constantes.
R= Será definida por la resistencia a 28 días del concreto.
62
Corrección por el tamaño y característica del agregado:
Tabla N° 11 Kr Factor para corregir α por tamaño máximo, mm (Pulgadas). (Fuente: Porrero, 2012, p.136.)
Factor Kr: Corrección para alfa por tamaño máximo del agregado, definido
por el estudio granulométrico.
Tabla N° 12 Ka Factor para corregir α por tipo de agregado (Fuente: Porrero, 2012, p.137.)
Factor Ka= Corrección por el tipo de agregado que se utilizará para realizar la
mezcla.
Corrección de α:
(6)
Esta corrección permite tomar en consideración las características del tipo de
agregado y su tamaño máximo, para realizar el diseño de mezcla.
63
Verificación de α:
Una vez establecido el αc (corregido), se verificó que cumpla con el α
máximo dispuesto por COVENIN, este estará directamente relacionado con el uso y
los factores que puedan influir sobre el elemento de concreto.
Esta expresión indica que el alfa de diseño deberá ser menor o igual al
corregido, y estos deberán ser menores al alfa máximo, que estará dispuesto en la
siguiente tabla:
Tabla N° 13 Máximos valores de α para distintas condiciones de servicios o ambientales.
(Fuente: Porrero, 2012, p.139.)
Volumen absoluto de agua:
)
Donde:
a= Cantidad de agua a usarse en la mezcla
Cc= Dosis de cemento corregido
64
αc= Alfa corregido
Volumen de aire atrapado:
Donde:
V= Volumen del aire atrapado
C= Dosis de cemento (kgf/m3)
P= Tamaño máximo del agregado en milímetros
El volumen de aire atrapado será calculado a pesar del vibrado que se le
aplica al concreto. Este dato será usado posteriormente para determinar la cantidad
de agregado fino y grueso.
Determinación de la cantidad del agregado fino y grueso, cuando no se
conoce el peso específico de los agregados:
Donde:
G+A= Agregado grueso mas agregado fino
ϒ G+A = Peso específico del agregado (constante)
1000= Representa el metro cúbico de concreto que se diseñará
Cc= Dosis de cemento
a= Volumen de agua
V= Volumen de aire atrapado
65
Determinación de la cantidad de agregado fino en kilogramos:
Donde:
A= Agregado Fino
β= Relación agregado fino / agregado grueso
G + A= Agregado grueso mas agregado fino
Determinación de la cantidad de agregado grueso en Kilogramos:
Donde:
G= Agregado grueso
β= Relación agregado fino / agregado grueso
G + A= Agregado grueso más agregado fino
4.1.5 Cálculo para la dosificación de un concreto 180 kgf/cm2 a 28 días
con T=3”
Una vez considerado el esquema para determinar la dosificación de un
concreto, se obtuvieron los siguientes datos para un volumen total de 1 m3.
Las fórmulas utilizadas fueron enumeradas, para simplificar la búsqueda:
66
Fórmula 1: Determinación de la dosis de cemento
Fórmula 2: Relación agua / cemento (α)
Fórmula 3: Cemento corregido, considerando las características del
agregado y su tamaño máximo.
Fórmula 4: Comparación de la dosis mínima de cemento y el cemento
corregido.
Usando así la dosis mínima de cemento establecida por COVENIN, para un
uso del elemento en una atmosfera común.
67
Fórmula 5: Determinación de alfa (α).
Fórmula 6: Corrección de alfa (α), considerando las características del
agregado y su tamaño máximo.
Fórmula 7: Comparación del α corregido con el α máx.
Se utilizó el αc= 0.678
Fórmula 8: Volumen absoluto de agua
Fórmula 9: Volumen de aire atrapado
68
Fórmula 10: Determinación de de la dosificación del agregado grueso y
fino:
Fórmula 11: Cantidad de agregado fino
Fórmula 12: Cantidad de agregado grueso:
Una vez realizados los cálculos se resume entonces en la siguiente tabla, la
cantidad en kilogramos de cada componente, para obtener 1 m3 de concreto f´c =
180 kgf/cm2 con asentamiento T= 3”:
Material Peso Kg
Arena 1158.89
Piedra 772.59
Agua 183.06
Cemento 270
Tabla N° 14 Dosificación para un concreto f’c= 180 kgf/cm2 T=3”
(Fuente: Elaboración propia en base a cálculos realizados)
69
4.2 Criterios para el diseño de mezcla con complemento PET1.
Es importante señalar que si bien el volumen que ocupa la malla
electrosoldada en una losa es prácticamente despreciable, en este trabajo de
investigación se va a realizar una evaluación de tal volumen, de manera que se
pueda establecer un criterio coherente en la estimación inicial de la cantidad de
PET1 a utilizar en la mezcla experimental.
Por lo tanto, tomando en cuenta una loseta de 1 metro de ancho por 1 metro
de largo por 0,05 metros de alto y una malla electrosoldada 100x100x4, se procede
a determinar el porcentaje del volumen de malla con respecto al volumen de la
loseta.
Imagen N° 13 Ejemplo de loseta (Fuente: Elaboración propia)
70
Imagen N° 14 1m2 de malla electrosoldada 100x100x4 (mm) (Fuente: Elaboración propia)
Donde:
Vi: Volumen individual de acero.
Vtotal: Corresponde al volumen de 1 m2 de malla electrosoldada 100x100x4 mm.
Por lo tanto, si establecemos el volumen de la loseta como el 100%, el
porcentaje de la malla electro soldada respecto a la loseta es el siguiente:
71
Con el cálculo anterior se pudo ratificar que la malla electrosoldada ocupa un
volumen despreciable respecto a la loseta. Por lo tanto que se considera que el
valor inicial debe ser mayor o igual al 0,55%. Por ello se tomó como valores
experimentales 0.55%, 1% y el 2% de PET1.
4.2.1 Recolección y procesamiento de contenedores de PET1
Para esta etapa del proyecto, se realizó una jornada de recolección de
botellas plásticas que cumplieran con la característica de PET1, en comunidades y
vecindarios cercanos. Posteriormente fueron lavadas a fin de retirar cualquier
impureza existente, asimismo se cortó una a una con la ayuda de una tijera,
obteniendo tiras en forma de espiral de PET1.
Imagen N°15 Tiras de PET1 (Fuente: Elaboración propia)
72
4.3 Ensayo de asentamiento con el Cono de Abrams
Tomando en consideración lo dispuesto en la norma Venezolana COVENIN
339:2003 “Método para la medición del asentamiento con el Cono de Abrams”, se
verificó el asentamiento obtenido en campo respecto al asentamiento de diseño.
Para realizar este ensayo se requirieron los siguientes instrumentos:
Cono de Abrams:
Según la COVENIN 339: 2003 en su capítulo 3 – sección 3.1, donde
describe las características del Cono de Abrams, tales como el tipo de material, su
espesor y diámetros.
Barra compactadora:
Según la COVENIN 339: 2003 en su capítulo 3 – sección 3.2, donde
describe las características de la barra.
Cinta Métrica:
Las características de la cinta pueden variar, lo importante es que esta
permita la lectura del asentamiento en cualquier unidad. El valor obtenido de dicha
medición debe ser convertido en pulgadas ya que esta es la unidad de medición del
asentamiento en concreto; o en su defecto, hacer uso de una cinta que cuente con
esta unidad.
El Material a ensayarse será la muestra de concreto fresco, previamente
diseñada:
Se humedece la parte interna del cono, la barra y la base donde estará
colocado el cono.
73
El cono se sujeta firmemente por las aletas con los pies, para que este no
pierda el material por la parte inferior del molde.
Se procede a verter el concreto fresco dentro del cono, el vaciado se realiza
en 3 capas.
Por cada tercio de concreto vaciado, se procede a compactar con 25 golpes
por medio de la barra compactadora. Este proceso se repite en cada tercio,
sin afectar las capas inferiores.
Al completar el vaciado se debe enrasar el cono con la mezcla.
Se retira el cono de forma perpendicular al suelo, de forma ascendente sin
realizar desplazamientos laterales. Este paso debe tomar entre 5 y 10
segundos.
Posterior al levantar el cono, se mide el asentamiento del concreto respecto
a la altura del cono, por medio de la cinta métrica.
Imagen N°16 Medición del asentamiento con el Cono de Abrams (Fuente: Elaboración propia)
74
4.4 Procedimiento para la toma de muestra.
4.4.1 Muestra cilíndrica.
La toma de muestra se realizó según lo establecido en la norma venezolana
COVENIN 344-2002 “Concreto fresco. Toma de muestra”. Cuyo objeto es
“establecer las condiciones para obtener muestras representativas de concreto
fresco, con agregado de tamaño máximo hasta 7,6 cm (3”) para determinar si el
concreto cumple con los requisitos de calidad de las especificaciones bajo las
cuales se elabora”.
4.4.1.1 Concreto Patrón.
Para la elaboración de las probetas con el concreto patrón se tomó la
dosificación previamente determinada en el diseño de mezcla para obtener 1m3 de
concreto f’c = 180 kgf/cm2 T=3”. Se realizaron 3 muestras haciéndose el siguiente
cálculo para determinar las proporciones de los componentes:
Dimensiones del cilindro:
Alto 30 cm
Diámetro 15 cm
Por tanto:
Una vez conocido el volumen de un cilindro, se multiplico dicho volumen por
la cantidad 4, a fin de obtener el volumen total de concreto requerido.
75
Por tanto:
Se divide entre , para convertir cm3 m3.
Una vez conocido el volumen de concreto requerido para la toma de
muestra, se realizan los cálculos correspondientes para determinar las proporciones
de los componentes:
Entonces la dosificación es la siguiente:
Material Peso en Kg
Arena 24.58
Piedra 16.38
Agua 3.88
Cemento 5.73
Tabla N° 15 Dosificación para 3 probetas cilíndricas patrón
(Fuente: Elaboración propia en base a cálculos realizados)
76
Curado y vaciado de las probetas cilíndricas:
Para llevar a la toma de muestra de concreto patrón fue necesario aplicar el
procedimiento señalado en la norma venezolana COVENIN 338:2002, “Concreto.
Método para la elaboración, curado y ensayo a compresión de cilindros de
concreto”.
Se limpió el interior de los moldes cilíndricos con un cepillo de alambres a fin
de retirar cualquier material adherido a la superficie de la pobreta. Estas partículas
pueden influir en la malformación del cilindro lo que afectaría directamente en el
resultado del ensayo a compresión. Posteriormente se aceitó en su interior una a
una, de esta manera se facilita el desencofrado de los cilindros de concreto luego de
24 horas.
Imagen N°17 Limpieza y curado de moldes (Fuente: Elaboración propia)
En una segunda fase del proceso, se realizó el cerrado y posterior vaciado
de las probetas en tres partes iguales, ya que la compactación se iba a realizar por
el método de la barra. Cabe destacar que el método de compactación por medio de
una barra lisa, es una elección que se hace libremente por tenerse un asentamiento
igual a 3”. Por cada tercio de concreto vaciado, se procedió a golpear 25 veces a fin
de asentar la mezcla.
77
Imagen N° 18 Vaciado de moldes primera capa. (Fuente: Elaboración propia)
Imagen N°19 Vaciado de moldes última capa. (Fuente: Elaboración propia)
Imagen N° 20 Probetas de mezcla patrón. (Fuente: Elaboración propia)
78
Curado de cilindros:
Para el curado de los cilindros, se aplicó lo indicado en la normativa
COVENIN 338:2002. El día 31 de Septiembre de 2015 fueron retiradas las probetas
de los moldes después de 24 horas. Durante este periodo de tiempo permanecieron
firmes y en una superficie nivelada a fin de evitar cualquier malformación, así como
bajo sombra para impedir la pérdida de agua por evaporación.
Una vez realizado el desencofrado de los cilindros, fueron colocados en una
piscina con agua potable para realizar el curado respectivo por 28 días
consecutivos. Es importante resaltar que dicha agua, se encontraba libre de
cualquier agente contaminante que pudiera afectar la calidad de los cilindros.
4.4.1.2 Concreto con complemento PET1.
En este trabajo de investigación se elaboró la mezcla experimental con
PET1, proveniente de material de desecho.
Se realizaron 11 muestras cilíndricas por cada proporción de material PET1
propuesto, es decir 11 cilindros con 0.55%, 11 cilindros con 1% y 7 cilindros con 2%,
a fin de poder darle validez al resultado obtenido. Cabe destacar que las
proporciones del material propuesto están en función del volumen de concreto a
mezclar.
Para determinar la cantidad en gramos del material PET1 por cada
proporción, se realizaron los siguientes cálculos:
79
Dimensiones del cilindro:
Alto 30 cm
Diámetro 15 cm
Por lo tanto:
Una vez determinado el volumen de concreto para 11 cilindros se calculó la
dosificación resultando de la siguiente manera:
Material Peso en Kg
Arena 67,58
Piedra 45,05
Agua 10,67
Cemento 15,74
Tabla N°16 Dosificación para 11 probetas cilíndricas
(Fuente: Elaboración propia en base a cálculos realizados)
Determinado el volumen del PET1 al 0,55% se multiplicó por su densidad
para obtener el peso en gramos. La densidad del PET1 es aproximadamente 1,34
gr/cm3.
80
El procedimiento anterior se repitió tanto para 1% como para 2% de PET1. A
continuación se anexa cuadro con la cantidad en gramos de PET1 a incorporar:
PET1 Peso en gr
0,55% 429,78
1% 779,60
2% 1559,20
Tabla N° 17 Cantidad en gramos de PET1 (Cilindros)
(Fuente: Elaboración propia en base a cálculos realizados)
Imagen N° 21 Mezcla de concreto al 0,55% de PET1. (Fuente: Elaboración propia)
81
Imagen N° 22 Mezcla de concreto al 1% de PET1.
(Fuente: Elaboración propia)
Imagen N° 23 Mezcla de concreto al 2% de PET1. (Fuente: Elaboración propia)
Imagen N° 24 Probetas cilíndricas de concreto al 0,55%; 1% y 2% de PET1. (Fuente: Elaboración propia)
82
Es por lo anterior que se debe establecer la cantidad cilindros a elaborar, a
fin de estimar el volumen de concreto de f’c = 180 kgf/cm2 T=3” y por consiguiente
la cantidad en gramos de PET1.
4.4.2 Muestra de viguetas
La toma de muestra de viguetas se llevó a cabo según lo dispuesto en la
norma venezolana COVENIN 340-1979 “Método de ensayo para la elaboración y
curado en el laboratorio de probetas de concreto para ensayos de flexión”.
Asimismo se tomaron 3 muestras de viguetas de acuerdo a las 3 variables
fundamentales; el primer grupo corresponde a las vigueta con concreto patrón de f’c
= 180 kg/cm2 T=3”, el segundo grupo a las vigueta de concreto f’c = 180 kg/cm2
T=3” con la incorporación de la malla electrosoldada 100x100x4 mm, y por último,
las vigueta con las distintas proporciones previamente planteadas de material PET1.
Obteniendo así 15 muestras de viguetas.
Siguiendo lo establecido en la norma venezolana COVENIN 340-1979, se
tiene que las probetas deben tener una longitud mínima igual a tres veces su altura
más 5cm. La relación ancho/ altura no debe ser mayor de 1,5. La sección
transversal mínima debe ser de 5cm y no menor de 3 veces el tamaño máximo del
agregado.
Asimismo es importante destacar que para la realizar la toma de muestra de
viguetas con PET1, se deben realizar los cálculos previos a fin de estimar las
cantidades en gramos de este, en función de las proporciones definidas en este
trabajo de investigación.
83
4.4.2.1 Concreto patrón
Para la realización de las viguetas con mezcla de concreto patrón, se utilizó
la dosificación previamente definida para 1 m3 de concreto. Esta fue calculada en
función de la cantidad requerida; tomando el volumen total de las 3 viguetas.
Dimensiones de la probeta rectangular (vigueta):
Altura: 0.15 m
Base: 0.15 m
Longitud: 0.5 m
Volumen de concreto para 1 probeta rectangular:
Este valor debe ser multiplicado por el número de probetas a realizarse. En
este caso serán 3 muestras. Obteniendo el siguiente volumen:
Vt = 0.01125 x 3= 0.03375 m3
El resultado anterior fue aproximado a 0.035 para tener un margen de
desperdicio al momento de mezclarse.
Datos de dosificación para realizar 3 probetas rectangulares
Arena: 1158.89 kg
84
Piedra: 772.6 kg
Cemento: 270 kg
Agua: 183.06 litros
Se anexa dosificación para 3 probetas rectangulares:
Material Kg
Arena 40.6
Piedra 27
Cemento 9.5
Agua 6.4
Tabla N° 18 Dosificación para 3 probetas rectangulares patrón
(Fuente: Elaboración propia en base a cálculos realizados)
Para la toma de muestra de estas viguetas, se aplicó el procedimiento
establecido en la norma COVENIN 0340-79 “Método para la elaboración y curado
en el laboratorio de probetas de concreto para ensayos de flexión”. Se realizó la
mezcla de concreto, se procedió a verter dentro de los moldes previamente curados
con aceite y gasoil, se vaciaron en 3 capas al igual que las probetas cilíndricas con
el fin de compactarlas y extraer el aire que pueda haber dentro de la mezcla. Una
vez se completara el llenado del molde, este se enrasó con una cuchara de albañil.
85
Imagen N° 25 Vaciado de viguetas con concreto patrón. (Fuente: Elaboración propia)
4.4.2.2 Concreto con malla electrosoldada
Para la toma de muestra de viguetas con la incorporación de la malla
electrosoldada se aplicó el mismo procedimiento anteriormente descrito. La
diferencia en este ensayo radicó en la incorporación de la malla; la misma fue
dispuesta en el primer tercio de la probeta de abajo hacia arriba, debido a que la
fibra inferior sería sometida a tracción durante el ensayo a flexión.
4.4.2.3 Concreto con complemento PET1
Para la toma de muestra de viguetas con la incorporación del PET1, se llevó
a cabo de la misma manera lo dispuesto en la norma COVENIN 0340-79 “Método
para la elaboración y curado en el laboratorio de probetas de concreto para ensayos
de flexión”. La diferencia en este ensayo radicó en la incorporación del PET1 en la
mezcla de concreto, con las proporciones planteadas en este trabajo de
investigación.
86
Imagen N° 26 .Vaciado de viguetas con PET1 al 1%. (Fuente: Elaboración propia)
Volumen 3 viguetas = 0.034 m3
Volumen PET1 al 0,55% = 34000 cm3 x 0,0055 = 187 cm3
Peso PET1 al 0,55% = 187 cm3 x 1,34 gr/cm3 = 251 gr
Volumen PET1 al 1% = 34000 cm3 x 0,010 = 340 cm3
Peso PET1 al 1% = 340 cm3 x 1,34 gr/cm3 = 456 gr
Volumen PET1 al 2% = 34000 cm3 x 0,020 = 680 cm3
Peso PET1 al 2% = cm3 x 1,34 gr/cm3 = 911 gr
PET1 Peso en gr
0,55% 251
1% 456
2% 911
Tabla N°19 Cantidad en gramos de PET1 (viguetas)
(Fuente: Elaboración propia en base a cálculos realizados)
87
4.5 Materiales y equipos.
Máquina universal de ensayos (modelo Forney)
Moldes con neoprenos (permite que el cilindro no se deslice y logra que la
compresión ejercida sea uniforme).
Balanza (peso del cilindro).
Cinta métrica
Placas de apoyo
4.6 Ensayo a compresión
Para la realización de los ensayos a compresión, se tomaron en cuenta los
parámetros normalizados en la COVENIN 0338-2002 “Método para la elaboración,
curado y ensayo a compresión de cilindros de concreto”, estos ensayos se
realizaron en el laboratorio de control de calidad de la empresa Pilotes perforados,
C.A. (PILPERCA), ubicado en la Limonera, Baruta – Edo. Miranda, esto permitió
constatar los valores obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días, respecto a
la resistencia de f´c = 180kgf/cm2, para la cual fue diseñada la mezcla.
Los parámetros contemplados en el desarrollo del ensayo fueron los
siguientes:
Inspección visual: Se verifica que el cilindro no tenga ninguna alteración que
pueda dar lugar a resultados erroneos.
Medición del cilindro: Se miden para ratificar las medidas normalizadas.
Peso: Se pesa el cilindro y se verifica que resulte ± 12,5 kg.
Colocación del cilindro en la maquina: El cilindro es colocado en los moldes
que contienen el neopreno.
Ensayo del cilindro: La máquina debe tener 2 velocidades, velocidad de
avance y velocidad de ensayo
88
Obtención de datos: El resultado ofrecido por la maquina es en kg, y este
posteriormente debe ser dividido entre el área transversal del cilindro, dando
como resultado la resistencia en kg/cm2.
Conclusiones del ensayo: Corresponde a la comparación del resultado
promedio de la cantidad de muestras en estudio, respecto a una resistencia
dada en función de la edad del ensayo. Asimismo se debe evaluar
visualmente el tipo de falla característica que el cilindro este presentando.
4.6.1 Cilindros con mezcla patrón.
El ensayo de compresión axial en los cilindro de concreto patrón a la edad de
28 días, tiene como finalidad principal corroborar que el esfuerzo resistente en
estos, cumpla con la resistencia para el cual fueron diseñados y así validar el diseño
de mezcla de concreto f’c = 180kgf/cm2 T=3” propuesto en esta investigación.
Se tomaron 3 muestras cilíndricas de concreto patrón. A continuación se
presentan los resultados obtenidos del ensayo:
Imagen N°27 Muestra de concreto patrón f’c= 180 kgf/cm2 (Fuente: Elaboración propia)
89
Imagen N°28 Ensayo a compresión del cilindro de concreto patrón f’c=180 kgf/cm2
(Fuente: Elaboración propia)
Número de Muestra Resistencia
Muestra patrón 001 191 kgf/cm2
Muestra patrón 002 181 kgf/cm2
Muestra patrón 003 186 kgf/cm2
Tabla N°20 Resultados obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días de
cilindros de concreto patrón (Fuente: elaboración propia en base a resultados obtenidos en laboratorio)
A la edad de 28 días el resultado promedio obtenido de las muestras de
concreto patrón fue de 186 kgf/cm2, lo que indica que el diseño de mezcla que se
elaboró, obtuvo el resultado esperado, validando de esta manera la dosificación
realizada.
90
4.6.2 Cilindros de concreto con PET1
La metodología de ensayo a aplicar a los cilindros de concretos con
complemento PET1, fue la misma a la empleada en los cilindros de concreto patrón,
por lo que se considera la norma COVENIN. Estos especímenes fueron ensayados
a la edad de 28 días.
Imagen N°29 Cilindro de concreto con complemento PET1 (Fuente: Elaboración propia)
A continuación se anexan cuadro con resultados obtenidos de ensayos de 11
cilindros por cada proporción de PET1.
91
Resistencia a compresión de cilindros con mezcla PET1
N° Cilindro
Porcentaje de PET1
Fecha de toma
Resistencia en kgf
Resistencia en kgf/cm2
1 0,55 9/12/2015 27.652 158
2 0,55 9/12/2015 29.400 168
3 0,55 9/12/2015 21.350 122
4 0,55 9/12/2015 16.975 97
5 0,55 9/12/2015 21.175 121
6 0,55 9/12/2015 16.975 97
7 0,55 9/12/2015 26.250 150
8 0,55 9/12/2015 20.650 118
9 0,55 9/12/2015 18.725 107
10 0,55 9/12/2015 26.950 154
11 0,55 9/12/2015 26.250 150
Tabla N°21 Resultados obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días de
cilindros de concreto PET1 al 0.55% (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Gráfico N°2 Resultados de ensayos a cilindros con PET1 al 0,55% (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
158 168
122 97
121 97
150
118 107
154 150
Cilindros con mezcla de concreto PET1 al 0,55%
Resistencia en kgf/cm2
92
Resistencia a compresión de cilindros con mezcla PET1
N° Cilindro
Porcentaje de PET1
Fecha de toma
Resistencia en kgf
Resistencia en kgf/cm2
1 1,00 9/12/2015 21.700 124
2 1,00 9/12/2015 22.225 127
3 1,00 9/12/2015 18.375 105
4 1,00 9/12/2015 19.950 114
5 1,00 9/12/2015 18.200 104
6 1,00 9/12/2015 20.125 115
7 1,00 9/12/2015 22.050 126
8 1,00 9/12/2015 17.500 100
9 1,00 9/12/2015 18.550 106
10 1,00 9/12/2015 19.425 111
11 1,00 9/12/2015 20.650 118
Tabla N°22 Resultados obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días de
cilindros de concreto PET1 a 1% (Fuente Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Gráfico N°3 Resultados de ensayos a cilindros con PET1 al 1% (Fuente Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
124 127
105 114
104 115
126
100 106 111 118
Cilindros con mezcla de concreto PET1 al 1%
Resistencia en kgf/cm2
93
Resistencia a compresión de cilindros con mezcla PET1
N° Cilindro
Porcentaje de PET1
Fecha de toma
Resistencia en kgf
Resistencia en kgf/cm2
1 2,00 9/12/2015 10.850 62
2 2,00 9/12/2015 11.200 64
3 2,00 9/12/2015 13.475 77
4 2,00 9/12/2015 8.050 46
5 2,00 9/12/2015 18.200 104
6 2,00 9/12/2015 10.500 60
7 2,00 9/12/2015 16.450 94
Tabla N°23 Resultados obtenidos de los ensayos a compresión a 28 días de
cilindros de concreto PET1 a 2% (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Gráfico N°4 Resultados de ensayos a cilindros con PET1 al 2% (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
1 2 3 4 5 6 7
62 64 77
46
104
60
94
Cilindros con mezcla de concreto PET1 al 2,00%
Resistencia en kgf/cm2
94
4.7 Ensayo a flexión
En esta fase, se llevó a cabo la metodología de ensayo dispuesta en la
norma COVENIN 343-79 “Método de ensayo para determinar la resistencia a la
tracción por flexión del concreto en vigas simplemente apoyadas, con cargas en el
centro del tramo”. Los ensayos a flexión en el presente trabajo de investigación se
realizaron en el Instituto de Ingeniería (Centro de Ingeniería Mecánica y Diseño
Industrial (CIMEC)).
Se ensayaron 3 viguetas de concreto patrón, 3 viguetas con malla
electrosoldada y 3 viguetas por cada proporción de PET1.
4.7.1 Viguetas de concreto patrón
Resultado de ensayo de vigueta con mezcla patrón
Vigueta Fecha de toma Resistencia kgf/cm2
1 17/12/2015 41,8
2 17/12/2015 40,4
3 17/12/2015 38,6
Tabla N°24 Resultados obtenidos de los ensayos a flexión a 28 días con
mezcla patrón (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Gráfico N°5 Resultados de ensayos a flexión con mezcla patrón (Fuente Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
36,0
38,0
40,0
42,0
1 2 3
Patron 41,8 40,4 38,6 Resis
ten
cia
en
kg
f/cm
2 Ensayos a flexión mezcla patrón
95
4.7.2 Viguetas de concreto con malla electrosoldada
Resultado de ensayo de vigueta con malla electrosoldada
Vigueta Fecha de toma Resistencia
kgf/cm2
1 17/12/2015 33,8
2 17/12/2015 45,9
3 17/12/2015 32,7
Tabla N°25 Resultados obtenidos de los ensayos a flexión a 28 días con malla
electrosoldada (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Gráfico N°6 Resultados de ensayos a flexión con malla electrosoldada
(Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
4.7.3 Viguetas de concreto con PET1
Resultado de ensayo de vigueta con mezcla PET1 al 0,55%
Vigueta Fecha de toma Resistencia
kgf/cm2
1 17/12/2015 35,5
2 17/12/2015 33,7
3 17/12/2015 32,3
Tabla N°26 Resultados obtenidos de los ensayos a flexión a 28 días con
mezcla PET1 al 0.55% (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
1 2 3
Malla 33,8 45,9 32,7
Res
iste
ncia
en
kg
f/cm
2
Ensayos a flexión Malla Electrosoldada
96
Gráfico N°7 Resultados de ensayos a flexión con PET1 al 0.55%
(Fuente Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Resultado de ensayo de vigueta con mezcla PET1 al 1%
Vigueta Fecha de toma Resistencia
kgf/cm2
1 17/12/2015 33,1
2 17/12/2015 38,5
3 17/12/2015 30,5
Tabla N°27 Resultados obtenidos de los ensayos a flexión a 28 días con
mezcla PET1 al 1% (Fuente Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Gráfico N°8 Resultados de ensayos a flexión con PET1 al 1%
(Fuente Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
30,0
31,0
32,0
33,0
34,0
35,0
36,0
1 2 3
PET1 0.55% 35,5 33,7 32,3
Re
sis
ten
cia
en
kg
f/c
m2
Ensayos a flexión mezcla PET1 0,55%
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
1 2 3
PET1 1% 33,1 38,5 30,5
Res
iste
nc
ia e
n k
gf/
cm
2
Ensayos a flexión mezcla PET1 1%
97
Resultado de ensayo de vigueta con mezcla PET1 2%
Vigueta Fecha de toma Resistencia
kgf/cm2
1 17/12/2015 28,3
2 17/12/2015 24,5
3 17/12/2015 29,0
Tabla N°28 Resultados obtenidos de los ensayos a flexión a 28 días con
mezcla PET1 al 2% (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Gráfico N°9 Resultados de ensayos a flexión con PET1 al 2%
(Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Imagen N°30 Ensayo de vigueta a flexión (Fuente: Elaboración propia)
22,0
24,0
26,0
28,0
30,0
1 2 3
PET1 2% 28,3 24,5 29,0
Resis
ten
cia
en
kg
f/cm
2
Ensayos a flexión mezcla PET1 2%
98
Imagen N°31 Falla en vigueta (Fuente: Elaboración propia)
Imagen N°32 Grieta en vigueta PET 1%
(Fuente: Elaboración propia)
99
4.8 Análisis de resultados
4.8.1 Ensayo a compresión
A continuación se representó gráficamente los resultados obtenidos de todos
los ensayos a compresión de los cilindros con plástico PET1, con sus 3 variantes.
Esto permite evaluar con mayor facilidad los resultados.
Gráfico N°10 Datos comparativos de resultados a compresión (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
PET1 0.55% 158 168 122 97 121 97 150 118 107 154 150
PET1 1% 124 127 105 114 104 115 126 100 106 111 118
PET 1 2% 62 64 77 46 104 60 94
Res
iste
nci
a en
kgf
/cm
2
Gráfico comparativo de ensayos a compresión
100
Lo presentado a continuación es un resumen del registro de todas las
resistencias obtenidas en los ensayos a compresión, donde se delimitó los valores
aceptables, para su posterior promedio, la condición para determinar si un resultado
se encuentra dentro del rango, fue determinada por la desviación estándar. Dicha
condición se encuentra en el Manual del concreto estructural, de J. Porrero, P. 134.
El valor usado para todas las gráficas fue ±80 kgf/cm2, para un control de calidad
intermedio, que se refiere a las condiciones del agregado, su procedencia o a la
forma en que se realizó la mezcla de concreto.
Gráfico N°11 Resistencia en función de la desviación estándar (Mezcla
PET1 al 0,55%) (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
En la gráfica N°11, se puede observar 2 líneas rectas que limitan los valores,
siendo la superior la resistencia esperada a 28 días, y la inferior el valor mínimo
determinado por la desviación estándar, todo valor por debajo de esta línea inferior
de 100 kgf/cm2, fueron descartados.
De esta gráfica que contiene resultados proveniente de 11 muestras
cilíndricas, que representan el 100%, de las cuales fueron descartadas 2 bajo las
condiciones previamente descritas, se obtiene que 9 resultados cumplen con lo
158
168
122
97
121
97
150
118
107
154 150
85 90 95
100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PET1 0,55%
Limite inferior 100kgf/cm2
Resistencias obtenidas
Resistencia esperada
101
establecido, esto representa el 81.8%, dando un promedio general de 139 kgf/cm2,
lo que indica que la inclusión del PET1 al 0,55% dentro de la mezcla de concreto,
disminuye en un 22.8% su resistencia esperada de 180 kgf/cm2 a los 28 días.
No obstante vale destacar que los resultados obtenidos de estos ensayos
aun cumplen con lo requerido según la normativa, esto implica que se puede
considerar modificar la relación beta (agregados finos / agregados gruesos),
llevándola hacia los agregados finos, o disminuyendo el tamaño máximo del
agregado. Evaluando nuevamente los nuevos resultados y observando su
comportamiento.
Aunque el resultado promedio obtenido fue de 139 kgf/cm2, esta propuesta
de complemento al concreto con este porcentaje, puede ser usado para pavimentos
y aceras. Tomando en consideración las posteriores recomendaciones y
conclusiones dadas.
Gráfico N°12 Resistencia en función de la desviación estándar (Mezcla
PET1 1%) (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
124 127
105
114
104
115
126
100 106
111 118
70 75 80 85 90 95
100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 180 185
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
PET1 1%
Resistencia obtenida
Limite inferior 100kgf/cm2
Resistencia esperada
102
En la gráfica N°12, se observa el comportamiento de los resultados
obtenidos a los 28 días a compresión, donde se usó la misma condición establecida
inicialmente para evaluarla, dando los siguientes resultados, para una familia de 11
cilindros se obtiene que todos ellos se encuentran por encima del límite inferior.
Obteniendo así un 100% de los cilindros con resultados con valores aceptables,
logrando un promedio de 114 kgf/cm2. Dicho promedio indica que la resistencia
disminuyó en un 36.7%.
Gráfico N°13 Resistencia en función de la desviación estándar (Mezcla
PET1 2%) (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
En la gráfica N°13, se puede observar el resultado de los cilindros ensayados
a 28 días, inicialmente se propuso que los cilindros que iban a ser aceptados tienen
que estar por encima de 100 kgf/cm2, según lo establecido por la desviación
estándar. Se puede notar que de los 7 cilindros muestreados, solo 1 cumplió con
esta característica, que solo representa 14,3% de las muestras, obteniendo un
promedio de resistencia de 72 kgf/cm2.
62 64 77
46
104
60
94
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
0 2 4 6 8 10 12
PET1 2%
Resistencia obtenida
limite inferior
Series1
103
Este resultado implica que el PET1 en esta proporción, afecta en un 60% la
resistencia del concreto a compresión. Lo que indica que estos valores serán
descartados y no se recomienda el uso de este concreto.
4.8.2 Ensayo a flexión
Debido a que los pavimentos de concreto son elementos que trabajan
principalmente a flexión, es oportuno que su especificación de resistencia sea
acorde con ello, por eso en el diseño se considera el módulo de rotura normalmente
a los 28 días.
Aunque en la actualidad se ha encontrado confiable o conveniente la
resistencia a compresión del concreto para juzgar su calidad, en el presente trabajo
de investigación se determinó la resistencia a flexión o módulo de rotura de 15
viguetas con el fin de definir la interacción del concreto ante las variables planteadas
y así establecer parámetros comparativos que conlleven a la respuesta del objetivo
general.
Se anexa el gráfico comparativo de los resultados de ensayos a flexión:
104
Gráfico N°14 Resultados comparativos de datos obtenidos de ensayos a
flexión (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Se tomaron como referencia 2 de 3 viguetas, cuyos datos no presentaron
variaciones considerables. Los resultados de las viguetas seleccionadas se
promediaron generando un valor final.
A continuación se presentan tablas donde se puede observar tanto el módulo
de rotura obtenido como la deformación en función de la fuerza a la cual se
someten.
PATRÓN
Vigueta Módulo de
rotura Kgf/cm2
1 41,8
2 40,4
Promedio 41,1
Tabla N° 29 Módulo de rotura de viguetas de concreto patrón.
(Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
0,0 5,0
10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0
1 2 3
Malla 33,8 45,9 32,7
Patron 41,8 40,4 38,6
PET1 0.55% 35,5 33,7 32,3
PET1 1% 33,1 38,5 30,5
PET1 2% 28,3 24,5 29,0
Res
iste
nc
ia e
n k
gf/
cm
2 Gráfico comparativo
105
PATRÓN 1 PATRÓN 2 PATRÓN PROMEDIO
Fuerza kg
Deformación mm
Fuerza kgf
Deformación mm
Fuerza kgf
Deformación mm
4,8 0,0270 4,0 0,007 4,4 0,017
1029,6 2,393 1016,0 2,622 1022,8 2,5075
2074,3 3,193 2020,1 3,289 2047,2 3,241
Tabla N° 30 Fuerza / deformación promedio de viguetas de concreto patrón.
(Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
MALLA ELECTROSOLDADA
Vigueta Módulo de rotura Kgf/cm2
1 33,8
3 32,7
Promedio 33,25
Tabla N° 31 Módulo de rotura de viguetas de concreto con malla
electrosoldada. (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
MALLA1 MALLA3 MALLA PROMEDIO
Fuerza kgf
Deformación mm
Fuerza kgf
Deformación mm Fuerza
kgf Deformación
mm
0,8 0,0120 2,4 0,018 1,6 0,015
827,2 1,153 824,0 1,051 825,6 1,102
1647,1 3,636 1636,0 1,709 1641,55 2,673
Tabla N° 32 Fuerza / deformación promedio de viguetas de concreto con malla
electrosoldada. (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
PET1 0,55%
Vigueta Módulo de rotura
Kgf/cm2
2 33,7
3 32,3
Promedio 33
Tabla N° 33 Módulo de rotura de viguetas de concreto con PET1 al 0,55%.
(Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
106
PET 0,55%-2 PET 0,55%-3 PET 0,55%- PROMEDIO
Fuerza kgf
Deformación mm Fuerza
kgf Deformación mm
Fuerza kgf
Deformación mm
8,8 0,0130 4,0 0,011 6,4 0,012
834,3 0,663 808,0 1,019 821,15 0,841
1663,9 1,222 1612,9 1,611 1638,4 1,417
Tabla N° 34 Fuerza / deformación promedio de viguetas de concreto con PET1
al 0,55%. (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
PET1 1%
Vigueta Módulo de rotura
Kgf/cm2
1 24,8
3 22,8
Promedio 23,8
Tabla N° 35 Módulo de rotura de viguetas de concreto con PET1 al 1%.
(Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
PET 1%-1 PET 1%-3 PET 1%- PROMEDIO
Fuerza kgf
Deformación mm Fuerza kgf
Deformación mm Fuerza kgf
Deformación mm
5,7 0,0150 6,8 0,022 6,25 0,019
886,8 0,740 808,3 0,722 847,55 0,731
1773,6 1,206 1631,3 1,222 1702,45 1,214
Tabla N° 36 Fuerza / deformación promedio de viguetas de concreto con PET1
al 1%. (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
107
PET1 2%
Vigueta Módulo de rotura Kgf/cm2
1 20,2
3 20,7
Promedio 20,45
Tabla N° 37 Módulo de rotura de viguetas de concreto con PET1 al 2%.
(Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
PET 2%-1 PET 2%-3 PET 2%- PROMEDIO
Fuerza kgf Deformación mm Fuerza kgf Deformación mm Fuerza kgf
Deformación mm
2,6 0,0150 3,9 0,009 3,25 0,012
826,9 0,515 838,0 0,684 832,46 0,600
1653,8 0,99 1695,6 1,175 1674,7 1,083
Tabla N° 38 Fuerza / deformación promedio de viguetas de concreto con PET1
al 2%. (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Gráfico N°15 Diagrama Fuerza / deformación. Ensayos a flexión
(Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
F
u
e
r
z
a
k
g
f
Deformación
Diagrama Fuerza / deformación. Ensayo a flexión.
Patrón
Malla
PET 0,55%
PET 1%
PET 2%
108
Se evaluaron las cargas requeridas en cada vigueta para obtener una
deformación de 1 milímetro. Se obtuvieron los siguientes valores:
Deformación 1 mm
Viga Carga Kgf
Patrón 380
Malla 771
Pet1 0,55% 1037
Pet1 1% 1317
Pet1 2% 1542
Tabla N° 39 Cuadro comparativo de las cargas requeridas para deformación de
1 mm. (Fuente: Elaboración propia en base a ensayos realizados en laboratorio)
Para la deformación de 1 mm, se observó que la vigueta patrón requirió una
fuerza de 380 kgf. Asimismo, con el uso de la malla electrosoldada, demandó una
carga de 771 kgf lo que supone un incremento de la misma en un 102%, con la
adición del PET1 al 0,55%, para lograr la misma deformación, solicitó una carga de
1037 kgf, aumentando en un 173%. Al incorporar PET1 al 1% la carga demandada
fue de 1317 kgf lo que implica un amento del 246% y finalmente al agregar PET1 al
2% exigió una fuerza de 1542 kgf lo que significa un aumento del 300%.
Cabe destacar que el módulo de elasticidad del concreto es constante; por lo
tanto el aumento en la demanda de carga para lograr la misma deformación (1mm)
en cada vigueta, responde a la resistencia que ofrece la incorporación de la malla y
el PET1.
4.9 Factibilidad económica
La factibilidad económica implica el costo monetario que genera la
construcción de acera o pavimento. Se efectúo un análisis de precio unitario de la
construcción de 1m2 de acera o pavimento, con malla electrosoldada y con
109
complemento PET1 al 0,55%, con el fin de establecer la diferencia en costos entre
cada una, resultando una disminución del 21% al sustituir la malla electrosoldada
por el complemento PET1. Se anexa los análisis de precio unitario, por cada una.
Imagen N°33 Análisis de precio unitario con malla electrosoldada (Fuente: Elaboración propia)
110
Imagen N°34 Análisis de precio unitario con PET1 al 0,55% (Fuente: Elaboración propia)
111
CAPÍTULO V
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
112
Conclusiones
Para concluir este trabajo de investigación, se puede indicar que el objetivo
general fue alcanzado de forma satisfactoria, ya que los resultados obtenidos de los
ensayos permitieron analizar comparativamente la respuesta del concreto ante las
variables propuestas.
La recolección del PET1 supuso un proceso en el cual se tuvo que emplear
gran cantidad de tiempo, debido a la carencia de una metodología organizada para
la obtención de dicho material. Esta metodología estaría dirigida en la concentración
del PET1 en lugares destinados a tal fin. Al realizar el corte del plástico con tijeras,
el rendimiento fue de aproximadamente 15 envases/hora, lo que se considera bajo.
En cuanto a la trabajabilidad del concreto con PET1 en estado fresco, se
observó que a mayor proporción de plástico, se pierde el grado de movilidad de la
mezcla, dificultando su mezclado cuando es realizado de forma manual. Además, la
compactación del concreto con PET1 requirió más energía y tiempo, ya que la forma
y disposición del material, generó espacios vacios que dieron lugar a burbujas de
aire. Por otra parte el enrasado al final del vaciado de las probetas con PET1
requirió mayor dedicación debido a la exposición del plástico en las superficies de
las probetas. Los cilindros de concreto con PET1 al 2% en un 100%, presentaron
cangrejeras en los laterales una vez endurecido, lo que generó planos de falla y por
ende una resistencia a compresión muy baja respecto a lo esperado.
En relación a la calidad del concreto, se logró mediante ensayo a compresión
a la edad de 28 días, en primer lugar un promedio de 186 kgf/cm2 de un concreto
patrón diseñado para resistir 180 kgf/cm2; lo que permitió darle validez a la
dosificación. Al incorporar el PET1 al 0,55% se obtuvo una resistencia de 139
kgf/cm2 en promedio, para el 81,80% de la muestra. Esto supone una disminución
del 23% de la resistencia esperada. Al agregar el PET1 al 1% se consiguió una
resistencia de 114 kgf/cm2 en promedio, para el 100% de la muestra, lo que implica
una disminución del 36,7% de la resistencia requerida. Al añadir el PET1 al 2% la
113
resistencia adquirida fue de 72 kgf/cm2 en promedio, para el 85,7% de la muestra,
suponiendo una disminución del 60% de la resistencia pretendida, motivo por el cual
fue descartada esta muestra. Cabe destacar que a pesar de que los resultados
obtenidos para los cilindros de concreto con PET1 al 0,55% y 1% se encuentran por
debajo de 180 kgf/cm2, están dentro de los límites establecidos por la desviación
estándar. En función de estos resultados se seleccionó el de mayor resistencia
promedio, correspondiente a la proporción de PET1 al 0,55%
Si bien los envases de PET1 proveniente de material desecho cuentan con
una superficie lisa, lo que le resta adherencia con el concreto; se observó que su
forma y disposición dentro de la mezcla, generan una envolvente que impide su
desplazamiento. Asimismo se pudo apreciar que este material evitó el
desprendimiento del concreto al momento de fallar durante el ensayo a compresión.
Con respecto al ensayo a flexión realizado a las viguetas a los 28 días se
verificó la carga que requería cada muestra para una misma deformación. Se
observó un aumento en la demanda de carga en las viguetas con malla
electrosoldada y PET1, respecto a la vigueta de concreto patrón. Por lo tanto, el
PET1 se encuentra resistiendo los esfuerzos de tracción, por lo que le otorga a la
vigueta la propiedad de deformarse a mayores cargas.
Por lo anterior, se considera que es posible el uso de una mezcla de
concreto con complemento PET1 al 0,55% como sustituto de la malla electrosoldada
en pavimentos y aceras.
Económicamente puede apreciarse la disminución del costo que aporta el
concreto con la incorporación del PET1 al 0,55% para la construcción de aceras y
pavimentos, en un 21% respecto a la construcción de aceras con malla
electrosoldada. Asimismo es probable obtener mayor durabilidad en el concreto con
PET1 ya que este material es menos vulnerable a los agentes del intemperismo.
Con relación al aspecto social, la utilización de este material podría generar
una fuente de empleo para las comunidades, específicamente en el área de
114
recolección y tratamiento del PET1. Asimismo este trabajo de investigación
permitiría servir de ejemplo de como se puede aprovechar dicho material de residuo,
despertando la creatividad de las personas con relación a los diferentes usos que se
le puede otorgar.
El aporte que brinda el presente trabajo de investigación radica en que el rol
del acero en el concreto, puede ser suplantado a partir de otros materiales que se
asemejen a este en cuanto a propiedades mecánicas y durabilidad. Por este motivo
la construcción de aceras y pavimentos con mezclas de concreto que incorporen el
material PET1, constituye un proyecto ecológico e innovador que abre el paso a
estudios relacionados a fibras sintéticas además de significar una alternativa en la
ingeniería civil.
En cuanto a lo profesional, el desarrollo de esta investigación ha conllevado
al fortalecimiento de los conocimientos obtenidos durante la carrera, sobretodo en
asignaturas como materiales y ensayo, resistencia de materiales y concreto;
aprendizajes que se han aplicado en el campo laboral.
115
Recomendaciones
En base a las experiencias obtenidas durante la investigación, se destacan
las siguientes recomendaciones a ser tomadas en cuenta:
Una vez establecido que la proporción de PET1 al 0,55% ofrece la mejor
alternativa en comparación a las otras 2 propuestas, se recomienda que se
modifique la dosificación donde el tamaño máximo del agregado sea disminuido, e
incluso realizar un estudio donde se trabaje netamente con agregados finos. Al
tomar en consideración esta recomendación, se debe realizar nuevamente los
ensayos aplicados en este trabajo de investigación.
Evaluar el comportamiento del concreto con PET1, enfocado en un mayor
control de calidad de este es decir; trabajar con una estandarización de sus
dimensiones. A su vez se recomienda realizar una herramienta que permita el
procesamiento de corte de botellas, a fin de lograr las tiras requeridas de forma
uniforme, en un menor tiempo.
Trabajar con un asentamiento mayor, entre 4 a 5 pulgadas, esto permitirá
que el concreto al mezclarse con el plástico adquiera más fluidez y facilite su
compactación.
Evaluar la posibilidad de optimizar la adherencia del PET1 al concreto,
mediante geometría, rugosidad y características del material.
Realizar una investigación dirigida a la sustitución parcial del agregado
grueso por los picos de los envases de PET1, en mezclas de concreto.
Evaluar el uso de los anillos de plástico de los six packs como sustituto de la
malla electrosoldada en pavimentos.
116
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
117
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Trabajos y tesis de grado
Acosta, L. (2014) Análisis Comparativo de la Resistencia a Compresión de
Bloques de Concreto con la Adición de Fibras de Polipropileno. Trabajo de
Investigación de pregrado para optar por el título de Ingeniero Civil. Universidad
Nueva Esparta. Caracas. Extraído en abril del 2015 desde
http://miunespace.une.edu.ve/jspui/bitstream/123456789/2371/1/TG5136.pdf
Alesmar, Nalia, Et al (2013). Diseño de Mezcla de Tereftalato de
Polietileno (PET) cemento. Revista de la Facultad de Ingeniería de la U.C.V., Vol.
23, N° (1), pp. 77-86.
Méndez, E. (2012). Propuesta para Sustitución de Agregados Pétreos
por Agregados PET, en Diseño de Mezcla de Concreto con Resistencia F’c
150kg/cm2, usado en banquetas, guarniciones y firmes. Tesis para obtener el
título de especialista en construcción. Universidad Veracruzana, Región Xalapa,
México.
Mendoza, Aire, Davila (2011). Influencia de las Fibras de Polipropileno en
la Propiedades del Concreto en Estados Plástico y Endurecido. Artículo de
investigación Pág. (35-47). Universidad Autónoma de México. Extraído en abril del
2015 desde http://www.imcyc.com/ccid/pdf/ene-jun11_3.pdf
Monte De Oca y Quiñónez (2013). Incidencia del Poliestireno Expandido
Reciclado y la Fibra de Polipropileno en la Resistencia a Compresión del
Concreto para un Diseño de Mezcla con F’c de 250 kgf/cm2. Trabajo de
Investigación de pregrado para optar por el título de Ingeniero Civil. Universidad
Nueva Esparta. Caracas. Extraído en abril del 2015 desde
http://miunespace.une.edu.ve/jspui/bitstream/123456789/402/3/TG4483%20tesis.pdf
118
Libros e informes
Fidias, A. (2012) El proyecto de investigación, Venezuela, Editorial:
Episteme.
Ing. G. Rivera (2014) Concreto Simple Cap. 3. (Consulta realizada el 25 de
julio de 2015), disponible en línea: http://goo.gl/HGUBrQ
IMCYC (Instituto Mexicano del cemento y concreto) (2007), Concreto
reforzado con fibras. (Consulta realizada el 25 de julio de 2015), disponible en
línea: http://goo.gl/cKYxy6
Porrero (2012), Manual del concreto estructural, Caracas – Venezuela.
Editorial Sidetur.
NRMCA (National Ready Concrete Association) (2007), Fibras sintéticas
para el concreto. (Consulta realizada el 25 de julio de 2015), disponible en línea:
http://goo.gl/cKYxy6
NRMC (National Ready Concrete Association), Resistencia a la flexión del
concreto. (Consulta realizada el 19 de enero de 2016), disponible en línea:
http://goo.gl/VI6tFA
Winter, G. y Nilson, A. (1977) Proyecto de estructuras de hormigón,
Barcelona España, Editorial McGraw-Hill.
Normas
Norma COVENIN 0277-2000. FONDONORMA Consejo Superior Nº2000- 12
de fecha 13/12/2000
Norma COVENIN 0338-2002. FONDONORMA Consejo Superior Nº2002- 10
de fecha 30/10/2002.
119
Norma COVENIN 0339-2003. FONDONORMA Consejo Superior Nº2003- 12
de fecha 17/12/2003
Norma COVENIN 0340-1979. FONDONORMA Consejo Superior Aprobado
por COVENIN 11/12/1979
Norma COVENIN 0343-1979. FONDONORMA Consejo Superior Aprobado
por COVENIN 12/6/1979
Norma COVENIN 0344-2002. FONDONORMA Consejo Superior Nº2002- 10
de fecha 30/10/2002
Norma COVENIN 1753-2006. FONDONORMA Consejo Superior Nº2006-04
de fecha 30/08/2006