REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERA CIVIL
DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES DE BLOQUES DE CEMENTO PORTLAND TIPO I FABRICADOS CON ARENA BLANCA Y PAPEL RECICLADO
SIGUIENDO LAS NORMAS COVENIN 42-82
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO
REALIZADO POR LOS BACHILLERES:
Br. KETCHUM DAZ, PAL ANDRS
Br. PAZ BARALT, TULIO IGNACIO
TUTOR ACADMICO:
Prof.: ING. EURO LOZANO
MARACAIBO, ENERO DE 2011
DERECHOS
RESERVAD
OS
REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD RAFAEL URDANETA
FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE INGENIERA CIVIL
DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES DE BLOQUES DE CEMENTO PORTLAND TIPO I FABRICADOS CON ARENA BLANCA Y PAPEL RECICLADO
SIGUIENDO LAS NORMAS COVENIN 42-82
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PARA OPTAR AL TTULO DE INGENIERO CIVIL
REALIZADO POR LOS BACHILLERES:
Br. KETCHUM DAZ, PAL ANDRS
C.I: 18.662.671
Br. PAZ BARALT, TULIO IGNACIO
C.I: 17.952439
TUTOR ACADMICO:
Prof.: ING. EURO LOZANO
C.I: 4.324.539
MARACAIBO, ENERO DE 2011
DERECHOS
RESERVAD
OS
DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES DE BLOQUES DE CEMENTO PORTLAND TIPO I FABRICADOS CON ARENA BLANCA Y PAPEL RECICLADO
SIGUIENDO LAS NORMAS COVENIN 42-82
Pal Andrs Ketchum Daz Tulio Ignacio Paz Baralt
C.I: 18.662.671 C.I: 17.952.439
Ave. 2 #3C-70. Calle 67 con ave. 3D-3
[email protected] [email protected]
TUTOR ACADEMICO
ING. EURO LOZANO
C.I: 4.324.539
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Este Jurado aprueba el Trabajo Especial de Grado DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES DE BLOQUES DE CEMENTO PORTLAND TIPO I FABRICADOS CON ARENA BLANCA Y PAPEL RECICLADO SIGUIENDO LAS NORMAS COVENIN 42-82, que los bachilleres KETCHUM DAZ, PAL ANDRS y PAZ BARALT, TULIO IGNACIO, presentan para optar al ttulo de INGENIERO CIVIL.
JURADO EXAMINADOR
ING. EURO LOZANO
C.I: 4.324.539
ING. LORETA SANTILLI ING. TOMS JIMNEZ
C.I: 5.758.721 C.I: 17.568.178
JURADO JURADO
ING. NANCY URDANETA
C.I: 5.818.597
DIRECTORA DE LA ESCUELA DE INGENIERA CIVIL
ING. OSCAR URDANETA
C.I: 4.520.200
DECANO DE LA FACULTAD DE INGENIERA
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Dedicatoria
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DEDICATORIA
A Dios.
A mis abuelos en especial a Lelo.
A mis padres y hermanos.
A mis amigos y compaeros.
A todos ustedes.
Pal A. Ketchum D.
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DEDICATORIA
En primer lugar a Dios, por estar siempre conmigo y mi familia y, darme fuerza y salud
para finalizar este Trabajo Especial de Grado.
A toda mi familia, en especial a mi papa que no puede estar conmigo compartiendo
este logro que es suyo tambin pero s que est presente en cada momento de mi vida
y me ense a ser responsable, consecuente y plasm sus valores en mi, los cuales
me hacen el hombre que soy hoy en da, a mi mam que siempre me ha ofrecido su
cario incondicional e inculc los valores que hoy me hacen una gran persona y a mis
hermanas por su ayuda en todo momento y apoyo incondicional.
A mis amigos que de una u otra forma aportaron a travs de su amistad y buenos
deseos.
A todos los profesores de la Universidad Rafael Urdaneta con los cuales tuve la
oportunidad y privilegio de absorber parte de su sabidura y conocimientos, que ahora
usar como profesional.
Tulio I. Paz B.
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Agradecimientos
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OS
AGRADECIMIENTOS
A Dios por darme la fuerza, el valor, el conocimiento y el entusiasmo necesario para
poder culminar con xito tanto la carrera como este Trabajo Especial de Grado.
A mi familia entera, pero en especial a mis padres, mis hermanos y mi novia, por
depositar su confianza en m siempre y ser un constante apoyo en todos los momentos
de mi vida.
A mis amigos de la infancia, como a todos los amigos y compaeros que he tenido a lo
largo de todas las materias cursadas en la carrera. Ellos han sido una fuente de
conocimiento y valor.
A las empresas GEOTECNIA C.A, y POZO HONDO C.A, y a todo su personal quienes
siempre brindaron ayuda en lo que fuese necesario, y pusieron a nuestra disposicin
todas sus herramientas, equipos y recursos.
A los Ing. Euro Lozano, Ing. Jos Salazar y al Sr. Nelio Fernndez quienes a lo largo
de la investigacin ejercieron como nuestros tutores, transmitiendo todo el
conocimiento que estuviera al alcance de ellos obtenido a lo largo de sus largas
experiencias profesionales.
A todos los profesores de la URU ya que de cada uno logre obtener una riqueza para
mi formacin y aprender algo til, en especial a las profesoras Ing. ngela Finol e Ing.
Nancy Urdaneta, as como a su asistente Jhoanna Carrillo.
A todos ellos que hicieron este trabajo posible...GRACIAS!!
Pal A. Ketchum D.
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AGRADECIMIENTOS
En primer lugar a Dios, por estar siempre conmigo y permitirme estar en condiciones
saludables y con fuerza para finalizar este Trabajo Especial de Grado.
A nuestro Tutor de tesis, el Ingeniero Euro Lozano, por ayudarnos durante el desarrollo
de esta investigacin y ofrecernos su asesora profesional con sus ms sinceras
buenas intenciones.
Al Ingeniero Jos Salazar, Director General de GEOTECNIA, cuya asesora nos ayud
de una forma considerable y nos sirvi de gua durante la realizacin de este Trabajo
Especial de Grado, y adems, por facilitarnos las instalaciones de dicha empresa, y a
todo su personal que siempre estuvo a disposicin para ayudarnos.
Al Sr. Nelio Fernndez quien nos ayud con su experiencia en la fabricacin de
bloques y conocimientos acerca de la temtica principal de este proyecto.
A nuestra Directora de Escuela, la Ingeniero Nancy Urdaneta, su asistente Jhoanna
Carrillo y la profesora Ing. Angela Finol por ofrecernos su ayuda cuando la
necesitamos.
Al profesor Ingeniero Carlos Sandoval por su asesora profesional.
Tulio I. Paz B.
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NDICE GENERAL
Pagina
INTRODUCCIN...22
CAPTULO I EL PROBLEMA
1.1 Planteamiento del problema..25
1.2 Objetivos de la investigacin.26
1.2.1 Objetivos generales...26
1.2.2 Objetivos especficos.26
1.3 Justificacin e Importancia27
1.4 Delimitacin.27
1.4.1 Delimitacin especial27
1.4.2 Delimitacin temporal...28
1.4.3 Delimitacin cientfica..28
CAPTULO II MARCO TERICO 2.1 Antecedentes..30
2.2 Fundamentos tericos...32
2.2.1 Cemento....32
2.2.2 Cemento Portland....32
2.2.2.1 Clasificacin de los cementos Portland.33
2.2.3 Papel reciclado.....35
2.2.3.1 El papel reciclado y sus fases....36
2.2.3.2 Fases del proceso de reciclaje...36
2.2.3.3 Propiedades del papel reciclado....37
2.2.4 Arena Blanca de playa o rio...38
2.2.5 Bloques de cemento....39
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2.2.5.1 Clasificacin de los bloques41
2.2.5.2 Requisitos que debe cumplir un bloque42
2.2.5.3 Sistemas de calidad en las fases de produccin de bloques....42
2.2.6 Ensayo para la determinacin de propiedades de los bloques43
2.2.6.1 Ensayo sometido a esfuerzo de compresin43
2.2.6.2 Ensayo de absorcin de agua.48
2.2.6.3 Ensayo de resistencia contra fuego del bloque50
2.3 Definicin de trminos bsicos.52
2.4 Sistema de variables...54
2.4.1 Variable..54
2.4.2 Definicin conceptual..54
2.4.3 Definicin operacional.55
2.4.4 Cuadro de operacionalizacion de variables.55
CAPTULO III MARCO METODOLGICO
3.1 Tipo de investigacin..58
3.2 Diseo de la investigacin.59
3.3 Poblacin..59
3.4 Muestra..59
3.5 Muestreo60
3.6 Tcnicas de recoleccin de datos.60
3.7 Procedimiento metodolgico..62
CAPTULO IV ANLISIS Y PRESENTACIN DE LOS RESULTADOS
4.1 Proceso de elaboracin..66
4.1.1 Amasado66
4.1.2 Moldeo67
4.1.3 Secado...67
4.2 Proceso de dosificacin.67
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4.2.1 Papel reciclado.67
4.2.2 Cemento Portland Tipo I.68
4.2.3 Agua...68
4.2.4 Arena Blanca....68
4.3 Dosificacin de agregados para cada tipo de muestras69
4.4 Ensayos.71
4.4.1 Ensayo de resistencia de compresin..72
4.4.2 ensayo de absorcin de agua84
4.4.3 Ensayo de resistencia al fuego..89
4.5 Anlisis de precios unitarios del bloque..92
4.6 Impacto ecolgico95
CONCLUSIONES...99
RECOMENDACIONES...102
REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS.105
ANEXOS108
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NDICE DE TABLAS Pagina
Tabla N1. Lmites de granulometra de arena blanca39
Tabla N2. Clasificacin de los bloques segn sus dimensiones.40 Tabla N3. Clasificacin de bloques segn su resistencia a la compresin48
Tabla N4. Clasificacin de bloques segn se absorcin...50
Tabla N5. Clasificacin de bloques segn su resistencia al fuego..52
Tabla N6. Cuadro de operacionalizacin de variables...56
Tabla N7. Dosificacin para Mezcla tipo A...69
Tabla N8. Ficha tcnica de elaboracin de la Mezcla tipo A.69
Tabla N9. Dosificacin para Mezcla tipo B...60
Tabla N10. Ficha tcnica de elaboracin de la Mezcla tipo B...70
Tabla N11. Dosificacin para Mezcla tipo C.70
Tabla N12. Ficha tcnica de elaboracin de la Mezcla tipo C..70
Tabla N13. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 das.72 Tabla N14. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 das.72 Tabla N15. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 das.73
Tabla N16. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 das.73
Tabla N17. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 das.74
Tabla N18. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 7 das.74
Tabla N19. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra A con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 das......75
Tabla N20. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra A con la carga aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 das...75
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Tabla N21. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 das...76
Tabla N22. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra B con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 das...76
Tabla N23. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 28 das...77
Tabla N24. Resultados de ensayos a compresin de la Muestra C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a las celdas a los 28 das...77
Tabla N25. Comparacin con resultados de resistencia a la compresin con otros
bloques.82
Tabla N26. Comparacin con resultados de absorcin de agua con otros
bloques.87
Tabla N27. Resultado de la Resistencia al fuego en la cara expuesta a la llama de las
Muestras A, B y C..90
Tabla N28. Resultado de la Resistencia al fuego en la No cara expuesta a la llama de
las Muestras A, B y C91
Tabla N29. A.P.U del bloque Muestra Tipo A..93
Tabla N30. Pesos unitarios y por mt2 de pared por cada tipo de bloque ...94
Tabla N31. Comparacin del peso de una losa nervada por metro cuadrado utilizando
diferentes tipos de bloques .....94
Tabla N32. Dosificacin para la elaboracin de un bloque Arena/cemento 96
Tabla N33. Comparacin del volumen de material necesario para producir la cantidad
de bloques requerida para una vivienda de 80 mts2 ...97
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NDICE DE FIGURAS Pagina
Figura N1. Dimensiones de un bloque.40
Figura N2. Maquina DigimaxPlus utilizada para el ensayo a compresin..47
Figura N3. Idealizacin de la carga aplicada en ambos sentidos71
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NDICE DE GRFICOS Grafico N1. Grafico N1. Resistencia a la compresin de las Muestras A, B y C con la
carga aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 y 28 das.78
Grafico N2. Proyeccin de la resistencia a la compresin de las Muestras A, B y C con
la carga aplicada en sentido paralelo a las celdas a los 7 y 28 das.79
Grafico N3. Resistencia a la compresin de las Muestras A, B y C con la carga
aplicada en sentido perpendicular a las celdas a los 7 y 28 das..80
Grafico N4. Proyeccin de la resistencia a la compresin de las Muestras A, B y C con
la carga aplicada en sentido perpendicular a las celdas a los 7 y 28
das...81
Grafico N5. Comparacin de los resultados de resistencia a la compresin con
respecto a la de otros bloques.83
Grafico N6. Resultados del Porcentaje de Absorcin de agua de las Muestras A, B y
C85
Grafico N7. Resultados del Porcentaje de Absorcin de agua de las Muestras A, B y
C86
Grafico N8. Comparacin de los resultados de porcentaje de absorcin de agua con
respecto al de otros bloques.88
Grafico N9. Resultados ensayo de resistencia al fuego de las Muestras A, B y C en
cara expuesta..90
Grafico N10. Resultados ensayo de resistencia al fuego de las Muestras A, B y C en
cara no expuesta91
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NDICE DE ANEXOS Pagina
Anexo N1. Elaboracion Muestra Tipo A..108
Anexo N2. . Elaboracin Muestra Tipo A (moldeo)...108
Anexo N3. Molde de 15 de cm de ancho utilizado para la fabricacin de todos los
bloques..109
Anexo N4. Parte de la muestra total en proceso de fraguado109
Anexo N5. Acabado de la Muestra Tipo B recin moldeada..110
Anexo N6. Mezcla durante el mezclado en trompo..110
Anexo N7. Registro de pesos y dimensiones de cada muestra....111
Anexo N8. Ensayo a compresin a los 7 das...111
Anexo N9. Deformacion de la Muestra Tipo A una vez sometida a compresin112
Anexo N10. Bloque B-6 roto a compresin a los 7 das..112
Anexo N11. Bloque B-20 roto a compresin a los 28 das..113
Anexo N12. Bloque A-19 fracturado por carga a la compresin.113
Anexo N13. Muestras sumergidas durante 24 horas para el ensayo de absorcin114
Anexo N14. Introduccion de muestras en el horno...114
Anexo N15. Horno ventilado para el secado de las muestras...........115
Anexo N16. Ensayo de resistencia al fuego..115
Anexo N17. Comportamiento de la Muestra Tipo A ante el fuego.....116
Anexo N18. Bloque de Arena/Cemento sometido a ensayo de compresin. .116
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Ketchum Daz, Paul Andrs y Paz Baralt, Tulio Ignacio, Determinacin de las propiedades de bloques de cemento portland tipo I fabricados con arena blanca y papel reciclado siguiendo las normas Covenin 42-82, Trabajo Especial de Grado para optar al Ttulo de Ingeniero Civil, Universidad Rafael Urdaneta, Facultad de Ingeniera, Escuela de Ingeniera Civil, Maracaibo, Venezuela, 2010.116 p.
RESUMEN
El siguiente proyecto de carcter descriptivo tiene como objetivo, contribuir en la bsqueda de soluciones al problema de la vivienda de los sectores de menores ingresos, generando viviendas flexibles, econmicas y de gran maniobrabilidad a la hora del montaje. Este proceso de investigacin realizado, tiene como premisas, las experiencias obtenidas, seleccin de materiales, y sobre todo el factor econmico que afecta a gran parte de la poblacin Venezolana, por lo que se plantea como solucin el uso de tecnologas apropiadas y sustentables que aporten mtodos y tcnicas de elaboracin de viviendas al ms bajo costo. Tal es el caso del papel, el cual es un material liviano, reciclable, de cmodo manejo y que presenta caractersticas fsico-mecnicas adaptables a ciertos usos para dar aportes en la construccin. La idea central se basa en la determinacin de las propiedades de un bloque elaborado con cemento, arena blanca, y papel reciclado, a travs de la realizacin de los ensayos pertinentes que ayudaron a estipular valores los cuales comparamos posteriormente con las normas respectivas que rigen sta rea de la construccin, analizando sus ventajas y desventajas a la hora de incorporarlo en sistemas constructivos, anlisis de costos e impacto ecolgico, teniendo como base fundamental un producto innovador, verstil, y econmico, siendo una alternativa que da respuesta a la problemtica de la vivienda en Venezuela. Los resultados obtenidos permitieron concluir que los bloques estudiados poseen baja resistencia a la compresin, siendo esta menor cuando la carga es aplicada en sentido perpendicular a las celdas. El ensayo de absorcin de agua arrojo un porcentaje promedio demasiado alto sobrepasando los lmites establecidos por la norma. Por otro lado en el ensayo de resistencia al fuego se obtuvieron valores satisfactorios ya que el bloque no sufri ningn tipo de dao considerable que limitara su uso en este aspecto.
Palabras claves: Papel reciclable, Ensayo a compresin, mampostera.
Paul Andrs Ketchum Daz.: correo: [email protected]
Tulio Ignacio Paz Baralt.: correo: [email protected]
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Ketchum Daz, Paul Andrs and Paz Baralt, Tulio Ignacio, DETERMINATION OF PROPERTIES OF PORTLAND CEMENT BLOCKS TYPE I MADE WITH RECYCLED PAPER AND WHITE SAND ACCORDING TO THE COVENIN NORMATIVE 42-82 Special Degree Project to obtain the title of Civil Engineer, Universidad Rafael Urdaneta, Facultad de Ingeniera, Escuela de Ingeniera Civil, Maracaibo, Venezuela, 2010. 116 p.
ABSTRACT The purpose of the following descriptive project is to contribute in finding solutions to the housing problem, especially for lower income sectors, creating a flexible, economic and practical solution for home-builders. This research process is premised on the experiences learned, materials selection, and economic factor that affects much of the Venezuelan population. Certainly, the method of Portland cement blocks made with recycled paper and white sand, it can be employed not only as a sustainable technology, but also as an innovative method for producing low-cost homes. In this project we used sustainable resources such as paper, which is a lightweight, a fast-recyclable and a multitask material that could make easier the home building process. bottom line of the project is to of diverse tests that helped to provide different data. Subsequently, the tests results are compare with construction norm standards. Afterward, the project reflects a benchmark analysis, which emphasizes the material advantages and disadvantages with other materials at the time of incorporation into building systems. Also, there are different cost analysis studies and environmental impact studies. In short, the test results showed some positive and negative facts. Firstly, the test results demonstrated that the blocks studied have low resistance to compression, and is lower when the load is applied perpendicular to the cells. Secondly, the research proved that in most cases the water absorption surpassed the limits set by the construction norm standards. On the other hand, in the fire resistance test, values were satisfactory because the block did not suffer any substantial harm that would limit its use in this aspect.
Key words: Recycled paper, compression essay, masonry.
Paul Andrs Ketchum Daz.: email: [email protected]
Tulio Ignacio Paz Baralt.: email: [email protected]
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INTRODUCCIN
El alto costo de los materiales de construccin ha generado la bsqueda de
alternativas viables que garanticen la calidad, resistencia y durabilidad de los
elementos constructivos a elaborar. Cabe destacar que uno de estos materiales lo
constituye el bloque cuyo precio de venta al pblico se ha triplicado en los ltimos tres
aos. Este hecho se debe entre otras cosas al incremento del precio del cemento,
arena y otros agregados utilizados para garantizar un producto ptimo con las
caractersticas requeridas para sus diferentes usos.
En base a estas premisas, se plante la necesidad de elaborar bloques de
cemento, arena blanca y papel reciclable, esto partiendo del hecho de que este
material proporciona una ventaja econmica considerable con respecto al de la arena o
piedra picada, y adems, posee caractersticas que lo hace ms ligero que el bloque
convencional. La forma de lograr un bloque ligero y resistente consiste en hacer una
mezcla de cemento, arena blanca y papel reciclado donde estos se incorporen
obteniendo una buena consistencia en la misma.
Con la finalidad de determinar el diseo de mezcla apropiado se variarn las
dosificaciones de sus componentes con el propsito de analizar las resistencias,
esfuerzos, densidades, porcentaje de absorcin y resistencia al fuego a travs de
ensayos.
Un primer captulo que consiste en todo lo que es el planteamiento del problema,
la justificacin y la importancia de esta investigacin, los objetivos tanto el general
como los especficos y por ltimo todo lo que es referente a la delimitacin de la
investigacin.
Un segundo captulo donde se exhibe todos los aspectos bsicos y conceptuales
relacionados con el bloque de papel, y se describen todos los ensayos realizados para
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determinar las propiedades de los bloques y en donde se expresa de forma explcita los
procedimientos a seguir para analizar los modos de falla y los resultados obtenidos.
Un tercer captulo donde se presenta el Marco Metodolgico; el cual incluye:
Tipo y Diseo de la investigacin, Poblacin y Muestra, Tcnicas e Instrumentos de
Recoleccin de datos y Procedimiento Metodolgico.
Un captulo IV donde se procedi a presentar y analizar los resultados producto
de la investigacin a travs de una serie de ensayos y pruebas que permitieron
determinar las propiedades fsicas y mecnicas de los elementos utilizados para la
construccin de bloques de papel.
Finalmente, se expresaron las conclusiones en las cuales se indica que el
bloque en estudio posee baja resistencia a la compresin y un muy alto porcentaje de
absorcin de agua; mientras que su comportamiento ante el fuego es excelente.
Debido a estos resultados y lo atractivo e interesante que puede ser el producto se
manifiestan una serie de recomendaciones derivadas del estudio realizado donde se
indican algunas ideas que podran servir para estudios futuros.
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CaptuloI
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CAPTULO I
1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En el mbito de la construccin a nivel mundial la utilizacin de materiales para
la elaboracin de elementos constructivos es de fundamental importancia debido a que
estos exhiben una atribucin considerable en los agentes econmicos y ecolgicos que
se generan en este negocio.
Actualmente a nivel mundial se est viviendo una situacin econmica difcil, y
esto ha despertado un considerable inters en los ingenieros por generar nuevos
mtodos de construccin sustentables con el propsito de minimizar tanto los costos
que se conciben en proyectos de esta ndole como la afectacin al medio ambiente ya
que existe en el mundo una situacin crtica donde la deforestacin de rboles y la
emisin de gases por parte de las industrias es cada vez mayor.
En Venezuela siempre se ha observado un incremento desmedido de la
poblacin, lo cual ha contribuido a la construccin de viviendas de mampostera en
condiciones inseguras estructuralmente, esto es debido al uso inadecuado que se le da
a los materiales. Hasta los aos 50 casi todas las paredes fueron construidas con
bloques de concreto, el cual era considerado el mejor material para ese momento,
aunado a esto, las paredes siempre se han utilizado solo como elemento divisorio de
ambiente sin cumplir en ningn momento la funcin de elemento resistente. En la lucha
por mejorar las condiciones de vida de nuestro pas se han desarrollado tcnicas de
materiales de construccin con criterios de mxima economa, que estn al alcance de
la poblacin marginal, los cuales se han ido perfeccionando con el avance tecnolgico.
A raz de la problemtica anteriormente planteada en el mbito de la
construccin, se plantea la incorporacin de una nueva tcnica de fabricacin de
bloques hechos a base de papel reciclado, cemento Portland de tipo I y arena blanca.
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El papel al poseer caractersticas particulares entre las que destacan su liviano
peso, ser aislante de sonido y temperaturas, hacen que este sea una alternativa para
ser usado como material constructivo y cubrir todas las variables anteriormente
expresadas y generar una solucin factible a dichas problemticas.
Esto nos lleva a realizar los ensayos pertinentes para garantizar que estos bloques cumplan con los requerimientos exigidos por la normativa y poder utilizarlos en
cualquier mbito de la construccin.
1.2. OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIN 1.2.1. Objetivo general
- Determinar las propiedades de bloques de cemento portland tipo I fabricados con arena blanca y papel reciclado siguiendo las normas COVENIN 42-82.
1.2.2. Objetivos especficos
- Elaborar bloques resistentes y de menor costo posible, utilizando una mezcla de
cemento portland tipo I, arena blanca y papel reciclado.
Realizar todos los ensayos pertinentes a diferentes tipos de bloque con el diseo de mezcla preestablecido para la determinacin de sus propiedades mecnicas
y fsicas.
Estudiar el comportamiento del bloque sometido a diferentes temperaturas, y exponindolo al medio ambiente.
Analizar los costos producidos en la fabricacin de dichos bloques. Estudiar el impacto ecolgico que conllevara la industrializacin de dicho
bloque y su aplicacin en sistemas constructivos.
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1.3. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA
Es importante en la actualidad buscar soluciones que sean amigables con el
ambiente, ya sea por su consumo energtico y de materia prima, como aislacin
trmica y acstica.; as como sistemas constructivos nuevos, que le permita a los
ingenieros tener varias opciones a la hora de ejecutar un proyecto.
El papel como material cumple un factor determinante en la incentivacin de
reciclaje en las comunidades. Debido a que en Venezuela la industria que se encarga
de este proceso es muy deficiente, se debe generar un producto basado en un
desarrollo sostenido en el tiempo que presente numerosas ventajas con respecto a su
trabajabilidad y peso.
En la presente investigacin se determinara la factibilidad del mismo como
elemento constructivo analizando su costo dentro de este mercado dando a conocer las
caractersticas y propiedades del diseo de un bloque compuesto con cemento, arena y
papel reciclado, y de esta manera incentivar la colaboracin del sector pblico y privado
en el establecimiento de programas que apoyen el proceso de reciclaje en la ciudad.
1.4. DELIMITACIN
1.4.1. Delimitacin espacial
El presente trabajo especial de grado se llevar a cabo en los espacios del
Laboratorio de materiales y estudios de suelo GEOTECNIA C.A, y en la fbrica de
bloques POZO HONDO C.A, ambos ubicados en Maracaibo, Estado Zulia.
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1.4.2. Delimitacin temporal
Dicha investigacin estar comprendida entre los meses de Enero de 2010 y
Diciembre del mismo ao.
1.4.3. Delimitacin cientfica
La delimitacin cientfica estar regida por las distintas especificaciones para
bloques de construccin, establecidas en las normas COVENIN (Comisin Venezolana
de Normas Industriales), realizando todos los ensayos reflejados en dicha normativa,
as como otros que se consideren pertinentes con la intencin de tener un registro ms
amplio de las propiedades y comportamiento de dicho material.
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CaptuloII
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CAPTULO II
MARCO TERICO
2.1 ANTECEDENTES
En 2003, el Instituto de la Vivienda de la Universidad de Chile, desarroll una
nueva tecnologa utilizando materiales reciclados como una posible alternativa para la
ejecucin de cerramiento de construcciones que fuesen resistentes, ecolgicas,
econmicas, livianas, y de buena aislacin trmica. Consiste en mezclar cemento
portland comn con polietileno expandido (anime) y papeles plsticos (residuos de
industria). A este diseo se le debe aadir agua y mezclarse hasta alcanzar una
consistencia uniforme, de manera que pueda ser utilizado para la construccin de
placas y cerramientos. Se lleg a la conclusin de que las placas desarrolladas
utilizando plsticos reciclados son una alternativa posible para la ejecucin de
cerramientos de construcciones con las caractersticas anteriormente mencionadas; y
que debido a su bajo costo y tecnologa simple son especialmente aptas para viviendas
de emergencia y construcciones de inters social, brindando condiciones de confort
superiores a otras soluciones tradicionales y mayor durabilidad.
Diseo de un bloque compuesto de concreto ligero con polvo de aserrn. Trabajo Especial de Grado. Aura Pereira y Jenny Snchez. Escuela de ingeniera civil. Facultad de Ingeniera. Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo, Venezuela. 2006.
Dicha investigacin surgi por la necesidad de presentar una alternativa a los
materiales de construccin existentes en el pas utilizando materiales de la localidad,
como lo son la arena, el cemento y el aserrn. Se analiz el comportamiento de los del
diferentes tipos de muestra de mortero con el uso aserrn, tratando de demostrar que
estos adquieren una resistencia y esfuerzos aptos para ser implementados en el mbito
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constructivo. Se determin que con dicha muestra se obtiene un mayor rendimiento por
m2 ya que es ms ligero que los bloques tradicionales; a su vez puede ser
implementado como elemento estructural o de mampostera; y se logr una
disminucin del 3% con respecto al costo en el mercado.
Diseo de un sistema constructivo de una vivienda elaborada con materiales
reciclados. Sarita Lorena Bravo B. Escuela de arquitectura. Facultada de Ingeniera.
Universidad Rafael Urdaneta. Maracaibo, Venezuela 2006. Esta investigacin se
enfoc en el crecimiento urbano de la ciudad de Maracaibo, el cual enfrenta desde
hace varios aos un grave problema de gestin de los desechos. Con el propsito de
encontrar soluciones eficaces y econmicamente factibles, surgi la necesidad de
reciclar estos desechos generados por la comunidad, creando un sistema constructivo
elaborado con materiales de desecho en un modelo de vivienda econmico, que ayude
a disminuir el impacto causado al medio ambiente, y adems con el propsito de
adecuar ste a las condiciones locales, mejorando la calidad de vida de la poblacin y
generando una mejor planificacin de nuestra ciudad. Se concluy que debido a la gran
cantidad de desechos generados en la ciudad, se llev a cabo un proceso de
recuperacin de dos de los materiales con mayor desperdicio, como lo son el papel y el
cartn, para crear diferentes prototipos de paneles que puedan ser utilizados como
elementos constructivos en una vivienda.
Como se puede ver, desde hace varios aos se vienen realizando
investigaciones y estudios sobre nuevos mtodos constructivos. Sin embargo existe
una relacin entre ellas, todas intentan estudiar nuevos materiales, buscar nuevos
procesos que sean innovadores y ms importante an, que se trate de procesos
sustentables, con materia prima que no afecte nuestro medio ambiente. Todos estos
antecedentes nos servirn de material de apoyo para el estudio de las propiedades y
factibilidad del bloque de cemento, arena y papeles reciclados.
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2.2 FUNDAMENTOS TERICOS
2.2.1 Cemento
Se denomina cemento a un conglomerante hidrulico que, mezclado con
agregados ptreos (rido grueso o grava, ms rido fino o arena) y agua, crea una
mezcla uniforme, maleable y plstica que fragua y se endurece al reaccionar con el
agua, adquiriendo consistencia ptrea, denominado hormign o concreto.
2.2.2 Cemento Portland.
Es el tipo de cemento ms utilizado como aglomerante para la preparacin del
hormign o concreto y se obtiene por la pulverizacin del clinker portland con la adicin
de una o ms formas de sulfato de calcio. Se admite la adicin de otros productos
siempre que su inclusin no afecte las propiedades del cemento resultante. Todos los
productos adicionales deben ser pulverizados conjuntamente con el clincker. Cuando el
cemento portland es mezclado con el agua, se obtiene un producto de caractersticas
plsticas con propiedades adherentes que solidifica en algunas horas y endurece
progresivamente durante un perodo de varias semanas hasta adquirir su resistencia
caracterstica.
La condicin que define al cemento portland es la de un rpido endurecimiento y
elevada resistencia al mezclarse con una adecuada cantidad de agua y la
inalterabilidad de su masa en trabajo dentro del agua. Hasta ahora el cemento Portland
en su condicin de aglomerante no ha sido sustituido. El proceso de las investigaciones
cientficas ha trado como consecuencia el mas intimo conocimiento de las estructuras
cristalinas y las propiedades fsicas del cemento durante su endurecimiento.
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Sobre el comportamiento de los compuestos en equilibrio, durante el proceso de
hidratacin, se ha considerado que el resultado es una cristalizacin con extensiones
coloide, en cuya reaccin interviene favorablemente el calor desprendido durante el
proceso de endurecimiento.
2.2.2.1. Clasificacin de los cementos Portland.
-Tipo, nombre y aplicacin
I: Normal. Para uso general, donde no son requeridos otros tipos de cemento.
IA: Normal. Uso general, con inclusor de aire.
II: Moderado. Para uso general y adems en construcciones donde existe un moderado
ataque de sulfatos o se requiera un moderado calor de hidratacin.
IIA: Moderado. Igual que el tipo II, pero con inclusor de aire.
III: Altas resistencias. Para uso donde se requieren altas resistencias a edades
tempranas.
IIIA: Altas resistencias. Mismo uso que el tipo III, con aire incluido.
IV: Bajo calor de hidratacin. Para uso donde se requiere un bajo calor de hidratacin.
V: Resistente a la accin de los sulfatos. Para uso general y adems en construcciones
donde existe un alto ataque de sulfatos.
-Tipo I: Este tipo de cemento es de uso general, y se emplea cuando no se requiere de
propiedades y caractersticas especiales que lo protejan del ataque de factores
agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de hidratacin.
Entre los usos donde se emplea este tipo de cemento estn: pisos, pavimentos,
edificios, estructuras, elementos prefabricados.
-Tipo II: El cemento Portland tipo II se utiliza cuando es necesario la proteccin contra
el ataque moderado de sulfatos, como por ejemplo en las tuberas de drenaje, siempre
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y cuando las concentraciones de sulfatos sean ligeramente superiores a lo normal, pero
sin llegar a ser severas (En caso de presentarse concentraciones mayores se
recomienda el uso de cemento Tipo V, el cual es altamente resistente al ataque de los
sulfatos). Genera normalmente menos calor que el cemento tipo I, y este requisito de
moderado calor de hidratacin puede especificarse a opcin del comprador. En casos
donde se especifican lmites mximos para el calor de hidratacin, puede emplearse en
obras de gran volumen y particularmente en climas clidos, en aplicaciones como
muros de contencin, pilas, presas, etc. La Norma ASTM C 150 establece como
requisito opcional un mximo de 70 cal/g a siete das para este tipo de cemento.
-Tipo III: Este tipo de cemento desarrolla altas resistencias a edades tempranas, a 3 y 7
das. Esta propiedad se obtiene al molerse el cemento finamente. Su utilizacin se
debe a necesidades especficas de la construccin, cuando es necesario retirar
cimbras lo ms pronto posible o cuando por requerimientos particulares, una obra tiene
que ponerse en servicio muy rpidamente, como en el caso de carreteras y autopistas.
-Tipo IV: El cemento Portland tipo IV se utiliza cuando por necesidades de la obra, se
requiere que el calor generado por la hidratacin sea mantenido a un mnimo. El
desarrollo de resistencias de este tipo de cemento es muy lento en comparacin con
los otros tipos de cemento. Los usos y aplicaciones del cemento tipo IV estn dirigidos
a obras con estructuras de tipo masivo, como por ejemplo grandes presas. La
hidratacin inicia en el momento en que el cemento entra en contacto con el agua; el
endurecimiento de la mezcla da principio generalmente a las tres horas, y el desarrollo
de la resistencia se logra a lo largo de los primeros 30 das, aunque ste contina
aumentando muy lentamente por un perodo mayor de tiempo. En la fabricacin del
cemento se utilizan normalmente calizas de diferentes tipos, arcillas, aditivos -como el
mineral de hierro cuando es necesario- y en ocasiones materiales silicosos y
aluminosos. Estos materiales son triturados y molidos finamente, para luego ser
alimentados a un horno rotatorio a una temperatura de 1,400 grados centgrados y
producir un material nodular de color verde oscuro denominado CLINKER.
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-Tipo V: Muy similar al anterior, pero con menos porcentaje de aluminato y mayor
porcentaje de silicato tricalcico, para su aplicacin en concretos que deben estar
sometidos a la accin de sulfuros.
2.2.3 Papel reciclado
El papel es una estructura obtenida en base a fibras vegetales de celulosa, las
cuales se entrecruzan formando una hoja resistente y flexible. Estas fibras provienen
del rbol y, segn su longitud, se habla de fibras largas de aproximadamente 3
milmetros (generalmente obtenidas de pino insigne u otras conferas) o de fibras cortas
de 1 a 2 milmetros (obtenidas principalmente del eucalipto). Segn el proceso de
elaboracin de la pulpa de celulosa, sta se clasifica en mecnica o qumica, cada una
de las cuales da origen a diferentes tipos de papel en cuanto a rigidez y blancura.
Dependiendo del uso final que se le dar al papel, en su fabricacin se utiliza
una mezcla de los diferentes tipos de fibras, las que aportarn sus caractersticas
especficas al producto final. As, un papel para fabricar sacos de cemento en que su
resistencia es muy importante, se fabrica con fibras largas, en cambio un papel para
escribir, en que su resistencia no es un atributo clave, pero si su formacin, textura y
opacidad, se fabrica principalmente con fibras cortas.
Dentro de las tendencias actuales, las que se enmarcan dentro del crecimiento
sustentable, el reciclado de papel ha tomado hoy una importancia preponderante y es
as como los ltimos proyectos de papel para peridicos, papeles para corrugar e
incluso papel para sacos se estn produciendo con materia prima reciclada, logrando
valores semejantes a los productos vrgenes.
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2.2.3.1 El papel reciclado y sus fases
El reciclaje de papeles se inicia con la recoleccin, en zonas urbanas, de
papeles y cartones usados para transformarlos en nuevos productos. El material
recolectado es destinado a la industria, donde se le separan las fibras vegetales de las
impurezas.
2.2.3.2. Fases del proceso de reciclaje
- Recoleccin: empresas intermediarias compran el material a recolectores individuales.
- Clasificacin: las empresas que recuperan los papeles los clasifican en distintas categoras, ya que cada tipo de papel servir para producir un nuevo papel de
similares caractersticas. Los papeles blancos de escritura servirn a la
produccin de nuevos papeles blancos para escribir; las cajas usadas de cartn
corrugado servirn para producir papeles color caf para embalajes, etc.
- Enfardado: Papeles de diferentes categoras son prensados en grandes fardos; cada uno de estos fardos contendr un tipo especfico de papel usado. Se tritura
el papel usado, se aade agua, se aplica los diferentes sistemas de depuracin,
se blanquea (es necesario utilizar mtodos mecnicos no agresivos,
descartando el blanqueo con productos qumicos como el cloro) se escurre, se
deposita en rodillos, se seca y se corta.
- Almacenamiento: Los fardos son almacenados en las empresas clasificadoras, a la espera de ser transportados a las fbricas de papel.
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- Transporte: Los fardos son transportados en camiones a las fbricas de papel que usan el papel reciclado como materia prima.
- Tratamiento: Las impurezas son separadas y entregadas a otras industrias para ser reprocesadas.
2.2.3.3. Propiedades del papel reciclado
Las propiedades del papel se pueden agrupar en propiedades mecnicas o de
resistencia y propiedades visuales o de presentacin. Rigidez, resistencia y capacidad
de absorcin de agua son caractersticas que convierten al papel en un material
apropiado para diversos usos.
En cuanto a la rigidez sta depende de las fibras que forman el papel, ya que
como se digo anteriormente, un papel producido con mayor contenido de fibra larga
ser ms rgido que aquel fabricado con mayor cantidad de fibra corta. Tambin el tipo
de pulpa de celulosa usado afecta la rigidez que tendr el papel. En este caso, la pulpa
mecnica aporta ms rigidez que la pulpa qumica. Otras propiedades mecnicas son
la resistencia al rasgado, la resistencia superficial y la resistencia a la absorcin de
agua. Respecto a las propiedades visuales, se distinguen principalmente la blancura,
brillo, claridad y opacidad del papel.
Por ltimo, otras propiedades importantes son el gramaje que indica el peso en
gramos por metro cuadrado de papel, la estabilidad dimensional que es la capacidad
del papel de mantener sus dimensiones originales al variar las condiciones ambientales
o al verse sometido a esfuerzos, y la humedad, que es el contenido de agua como
porcentaje del peso total del papel.
La fibra reciclada disminuye proporcionalmente la resistencia de la hoja final. Sin
embargo, el factor ms importante en este aspecto es la fuente del reciclado, ya que
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esto determinar en la mayor parte de los casos la proporcin de fibra secundaria a
incorporar en determinada calidad y clase de papel. Las fibras secundarias difieren de
las fibras vrgenes en que una gran proporcin del material fibroso recuperado
constituye una mezcla de diversos tipos de fibras, y en que otros materiales utilizados
en las etapas de conversin y las fibras secundarias mismas han soportado varias
veces tratamientos mecnicos de secado y de envejecimiento. Las fibras recicladas
poseen en general bajas resistencias, debido a:
- Hornificacin producida durante el primer secado, lo que reduce la capacidad de
unin interfibrilar.
- Acumulacin de fibras cortadas y finos, producidos en los sucesivos repulpeos.
- Refinacin inadecuada de la pulpa para evitar problemas de drenado.
- Acumulacin de cargas (caolines, pigmentos, etc.), que aumentan el gramaje sin
contribuir a las resistencias.
- Acumulacin de materiales extraos (aceites, almidn seco, resina/almina,
tintas etc.) que recubren a las fibras interfiriendo con las uniones.
- Debilitamiento de la flexibilidad de las fibras producido por los procesos a que
fueron sometidas.
2.2.4 Arena blanca de lago
Se entiende como produccin de arena de lago el procesamiento o no de estos
materiales en tamizadoras, trituradoras y lavadoras ubicadas en las cercanas de
donde se extraen, en este caso su origen es exclusivamente del Lago de Maracaibo,
con el objeto de suministrar agregados para dicho trabajo. Estos agregados abarcan
normalmente partculas entre 4.75 y 0.075 mm.
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La arena del Lago de Maracaibo utilizada en la relacin de las mezclas, la cual a
lo largo de la investigacin la denominaremos como arena blanca, debe carecer de
materias orgnicas que alteren las propiedades del mismo bloque. En estado natural o
despus de ser lavadas debern cumplir las siguientes condiciones:
- La forma de los granos ser redonda, rechazndose las arenas cuyos granos
tengan forma de laja.
- La arena pasar por un tamiz de apertura no superior a 1/3 de pulgada.
- Se limitar el contenido en finos de manera que el peso de arena que pase por
el tamiz 0.08 sea como mximo el 15% del peso total.
- El contenido total de materias perjudiciales (mica, yeso, descompuestos, piritas,
entre otros) no ser superior al 2%.
La tabla N1 indica los lmites de granulometra admisibles de arena.
Tabla N1. Lmites de granulometra de arena blanca
CEDAZO % PASANTE
3/8 (9.51 mm.) 100
No. 4 (4.76 mm.) 85 100
No. 8 (2.38 mm.) 60 95
No. 16 (1.19mm.) 40 80
No. 30 (0.595 mm.) 20 60
No. 50 (0.297 mm.) 8 30
No. 100 (0.149 mm.) 2 - 10
Fuente: (Pereira y Snchez 2006).
2.2.5 Bloques de concreto
La norma COVENIN 42-82 indica que un bloque es un elemento simple en forma
de paraleleppedo ortogonal, con perforaciones paralelas a una de las aristas
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elaborados con una mezcla de cemento Portland y agregados inertes inorgnicos
adecuados. Estos se encuentran clasificados en el mercado segn sus dimensiones.
Ver tabla No. 2.
Tabla N2. Clasificacin de los bloques segn sus dimensiones.
Denominacin ordinaria
(cm.)
Dimensiones normales
(cm.)
Dimensiones Modulares
(cm.)
10 39 x 19 x 9 40 x 20 x 10
15 39 x 19 x 14 40 x 20 x 15
20 39 x19 x 19 40 x 20 x 20
25 39 x 19 x 24 40 20 x 25
30 39 x 19 x 29 40 x 20 x 30
Fuente: Covenin 42-82
En nuestro caso trabajaremos con la dimensin de 15 x 20 x 40, debido a que
disponemos de esta clase de molde nicamente. En la Figura N1 se pueden apreciar
un bloque con las dimensiones a manejar,
Figura N1. Dimensiones de un bloque
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2.2.5.1 Clasificacin de los bloques. Segn la Norma COVENIN 42-82, los bloques se clasifican segn:
a) Los agregados utilizados:
- Pesados: Bloques fabricados con agregados normales. El peso unitario
del concreto seco es mayor de 2000 Kg/m3.
- Semi-Pesados: Bloques fabricados con una mezcla de agregados
normales y livianos. El peso unitario del concreto seco en entre 1400
Kg/m3 y 2000 Kg/m3.
- Livianos: Bloques fabricados con agregados livianos. El peso unitario del
concreto seco es menor de 1400 Kg/m3.
b) Uso:
- Tipo A: Bloques para paredes de carga, expuestas o no a la humedad.
Clase A1: Para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y expuestas a la humedad.
Clase A2: Para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y no expuestas a la humedad.
- Tipo B: Bloque para paredes que no soportan cargas o para paredes
divisorias.
Clase B1: Para paredes expuestas a la humedad. Clase B2: Para paredes no expuestas a la humedad.
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2.2.5.2 Requisitos que debe cumplir un bloque
La norma COVENIN 42-82, expresa que segn su apariencia y acabado, los
bloques deben ser slidos y libres de grietas con las siguientes especificaciones:
a) Para bloques tipo A: No deben presentar grietas paralelas a la carga. Si
aparecen imperfecciones estas no deben ser ms del 5% del pedido, siempre y
cuando las grietas perpendiculares a la carga que aparezcan no tengan una
longitud mayor de 2.5 cm.
b) Para bloques Tipo B: Pueden presentar grietas menores producidas en la
fabricacin o fragmentos producidos en el manejo.
2.2.5.3 Sistema de calidad en las fases de produccin de bloques
Por motivos de control de calidad durante el proceso de construccin de los
bloques el fabricante deber contar como mnimo con los siguientes pasos:
a) Dosificacin: Control de las proporciones de los materiales:
- De las composiciones utilizadas en cada producto
- Proporciones controladas de los materiales
- Control de humedad de los materiales
- Ajustes en la dosificacin, en caso de alteraciones en la materia prima.
b) Mezclado Mecnico: Control de homogeneidad.
Tiempo y parmetros de la mezcla.
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Control de humedad de la mezcla.
c) Produccin: Moldeo y Compactacin.
Control del ciclo de produccin. Control de los tiempos de compactacin. Control de dimensiones de los bloques. Control visual del producto terminado.
d) Control de Calidad del Producto terminado (Autocontrol): Consiste en la
realizacin de los siguientes ensayos rigindose por las normas Covenin 42-82.
2.2.6 Ensayos para la determinacin de propiedades de los bloques
Para la determinacin de las propiedades de los bloques, se deben realizar una
serie de ensayos que se nombran a continuacin.
2.2.6.1 Ensayo sometido a esfuerzo de compresin
Los bloques, luego de ser convenientemente curados por mtodos aprobados,
deben poseer una resistencia que est indicada dentro de la norma Covenin 42-82, la
cual ser medida a travs de los ensayos a compresin.
Este ensayo debe realizarse con una mquina de prensa hidrulica, la cual debe
producir la rotura de las probetas. En el momento de ruptura se mide el esfuerzo al que
est siendo sometida, y ese valor es la capacidad de carga que soporta el bloque a la
compresin.
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a) Equipos utilizados para el ensayo a la compresin:
- Mquina: Debe estar provista de dos platos de carga, uno de estos debe
ir montado sobre una rtula esfrica, preferiblemente el que se apoya
sobre la parte superior del bloque de ensayo.
- Platos de carga: De acero con una dureza no inferior a 60 Rc (620 BHN),
de superficie lisa con una tolerancia de 0.25mm. y un dimetro de 15cm.;
el centro de la superficie esfrica de la rtula debe coincidir con el del
plato correspondiente.
- Placas adicionales: Tambin deben ser de acero con una dureza mayor o
igual a 60 Rc (620 BHN), un espesor de 1/3 de la distancia existente entre
el borde del plato de carga a la esquina ms distante del bloque de
ensayo, en ningn caso el espesor de la placa debe ser menor de
12,7mm. y sern colocadas entre el bloque y los platos de carga, despus
que el centro de gravedad del bloque ha sido alineado con el eje de los
platos de carga y por consiguiente con el centro de la superficie esfrica
de la rtula en el plato de carga correspondiente.
b) Preparacin de la muestra:
Las superficies de los bloques de ensayo donde se va aplicar la carga, se deben
cubrir con una capa o cubierta de acuerdo a uno de los mtodos especificados a
continuacin:
Compuesto de Yeso especial: Se prepara una pasta de yeso especial con una resistencia no inferior a 245 Kg/cm2 al ser ensayadas en probetas cubicas de 5cm de
lado. Se esparce uniformemente esta pasta sobre una superficie rgida, plana con una
tolerancia de 0,08mm., no absorbente, soportada para que no produzca deflexiones
visibles durante el proceso y que ha sido ligeramente cubierto con aceite. Se apoya la
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cara que va a someterse a compresin, del bloque de ensayo, sobre la pasta y se
presiona firmemente hacia abajo con un solo movimiento, mantenindolo
perpendicularmente a la superficie. El espesor promedio de la capa no debe der mayor
de 3,2mm. Una vez fraguada la pasta, no se permite la reparacin, en este caso debe
removerse o reemplazarse la capa defectuosa.
Compuesto de material granular y sulfuroso: Se prepara una muestra con 40% a 60% de azufre y con arcilla quemada finamente molida o con cualquier otro material
inerte que pase el tamiz de 150mm. (No.100) con o sin plastificante. Se calienta la
mezcla sulfurosa en un recipiente con control termosttico de temperatura, hasta
mantener la fluidez por un periodo razonable. Se debe tener cuidado para prevenir el
sobrecalentamiento y se debe remover el liquido en el recipiente inmediatamente antes
de ser usado. Mientras la muestra est en contacto con la superficie a cubrir se
esparce uniformemente sobre una superficie rgida, plana, con una tolerancia de
0,08mm., no obstante, soportada para que no produzca deflexiones visibles durante el
proceso. Se colocan en ellas 4 barras de acero cuadradas de 25mm, formando un
molde rectangular que tenga unas dimensiones interiores mayores de 12,7mm. que las
dimensiones del bloque de ensayo. Se llena este molde con la mezcla hasta una
profundidad de 6,4mm. y se apoya rpidamente la cara de compresin del bloque a
ensayar sobre la mezcla, mantenindolo perpendicularmente a la superficie y se deja
hasta que solidifique la mezcla. Igual que en la otra condicin una vez fraguada la
pasta, no se permite la reparacin, en este caso debe removerse o reemplazarse la
capa defectuosa.
En caso de no contar con ninguna de las anteriores, es permitido utilizar gomas de neopreno de 1.5 centmetros de grosor y que sean capaces de cubrir el rea bruta
del bloque que recibir la carga. Las lminas de neopreno se colocaran tanto en la
superficie expuesta a la carga como en el lado opuesto.
Si se trabaja con una maquina de compresin especial para ensayar cilindros de concreto, se debern colocar varias tabletas de madera que hagan el efecto de
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pirmide y que permita la transmisin de carga uniformemente distribuida en toda la
superficie del bloque donde se aplicara la misma. A su vez se colocara una sola tableta
en la superficie opuesta a la que recibe la carga. Ver Figura N2
c) Condiciones del ensayo:
La capa o cubierta debe tener por lo menos 24 horas de colocada antes de
proceder al ensayo. En caso de que la capa o cubierta sea elaborada por un
compuesto sulfrico, se tomar como mnimo un periodo de 2 horas despus de
colocada para realizar el ensayo. En el caso utilizar el material de neopreno solo hace
falta la colocacin.
d) Procedimiento:
Se colocan los bloques de ensayo de manera que la carga se aplique en la
misma direccin en que los pesos propios acten sobre ellas en la construccin. Se
hace coincidir el centro de la superficie esfrica de la rtula con el centro del plato de
carga que se va a poner en contacto con el bloque de ensayo. En caso de que la
superficie de los platos de carga no sea suficiente para cubrir el rea de ensayo del
bloque, se utilizan las placas adicionales. Luego se aplica la carga a cualquier
velocidad hasta la mitad de la carga mxima supuesta, el resto de la carga debe
aplicarse gradualmente a una velocidad constante en un periodo que no sea menor de
un minuto, ni mayor de dos, de acuerdo a la mxima carga soportada.
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Figura N2. Maquina DigimaxPlus utilizada para el ensayo a compresin.
e) Expresin de los resultados:
La resistencia a la compresin se calcula dividiendo la carga mxima soportada
en Kilogramos (Kg) por la superficie bruta del bloque expresada en centmetros
cuadrados (cm2).
Donde:
Esfuerzo a la compresin Cm= Carga mxima soportada por el bloque
Sb= Superficie bruta, es el rea completa de una seccin del bloque
perpendicular a la direccin de la carga incluyendo los huecos del bloque.
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El resultado arrojado por los ensayos debe ser igual o mayor al 80% de los
valores especificados en la tabla No.3
Tabla N3. Clasificacin de bloques segn su resistencia a la compresin.
TIPO DE BLOQUE
PROMEDIO DE 3 BLOQUES (kg/cm2)
MNIMO 1 BLOQUE (kg/cm2)
Bloque estructural sometido
a la humedad
70
55
Bloque estructural No
sometido a la humedad
50
40
Bloque No estructural
sometido a la humedad
30
25
Bloque No estructural No
sometido a la humedad
30
25
Fuente: Covenin 42-82.
2.2.6.2 Ensayo de absorcin de agua (COVENIN 42-82)
a) Equipos utilizados para el ensayo de Absorcin de agua:
- Horno, ventilado, de tamao adecuado, capaz de mantener una temperatura
de 110 5 C. - Balanza, de suficiente capacidad que permita pesar con una aproximacin de
0,1%.
- Recipiente, de tamao suficiente para contener la muestra cubierta de agua.
- Soporte, adecuado que quepa en el recipiente y permita mantener la muestra
libre de contacto con las paredes y el fondo.
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b) Materiales utilizados:
- Toallas absorbentes de tela o papel.
c) Condicin del ensayo:
El agua debe ser destilada, de lluvia o de un acueducto cuyo uso se haya
comprobado que no afecta los resultados del ensayo.
d) Procedimiento:
Se sumergen las muestras completamente en agua durante 24 horas, a una
temperatura de 15 C a 27 C. Al cabo de esto, las muestras se deben sacar del agua,
secarse con las toallas absorbentes y pesarse inmediatamente. Posteriormente las
muestras deben meterse en el horno a una temperatura de 100 C a 115 C durante un
periodo no menor a 24 horas, hasta que dos pesadas sucesivas, efectuadas en
intervalos de dos horas, muestren una prdida de peso no mayor de 0,2 % del peso
anterior.
e) Expresin de los resultados:
Una vez finalizado el ensayo, La absorcin de agua del bloque se expresa como
un porcentaje del peso seco, y se calcula mediante la siguiente ecuacin:
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Donde:
P1= Peso seco de cada muestra (grs).
P2= Peso de la muestra despus de 24 horas sumergida. (grs).
A= El valor promedio del coeficiente de absorcin, se calcula de las 3 muestras
de ensayo (%).
Segn la Norma COVENIN 42-82, la mxima absorcin determinada de acuerdo
al ensayo especificado para cada tipo de bloque, es la indicada en la tabla No. 4.
Tabla N4. Clasificacin de bloques segn su porcentaje absorcin de humedad.
TIPO DE BLOQUE PESADO
% SEMIPESADO
% LIVIANO
%
Bloque estructural
sometido a la humedad 14 16 12
Bloque estructural No
sometido a la humedad 14 16 12
Bloque No estructural
sometido a la humedad 14 16 12
Bloque No estructural
No sometido a la
humedad
- - 20
(-): No tiene ensayo de absorcin.
Fuente: Covenin 42-82.
2.2.6.3 Ensayo de resistencia contra fuego del bloque. (ASTM E-84)
La seguridad al fuego en la construccin de edificios no siempre es tenida en
cuenta. Sin embargo representa un aspecto muy importante en la industria de la
construccin pues la prdida de vidas a causa del fuego es mucho mayor que la debida
a problemas estructurales.
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En el mercado estadounidense, se clasifican y prueban los productos segn las
normas ASTM (Sociedad Americana de Comprobacin y Materiales). En los materiales
se prueban y evala la propagacin de las llamas y la produccin de humo de los
bloques o metariales en estudio segn la norma ASTM E-84 "Caractersticas de
incendio de la superficie de materiales de construccin". Se llega al establecimiento de
un ndice de produccin de humo y un ndice de propagacin de llamas segn estos
resultados.
a) Procedimiento:
Para medir la resistencia al fuego se realiza el ensayo descrito en la norma
ASTM donde se emplea un equipo consistente en un horno donde se coloca el bloque
a ensayar.
En el interior del horno hay quemadores de gas que producen llamas simulando
un incendio. Sobre el bloque se colocan termo- cpulas que miden la temperatura del
muro del lado interior (cara expuesta al fuego) y la del lado exterior (cara no expuesta).
Al encender los quemadores, el equipo regula las llamas de forma tal que la
temperatura de la cara expuesta siga una curva temperatura/ tiempo predeterminada,
simultneamente se va midiendo la temperatura de la cara no expuesta. La
propagacin de humos son medidos mediante medidores electrnicos de densidad de
humo y los valores de los resultados de llevan se expresan en mltiplos de 5.
El objetivo del ensayo es medir el tiempo transcurrido desde el encendido de los
quemadores hasta el momento que ocurra alguna de las alternativas indicadas a
continuacin en donde se interrumpe el ensayo y se mide el tiempo transcurrido.
El bloque se desmorona
Se producen fisuras que permiten el paso de gases desde el interior del horno
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La temperatura de la superficie de la cara exterior del bloque (cara no
expuesta) alcanza los 160 C.
b) Clasificacin de los resultados:
Tabla N5. Clasificacin de bloques segn su resistencia al fuego.
ndices mximos permitidos
Clase Extensin de llamas
(pies) Desarrollo del humo
(%)
A 0 - 25 50
B 26 - 75 -
C 76 - 200 -
D 201 500 -
E + 500 -
Fuente: ASTM E-84.
2.3 DEFINICIN DE TRMINOS BSICOS
A continuacin se presentan una serie de definiciones de trminos bsicos,
referente al contenido de este trabajo.
Absorcin: Es el aumento del peso de un cuerpo solido poroso que resulta de la penetracin de un liquido en sus poros permeables, generalmente medida como
porcentaje del peso en seco o en kilogramos por metro cubico (kg/m3).
Adherencia: Es la caracterstica que se genera entre el mortero y el bloque, la cual depende de las propiedades de los mismos as como de su correcta colocacin en
obra. Cabe destacar que una buena adherencia, produce una mayor resistencia en los
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muros y una mayor impermeabilidad. Esta se obtiene de dividir el valor unitario
obtenido por la fuerza de rotura entre el rea nominal de contacto.
rea Bruta: Es el rea total de cara a cara del bloque incluyendo los huecos del mismo de la seccin perpendicular a la direccin de la carga.
rea Hueca: Es el rea de los espacios abiertos moldeados en un bloque. rea Neta: Es el rea bruta de la seccin menos el rea neta. Arena Blanca: Arena formada por trozos de roca. Originada mayormente de ros y playas, siendo su principal caracterstica la granulometra fina.
Bloque: Elemento simple en forma de paraleleppedo ortogonal, con perforaciones paralelas a una de las aristas elaborados con una mezcla de cemento Portland y
agregados inertes inorgnicos adecuados.
Cemento Portland: Es el tipo de cemento ms utilizado como aglomerante para la preparacin del hormign o concreto y se obtiene por la pulverizacin del clinker
portland con la adicin de una o ms formas de sulfato de calcio. Compresin: Este esfuerzo se produce cuando una fuerza tiende a comprimir o aplastar un miembro. Este esfuerzo se presenta en las columnas de edificaciones, as
como en algunas barras que conforman distintos tipos de armaduras.
Corte: Se produce un esfuerzo cortante cuando dos fuerzas iguales, paralelas y de sentido contrario tienden a hacer resbalar, una sobre otra, las superficies contiguas del
miembro. Este esfuerzo que es muy comn se presenta en la mayora de los elementos
estructurales, y por ejemplo en vigas cabe sealar que existen 2 tipos de esfuerzo
cortante, el vertical y el horizontal.
Deformacin: La deformacin es el cambio de tamao o forma que siempre sufre un cuerpo que est sometido a una fuerza. Cuando las fuerzas son de compresin y de
traccin axial, las deformaciones son acortamientos o alargamientos, respectivamente.
Cuando una fuerza acta en un miembro flexionndolo (como lo hacen las cargas en
las vigas), la deformacin se llama flecha.
Flexin: tipo de deformacin que presenta un elemento estructural alargado en una direccin perpendicular a su eje longitudinal.
Fraguado: Cuando el cemento y el agua entran en contacto, se inicia una reaccin qumica exotrmica que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla.
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Mampostera: Comprende las actividades y normas de ejecucin necesaria para la construccin de muros en ladrillos, bloques, piedra, calados o en celosas, en los
interiores o fachadas de los edificios, de acuerdo con lo indicado en los planos. Mortero: Es la mezcla compuesta por cemento, agua y en muchos casos, cal, yeso u otros qumicos, que sirve para la unin de bloques u otras unidades estructurales. Papel Reciclado: Se consigue utilizando desecho de papel como materia prima. Se tritura el papel usado, se aade agua, se aplican los diferentes sistemas de depuracin,
se blanquea (es necesario utilizar mtodos mecnicos no agresivos, descartando el
blanqueo con productos qumicos como el cloro) se escurre, se deposita en rodillos, se
seca y se corta.
2.4 SISTEMA DE VARIABLES
2.4.1. Variable
Propiedades de un bloque de cemento portland tipo I, arena blanca y papel
reciclado siguiendo las normas COVENIN 42-82.
2.4.2. Definicin Conceptual
El Bloque es un elemento simple en forma de paraleleppedo ortogonal, con
perforaciones paralelas a una de las aristas elaborados con una mezcla de cemento
Portland y agregados inertes inorgnicos adecuados que en este caso serian la arena
blanca y el papel reciclado.
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2.4.3. Definicin Operacional Un bloque es diseado para ser utilizado como elemento constructivo, ya sea para
cerramientos o como componente estructural de alguna edificacin.
2.4.4. Cuadro de Operacionalizacin de Variables Objetivo General: Determinar las propiedades de bloques de cemento portland tipo I, arena blanca y papel reciclado siguiendo las normas COVENIN 42-82..
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Tabla N6. Cuadro de operacionalizacin de variables.
Objetivos Especficos Variable Dimensin Indicador o
dimensiones. Elaborar bloques
resistentes y de menor
costo utilizando una
mezcla de cemento
portland tipo I, arena
blanca y papel reciclado.
Propiedades del
bloque elaborado
con cemento
portland tipo I, arena
blanca y papel
reciclado.
Proporciones de
cemento Portland
tipo I, arena blanca,
papel reciclado ya
establecido.
Cemento (kgs.)
Arena (kgs.)
Papel reciclado
(kgs.)
Realizar todos los
ensayos pertinentes a
diferentes tipos de bloque
con el diseo de mezcla
preestablecido para la
determinacin de sus
propiedades mecnicas y
fsicas.
Realizacin de
ensayos de
absorcin de agua, y
resistencia a
compresin y al
fuego
Absorcin (%),
Esfuerzo de
compresin
(kg/cm2) y
temperatura (C).
Estudiar el
comportamiento del
bloque sometido a
diferentes temperaturas, y
exposicin al medio
ambiente.
-Comportamiento del
bloque a diferentes
temperaturas (110 5 C).
- Comportamiento del
bloque expuesto al
medio ambiente.
Temperatura (C)
deformacin,
desmorona-
miento,
humedad.
Analizar los costos
producidos en la
fabricacin de dichos
bloques.
Costos
Mano de obra,
materiales,
equipos.
Estudiar el impacto
ecolgico que producira
la industrializacin del
bloque y su aplicacin en
sistemas constructivos.
Impacto ecolgico y
uso en sistemas
constructivos
Beneficios al
medio ambiente,
disponibilidad de
recursos.
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CaptuloIII
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CAPTULO III
MARCO METODOLGICO
3.1. TIPO DE INVESTIGACIN
Segn Roberto Hernndez, Carlos Fernndez y Pilar Baptista (1997) las
investigaciones descriptivas Miden o evalan diversos aspectos, dimensiones o
componentes del fenmeno o fenmenos a investigar. Desde el punto de vista
cientfico, describir es medir. Estos es, en un estudio descriptivo se selecciona una
serie de cuestiones y se mide cada una de ellas independientemente, para as describir
lo que se investiga.
Segn Chvez, Nilda (1992) las investigaciones descriptivas son todas aquellas
que se orientas a recolectar informaciones relacionadas con el estado real de las
personas, objetos, situaciones o fenmenos tal cual como se presentaron en el
momento de la recoleccin.
Despus de analizar lo anteriormente expresado se concluy que esta
investigacin es de tipo descriptivo ya que consiste en llegar a conocer las situaciones,
costumbres y actitudes predominantes a travs de la descripcin exacta de las
actividades, objetos, procesos y personas, y adems porque su meta no se limita a la
recoleccin de datos, sino a la prediccin e identificacin de las relaciones que existen
entre dos o ms variables, es decir, que consiste fundamentalmente en caracterizar un
fenmeno o situacin concreta indicando sus rasgos ms peculiares o diferenciadores.
El carcter de la investigacin segn su propsito es de tipo aplicada, ya que
busca dar un estudio detallado al diseo del bloque compuesto por cemento, arena, y
papel reciclado, y de esta forma inquirir sobre su comportamiento y apariencia.
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3.2. DISEO DE LA INVESTIGACIN
El diseo de la investigacin es no experimental, ya que de acuerdo a
Hernndez Sampieri R y otros (1991), un diseo no experimental es aquel que se
realiza sin la manipulacin deliberada de la variable, es decir, es una investigacin
donde se hace variar intencionalmente la variable independiente. Lo que se hace es
observar situaciones ya existentes, no provocadas intencionalmente por el investigador
para despus ser analizadas.
Esta investigacin tambin entra en el tipo transeccional porque recoge
informacin en un tiempo determinado, en consecuencia se realiz un anlisis de las
variables y a la vez un estudio de los diferentes ensayos aplicados al bloque para la
determinacin de sus propiedades. Segn Hernndez y otros (1998), Los diseos de
investigacin transeccional o transversal recolectan datos en un solo momento, en un
tiempo nico. Su propsito es describir variables y analizar su incidencia e interrelacin
en un momento dado.
3.3 POBLACIN Segn Len y Montero (1999), la poblacin es un conjunto de elementos que
comparten una caracterstica. La poblacin est constituida por el total de unidades de
bloques construidos a base de Cemento Portland Tipo I, Arena Blanca y papel
reciclado, fabricndose un total de 120 bloques.
3.4 MUESTRA
La muestra, segn Ader Egg (1983), la muestra es el conjunto de operaciones
que se realizan para estudiar la distribucin de determinados caracteres en la totalidad
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de una poblacin, universos o colectivo, partiendo de la observacin de una fraccin
considerada
La muestra est definida por los bloques clasificados en lotes de tipo A, B y C,
en donde el tipo A: 68% papel reciclado, 22% cemento Portland Tipo I, 10% arena
blanca, posee un total de 40 bloques producidos; Tipo B: 71% papel reciclado, 24%
Cemento Portland Tipo I, 5% arena blanca, con un total de 40 bloques producidos; Tipo
C: 75% papel reciclado, 25% Cemento Portland Tipo I, 0% arena blanca, con un total
de 40 de bloques producidos, obteniendo un total de 120 bloques. Esta variacin en la
dosificacin de arena blanca se realiz con la finalidad de buscar el diseo de mezcla
idneo el cual cumpliera con la mayor resistencia, mejor acabado, peso, y factibilidad
de costos. En cada lote, los bloques fueron construidos bajo las mismas
caractersticas, materia prima y maquinaria, el mismo da, en el mismo tiempo.
3.5 MUESTREO
Segn Tamayo (2009), El mtodo de muestreo se basa en ciertas leyes que le
otorgan su fundamento cientfico, los cuales son ley de grandes nmeros y el clculo
de probabilidades. Se consideraron tres grupos de unidades representativas a cada
lote respectivamente, donde se extrajeron por previa seleccin 30 bloques del Tipo A,
30 bloques del Tipo B y 30 bloques del Tipo C, que sirvieron para obtener la
informacin necesaria, con la finalidad de apreciar las caractersticas de dicho bloque y
as poder tomar una decisin sobre el mismo.
3.6 TCNICAS DE RECOLECCIN DE DATOS
Las tcnicas son los recursos utilizados para facilitar la recoleccin y anlisis de
los hechos observados. Estos son numerosos y varan de acuerdo con los factores a
evaluarse. Hurtado (2000), comenta que las tcnicas de recoleccin de datos son
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aquellas que comprenden procedimiento y actividades los cuales permiten al
investigador obtener la informacin necesaria para dar respuesta a su pregunta de
investigacin en general, los instrumentos constituyen la va mediante la cual es posible
aplicar una determinada tcnica para sealar cual informacin seleccionada y como se
va codificar.
Entre las tcnicas de recoleccin de informacin empleadas en la presente
investigacin se encuentran, la observacin directa e indirecta, la revisin bibliogrfica
y entrevistas aplicadas a expertos en el rea. Segn Risquez (1999) la observacin
directa es aquella en la cual el investigador puede observar y recoger datos mediante
su propia observacin apoyado en su sentido.
En relacin a lo anteriormente expresado, durante la fabricacin, as como en la
realizacin de todos los ensayos anteriormente mencionados y se llev registro
mediante la propia observacin, conocimientos empricos y experimentacin del bloque
en estudio. As mismo se utiliz informacin obtenida por otros, en testimonios escritos
de personas que han tenido contacto de primera mano y poseen experiencia en el tema
a investigar.
En cuanto a la revisin bibliogrfica, estuvo basada en los textos, libros e
investigaciones anteriores relacionadas y adems apoyndose en normativas de
bloques, cemento, papel y en la aplicacin de teoras para el estudio del caso. Segn
Ader Egg (1989), La revisin bibliogrfica es un instrumento o tcnica de investigacin
social, cuya finalidad es obtener datos e informacin a partir de documentos escritos.
Las entrevistas, que se realizaron con preguntas abiertas, con carcter
informativo y explicativo las cuales fueron formuladas a medida que se iba
desarrollando la investigacin de manera improvisada, es decir, sin la creacin de
cuestionarios, con la finalidad de obtener un mayor conocimiento acerca de la
investigacin, fueron dirigidas al Ing. Jos Salazar, Ing. Euro Lozano, T.S.U Juan C.
Morales. Estas nos sirvieron para definir los objetivos y delimitaciones de la
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investigacin, as como el mtodo y los procedimientos que se utilizaron a lo largo de
los ensayos a realizar, adems constituyeron una gran ayuda para la evaluacin y
socializacin de resultados y de gran aporte sobre aspectos conceptuales,
metodolgicos y definicin de indicadores para el diseo de esta investigacin. Segun
Risquez (1999), Afirma que la entrevista consiste en hacer preguntas para recoger
informacin sobre hechos, creencias, sentimientos, reacciones, intenciones, etc.
3.7 PROCEDIMIENTO METODOLGICO
Objetivo Especficos
- Elaborar bloques resistentes y de menor costo posible, utilizando una mezcla de
cemento portland tipo I, arena blanca y papel reciclado.
Fase I: Obtencin de la materia prima necesaria (cemento portland tipo I,
arena blanca y papel reciclado) para construir bloques resistentes al
menor costo posible.
Fase II: Seleccin de la localidad (fbrica) maquinaria (trompos
mecnicos, trituradora, moldes, herramientas) y personal obrero requerido
para la elaboracin de dichos bloques.
Fase III: Asignacin de la fecha de construccin, de acuerdo al calendario
y das disponibles para los estudios.
Fase IV: Fabricacin de los bloques resistentes y de menor costo posible,
utilizando una mezcla de cemento portland tipo I, arena blanca y papel
reciclado.
Realizar todos los ensayos pertinentes a diferentes tipos de bloque con el diseo de mezcla preestablecido para la determinacin de sus propiedades mecnicas
y fsicas.
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Fase I: Traslado de los bloques de la fbrica en la cual fueron elaborados
a un espacio abierto donde un personal estuvo encargado de colocarlos
al sol para el secado y llevarlos bajo techo durante las noches y en casos
de lluvias.
Fase II: Una vez llegado el da asignado para cada ensayo, se traslad
solo la cantidad requerida hacia los laboratorios de Geotecnia, C.A.
Fase III: Se tom registro de todos los datos y caractersticas, como
pesos, dimensiones, acabados, y/o cualquier cualidad o condicin que
pueda ser necesaria.
Fase IV: Obtencin de materiales o instrumentos necesarios para
elaborar los ensayos, que no estn disponibles en el laboratorio, como es
el caso de algunas tablas de madera y gomas de Neopreno fabricadas a
la medida de los bloques a ensayar, ya que la normativa hace referencia
de cmo se deben llevar a cabo los mismos, por lo que se deben cumplir
dichas especificaciones obligatoriamente.
Todas las herramientas, a excepcin de lo mencionado, fueron
suministrado por Geotecnia, C.A
Fase V: Ejecucin de los ensayos a compresin indicados en la normativa
COVENIN 42-82 a los 7, 21 y 28 das de fabricados.
Fase VI: Ejecucin de los ensayos de absorcin de agua indicados en la
normativa COVENIN 42-82 a los bloques despus de los 28 das de
fabricados.
Fase VII: Anlisis de los resultados obtenidos, as como la discusin de
estos con los diferentes tutores y asesores de la investigacin, para la
evaluacin y socializacin de aspectos conceptuales y metodolgicos
para poder generar todas las conclusiones y recomendaciones
pertinentes.
Estudiar el comportamiento del bloque sometido a diferentes temperaturas y exponindolo al medio ambiente.
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Fase I: Se observ el comportamiento de los bloques en estudio
expuestos al medio ambiente, durante todo el periodo de secado.
Fase II: Obtencin de termmetros de alta medicin para poder realizar el
ensayo de resistencia del bloque contra el fuego.
Fase III: Ejecucin del ensayo de resistencia del bloque al fuego indicado
en la normativa ASTM E-84 despus de los 28 das de fabricado.
Analizar los costos producidos en la fabricacin de dichos bloques.
Fase I: Estudio de la composicin exacta de la mezcla, en cuanto a la
cantidad de agregado que posee cada una respectivamente.
Fase II: Anlisis de los costos unitarios de la materia prima, instrumentos,
y maquinaria necesaria para la fabricacin de los bloques en estudio.
Fase III: Anlisis de los costos de la mano de obra requerida para la
elaboracin de los bloques.
Estudiar el impacto ecolgico que conllevara la industrializacin de dicho bloque y su aplicacin en sistemas constructivos.
Fase I: Impacto y beneficio ambiental que genera la utilizacin del papel
reciclado, en lugar de obtener material de primera mano.
Fase II: Estudio de la maquinaria necesaria para la industrializacin del
producto y los costos que generara la produccin masiva de stos.
Fase III: Anlisis de las ventajas y beneficios que tiene la incorporacin de
bloques a base de cemento, arena y papel reciclado como material
constructivo de viviendas en la ciudad de Maracaibo.
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CaptuloIV
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CAPTULO IV
ANLISIS Y PRESENTACIN DE LOS RESULTADOS
En este captulo se indican los ensayos que estn planteados dentro de los
objetivos de la presente investigacin y que fueron realizados a lo largo de la misma,
haciendo un anlisis detallado del procedimiento implementado en cada uno de ellos,
adems, de realizar una amplia recoleccin de datos que sirvieron para su posterior
interpretacin.
Los bloques elaborados a base de Cemento Portland Tipo I, papel reciclado y
arena blanca, se asemejan en ciertas caractersticas y aspectos a varios de los bloques
tradicionales o convencionales ya establecidos en el mercado venezolano; sin embargo
aun hay una estrecha diferencia en cuanto a su proceso de fabricacin y a las
propiedades mecnicas y fsicas de estos poseen.
4.1. PROCESO DE ELABORACIN 4.1.1. Amasado En esta primera fase se realiza el pesado de los componentes dosificantes,
papel reciclado, Cemento Portland Tipo I, arena blanca y agua, las cuales una vez
pesados se van agregando los componentes en el orden mencionado anteriormente a
la mezcladora mecnica para que se incorporen bien hasta conseguir una mezcla
homognea.
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4.1.2. Moldeo El bloque obtenido es una mezcla homognea, bastante consistente, la cual es
vertida en un molde compuesto por una lmina de hierro y es operado de forma manual
y el cual posee dimensiones de 15 cm de ancho, 20 cm de alto y 40 cm de largo.
Durante el proceso de retirado del bloque del molde se logr observar una gran
facilidad en su extraccin, ya que previamente se agreg gasoil a las paredes del
molde, para que la mezcla no se adhiriera a las mismas.
4.1.3. Secado El proceso de secado de las muestras se realiz en la misma fbrica donde
fueron elaborados, donde permanecieron expuestos al sol hasta alcanzar la edad
correspondiente para cada ensayo.
4.2. PROCESO DE DOSIFICACIN
Las dosificaciones de papel reciclado, Cemento Portland Tipo I y agua fueron
tomadas basndose en la experiencia de los fabricantes, y adems, se plante la
incorporacin de arena blanca en diferentes proporciones con la finalidad de alcanzar
un diseo de mezcla que pudiese cumplir con la normativa vigente mejorando su
consistencia y resistencia.
4.2.1. Papel reciclado
Con respecto al papel reciclado este fue sometido a un proceso complejo para
su preparacin previo a su utilizacin el cual se bas en colocar al mismo en un tanque
de agua para que absorbiera la mayor cantidad de agua posible con el propsito de
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que en el proceso de triturado el cual fue el siguiente paso, se trabajase con mayor
facilidad. Luego de triturar bien el papel fue colocado al medio ambiente en un piso con
pendiente para que expulsara el agua que no logr absorber, conocido como proceso
de destilacin. Una vez finalizadas estas fases se tom el producto final y se incorpor
con los dems agregados utilizados en el diseo de mezcla.
4.2.2. Cemento Portland Tipo I
El Cemento Portland Tipo I es de uso general, y se emplea cuando no se
requiere de propiedades y caractersticas especiales que lo protejan del ataque de
factores agresivos como sulfatos, cloruros y temperaturas originadas por calor de
hidratacin. La idea principal de dicho componente es actuar como cementante y
aportar la mayor parte de la resistencia del bloque. 4.2.3. Agua
La influencia de agua en la mezcla fue considerable para cada tipo diseo de
mezcla respectivamente, debido a que la proporcin de agregados fue distinta para
cada una y si se exceda la cantidad de agua esto afectara la trabajabilidad de la
misma y adems no se hubiese obtenido una consistencia aceptable.
4.2.4. Arena blanca
La arena utilizada para estos bloques fue arena blanca del Lago de Maracaibo,
retenida en su totalidad en los tamices 50 y 100. La ar
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