UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE BOLÍVAR

ESCUELA DE CIENCIA DE LA TIERRA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL

ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO MECÁNICO DE

BLOQUES HUECOS DE CONCRETO UTILIZANDO COMO

AGREGADO ADICIONAL PARA SU DISEÑO RESIDUOS DE

VIDRIOS INDUSTRIALES.

TRABAJO FINAL DE

GRADO PRESENTADO POR

LOS BACHILLERES

MICHELLI G. ANDRES L.

NIETO G. OSCAR O. PARA

OPTAR POR EL TITULO DE

INGENIERO CIVIL.

CIUDAD BOLÍVAR, JULIO 2015

ii

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO BOLÍVAR

ESCUELA DE CIENCIAS DE LA TIERRA

HOJA DE APROBACIÓN

Este Trabajo de Grado, titulado: ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO

MECÁNICO DE BLOQUES HUECOS DE CONCRETO UTILIZANDO

COMO AGREGADO ADICIONAL PARA SU DISEÑO RESIDUOS DE

VIDRIOS INDUSTRIALES, presentado por los bachilleres: Michelli Grillet

Andrés Leonardo, cédula de identidad Nº 20.557.978 y Nieto González Oscar

Orlando, cédula de identidad Nº 23.551.471, como requisito parcial para optar por el

título: Ingeniero Civil, ha sido aprobado de acuerdo al reglamento de la Universidad

de Oriente.

Nombre y Apellido del profesor: Firma

Profesor. Giovanni Grieco

(Asesor)

(Jurado)

(Jurado)

Profesor:

Profesor:

Jefe del departamento de Ingeniería Civil Director de escuela

En Ciudad Bolívar julio de 2015.

iii

DEDICATORIA

A Dios por darme salud, brindarme su protección divina durante todos estos

años y darme sabiduría para lograr las metas que me he propuesto.

A mi madre Mirna González, por todo su amor y apoyo a lo largo de estos años

de vida, así como también a mis tíos Mariela González, Mitsis González y Alexander

González, mi abuela Eva González, y mi hermana Alba Nieto, por todos brindarme su

apoyo en cualquier cosa que necesite, y porque todos contribuyeron de alguna manera

al logro de esta meta.

A mi novia Michelle Guizard,y mis amigos y compañeros de estudio en

especial a Erick, Antonio, Marianella, Erika y Anggy, que compartieron conmigo el

camino hacia esta meta, éxitos a todos ustedes.

Oscar Nieto

iv

DEDICATORIA

Este logro se lo dedico a Dios por darme la oportunidad de vivir, por llenarme

de sabiduría para afrontar cada paso durante este recorrido y por proporcionarme la

fuerza para avanzar ante los tropiezos.

A mis madres Milena Grillet y Patricia Rodríguez por guiarme, apoyarme y

brindarme la oportunidad de formarme académicamente. A mi hija Camila Anabella

Michelli, la cual fue mi inspiración e impulso. A Félix Santana por sus consejos y

apoyo.

A mi novia y compañera Katiuska Escalona, por ser incondicional conmigo y

ayudarme ante cada pequeña meta en este trayecto, a mi amigo Franco De Marchi y

demás compañeros los cuales agregaron su grano de arena para culminar mi grado.

Andrés Michelli.

v

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios por guiarme y protegerme, y a mi madre por ser mi apoyo y

principal fuente de motivación para alcanzar esta meta.

A La Universidad de Oriente por ser nuestra casa de estudios y facilitarnos

todas las herramientas y espacios necesarios para un adecuado desenvolvimiento

como estudiantes.

A todo el personal que labora en la empresa INGECONTROL por abrirnos sus

puertas y aportar todos los recursos para la elaboración y procesamiento de los

ensayos realizados.

A nuestro asesor académico Profesor Giovanni Grieco, y demás profesores por

su guía, consejos y opiniones respecto al tema, los cuales fueron muy importantes

para realizar esta investigación.

A mi compañero Andrés Michelli, por su ayuda, esfuerzo y dedicación para la

realización de este trabajo de investigación.

Finalmente agradezco a todas aquellas personas que de alguna u otra manera

colaboraron o participaron en la realización de esta investigación.

Oscar Nieto

vi

AGRADECIMIENTOS

Le agradezco a Dios primeramente por brindarme salud y rodearme de personas

maravillosas. A mi mama Milena Grillet, por sus valores inculcados y por ser mi

sustento durante toda mi carrera.

A la Universidad de Oriente, por ser mí casa de estudio, y a los profesores que

hacen vida en esta institución por formarme académicamente durante todo este

periodo.

A todo el personal de INGECONTROL C.A, por brindarnos las herramientas y

conocimientos necesarios para realizar los ensayos que se requirieron durante nuestra

investigación.

A nuestro asesor académico Giovanni Grieco, por su colaboración, consejos y

ayuda brindada para la realización de nuestro proyecto de grado.

A mi compañero de tesis Oscar Nieto, por su gran aporte, interés y dedicación

para alcanzar cada uno de los objetivos planteados en esta investigación.

A Katiuska Escalona por su participación en cada actividad realizada en esta

investigación aportando su ayuda y opiniones para lo que fuese necesario; A la

familia De Marchi Bermúdez la cual me acogió en su hogar y además me prestaron

una mano amiga cuando la necesite. Y a mis amigos Franco De Marchi, Ailid Marín,

a “Los Urbina” y demás compañeros por apoyarme y por brindarme sus consejos

cuando fueron necesarios.

Andrés Michelli.

vii

RESUMEN

El objetivo general de la presente investigación fue “Analizar el comportamiento

mecánico de bloques huecos de concreto utilizando como agregado adicional para su

diseño residuos de vidrios industriales”. Se aplicó una metodología de trabajo de tipo

descriptiva y exploratoria, con un diseño de campo y experimental. Se determinó una

mezcla patrón para elaborar un bloque convencional de concreto que cumpliera con la

resistencia mínima a la compresión establecida por COVENIN, partiendo de esta

dosificación patrón se plantearon tres mezclas modificadas a base de residuos de

vidrio con porcentajes de arena sustituida por vidrio de 10%, 20% y 30%

respectivamente, esto, con la finalidad de evaluar el comportamiento de los bloques a

medida que se le incorporaba residuos de vidrio. El vidrio utilizado fue obtenido de

residuos de vidrieras y fue triturado. Se realizaron todos los ensayos correspondientes

a los agregados utilizados para la fabricación de los bloques, y a los bloques

fabricados, con la finalidad de verificar que la calidad de estos cumpliera los

requerimientos establecidos en las normas Venezolanas COVENIN. Los bloques

fueron realizados de forma manual en un molde metálico, el procedimiento fue

mezclar cada uno de los agregados en sus respectivas dosificaciones en un trompo

mezclador y luego se llenó manualmente el molde, el cual se sacó poco tiempo

después. Una vez realizados los bloques fueron curados los días siguientes; se

fabricaron 3 bloques por cada dosificación lo cuales fueron ensayados a la

compresión a los 7, 14 y 28 días de edad respectivamente. Los resultados obtenidos

de los bloques fabricados con mezclas modificadas fueron comparados con los del

bloque patrón, donde en la investigación se obtuvo como resultado que todos los

bloques cumplieron con la resistencia a la compresión mínima y con los demás

requisitos de absorción y dimensionales establecidos por la Norma COVENIN 42-82.

La investigación arrojó resultados positivos de la incorporación del vidrio como

agregado fino al obtenerse que los bloques fabricados con las mezclas modificadas

tuvieron mayor resistencia a la compresión que el bloque patrón; pero resultados

negativos en cuanto al costo, ya que la fabricación de los bloques con mezcla

modificadas con residuos a pesar de usar material reciclado tienen un mayor costo de

fabricación al necesitar mayor mano de obra para el triturado del vidrio.

viii

CONTENIDO

Página

HOJA DE APROBACIÓN..................................................................... ii

DEDICATORIA ....................................................................................... iii

AGRADECIMIENTOS........................................................................... v

RESUMEN ................................................................................................ vii

CONTENIDO ......................................................................................... viii

LISTA DE FIGURAS ............................................................................ xii

LISTA DE TABLAS ............................................................................. xiv

LISTA DE APÉNDICES ..................................................................... xvi

LISTA DE ANEXOS............................................................................ xvii

INTRODUCCIÓN .................................................................................... 1

CAPÍTULO I. SITUACIÓN A INVESTIGAR ................................ 2

1.1 Planteamiento del problema ....................................................................... 2 1.2 Objetivos de la investigación ...................................................................... 8

1.2.1 Objetivo general ........................................................................... 8

1.2.2 Objetivos específicos .................................................................... 8

1.3 Justificación de la investigación ................................................................. 9 1.4 Alcance de la investigación ........................................................................ 9

CAPÍTULO II. GENERALIDADES ................................................ 11

2.1 Ubicación geográfica del área de estudio .................................................. 11

2.2 Acceso al área .......................................................................................... 12 2.3 Descripción del laboratorio ...................................................................... 12

2.3.1 Visión .......................................................................................... 12

2.3.2 Misión.......................................................................................... 12

2.3.3 Objetivo general ........................................................................... 13

2.3.4 Objetivos específicos ................................................................... 13

ix

2.3.5 Servicios que presta INGECONTROL ......................................... 13

2.4 Características físicas y naturales ............................................................. 14 2.4.1 Geografía ..................................................................................... 14

2.4.2 Clima ........................................................................................... 15

2.4.3 Geomorfología ............................................................................. 15

2.4.4 Geología ...................................................................................... 15

2.4.5 Flora ............................................................................................ 16

2.4.6 Fauna ........................................................................................... 16

CAPÍTULO III. MARCO TEÓRICO .............................................. 17

3.1 Antecedentes de la investigación .............................................................. 17 3.2 Bases teóricas ........................................................................................... 20

3.2.1 El vidrio ..................................................................................... 20

3.2.2 Bloque hueco de concreto ........................................................... 38

3.2.3 Componentes de los bloques huecos de concreto ........................ 45

3.2.4 Morteros ..................................................................................... 62

3.2.5 Requisitos de la norma COVENIN 42-82 para la fabricación de

bloques huecos de concreto ......................................................... 65

3.3 Definición de términos básicos ................................................................. 68

CAPÍTULO IV. METODOLOGÍA DE TRABAJO ..................... 71

4.1 Tipos de investigación.............................................................................. 71

4.2 Diseño de la investigación ........................................................................ 72 4.3 Población de la investigación ................................................................... 73

4.4 Muestra de la investigación ...................................................................... 74 4.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos ...................................... 74

4.5.1 Técnicas de recolección de datos ................................................. 75

4.5.2 Instrumentos de recolección de datos ........................................... 76

4.6 Flujograma de la metodología de trabajo .................................................. 79

4.6.1 Recopilación de información sobre el tema .................................. 81

4.6.2 Estudio de las propiedades de los agregados ................................. 81

4.6.3 Diseño de mezclas. ....................................................................... 93

4.6.4 Elaboración de los bloques huecos de concreto ............................ 95

x

4.6.5 Ensayos de calidad realizados a los bloques ................................. 98

4.6.6 Comparación del costo de un bloque hueco de concreto

convencional, con el precio de un bloque hueco de concreto

con agregado de vidrio .............................................................. 103

CAPÍTULO V. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE

LOS RESULTADOS ............................................ 105

5.1 Describir los componentes del bloque hueco de concreto. ..................... 105 5.1.1Cemento Portland tipo CACP1 ................................................... 105

5.1.2 Arena de río ............................................................................... 106

5.1.3 Residuos de vidrio ...................................................................... 106

5.1.4 Agua .......................................................................................... 107

5.2 Estudiar las características de la calidad de los agregados utilizados

para elaborar las diferentes mezclas ........................................................ 107

5.2.1 Granulometría ............................................................................ 107

5.2.2Humedad .................................................................................... 110

5.2.3 Densidad y absorción ................................................................. 110

5.2.4 Peso unitario suelto y compactado. ............................................. 111

5.2.5 Ensayo colorimétrico. ................................................................ 112

5.3 Determinar una mezcla patrón para elaborar un bloque que cumpla

con los requisitos de la Norma COVENIN 42-82.................................... 113 5.4 Proponer distintas dosificaciones de mezcla a base de cemento Pórtland,

arena y residuos de vidrio, para la elaboración de bloques huecos de

concreto ................................................................................................. 115

5.5 Determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los

bloques elaborados, establecidas en la Norma COVENIN 42-82 ............ 116

5.5.1 Dimensiones de los bloques ....................................................... 116

5.5.2 Absorción. ................................................................................. 118

5.5.3 Resistencia a la compresión ........................................................ 119

5.5.4 Prueba de fuego ......................................................................... 120

5.6 Comparar las propiedades del bloque hueco de concreto convencional,

con el bloque hueco de concreto con agregado de vidrio establecidas

por la Norma COVENIN 42-82 .............................................................. 120 5.6.1 Dimensiones .............................................................................. 120

xi

5.6.2 Absorción .................................................................................. 121

5.6.3 Resistencia a la compresión ........................................................ 122

5.6.4 Prueba de fuego ......................................................................... 124

5.7 Comparación del costo de un bloque hueco de concreto convencional,

con el precio de un bloque hueco de concreto con agregado de vidrio ... 124 5.7.1 Cálculo del rendimiento de la maquina fabricadora de bloques. .. 124

5.7.2 Costos de un bloque hueco de concreto. ..................................... 125

5.7.3 Costos de un bloque hueco de cemento con agregado adicional

de residuos de vidrio ................................................................. 127

5.7.4 Plan de inversión inicial para un bloque con agregado

adicional de vidrio triturado. ................................................. 130

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ............................ 131

Conclusiones............................................................................................... 131 Recomendaciones ....................................................................................... 133

REFERENCIAS .................................................................................... 134

APÉNDICES .......................................................................................... 136

ANEXOS ................................................................................................. 154

xii

LISTA DE FIGURAS

Página

2.1 Ubicación relativa del área (PROTECNICA-INGECONTROL)…………… 11

3.1 Etapas básicas del proceso de producción de vidrio………………………… 31

3.2 Proceso de reciclaje del vidrio………………………………………………. 36

3.3 Bloque Hueco de concreto…………………………………………………... 38

3.4 Esquema de las etapas de fabricación del cemento…………………………. 48

3.5 Especificaciones granulometrías de la arena ……………………………….. 54

4.1 Tamices para el ensayo de granulometría…………………………………… 77

4.2 Balanza digital………………………………………………………………. 77

4.3 Horno………………………………………………………………………... 78

4.4 Máquina para ensayo de resistencia a la compresión……………………….. 78

4.5 Trompo………………………………………………………………………. 79

4.6 Formaleta de bloque…………………………………………………………. 79

4.7 Flujograma de la metodología de trabajo……………………………………. 80

4.8 Instrumentos para el ensayo de la granulometría de la arena……………….. 83

4.9 Triturado del vidrio………………………………………………………….. 84

4.10 Tamizado del vidrio………………………………………………………... 85

4.11 Instrumentos para el ensayo de peso unitario……………………………… 87

4.12 Ensayo de peso unitario……………………………………………………. 87

4.13 Instrumentos para el ensayo de humedad del agregado……………………. 91

4.14 Instrumentos para el ensayo de humedad del agregado……………………. 91

4.15 Ensayo de humedad de la arena……………………………………………. 91

4.16 Ensayo colorimétrico………………………………………………………. 93

4.17 Arena utilizada para las mezclas…………………………………………… 95

4.18 Vidrio triturado…………………………………………………………….. 95

4.19 Pesado de los materiales…………………………………………………… 96

4.20 Mezcla de los agregados en trompo………………………………………... 97

4.21 Relleno de formaleta……………………………………………………….. 97

4.22 Saque de la formaleta………………………………………………………. 98

4.23 Pesado de los bloques……………………………………………………… 100

4.24 Medición de los bloques…………………………………………………… 100

4.25 Enyesado de los bloques…………………………………………………… 101

4.26 Colocación del bloque a compresión………………………………………. 101

4.27 Muestras de cada mezcla de bloques para el ensayo de absorción………… 102

4.28 Sacado del horno de las muestras de bloques para el ensayo de absorción... 103

5.1 Curva granulométrica de arena de rio……………………………………….. 108

5.2 Curva granulométrica de vidrio utilizado…………………………………… 109

xiii

5.3 Comparación del color de la muestra con el color patrón de ensayo

colorimétrico………………………………………………………………..

112

5.4 Absorción de los bloques fabricados con mezcla patrón y mezclas

modificadas con residuos de vidrio………………............

122

5.5 Curva comparativa del desarrollo de resistencia de los bloques fabricados

con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos de vidrio……

123

5.6 Resistencia a la compresión a los 28 dias de bloques fabricados con mezcla

patrón y mezclas modificadas con residuos de vidrio………………………

123

xiv

LISTA DE TABLAS

Página.

3.1 Composición de vidrios comerciales (López M, 2010)……………………. 22

3.2 Algunas propiedades de los vidrios más característicos

(Domínguez J, 2003)........................................................................................

26

3.3 Tipos de vidrios (British Glass Manufacturers Confederation, 1999)…….... 28

3.4 Componentes mineralógicos del cemento Portland (Porrero J, 2009)……… 47

3.5 Tipos de cemento Portland según COVENIN 28:1993 y ASTM C150

(Porrero J, 2009)……………………………………………………………..

49

3.6 Tamices utilizados y porcentajes pasantes recomendados para agregado

finos (COVENIN 255:77)……………………………………………………

53

3.7 Clasificación de la arena según el módulo de finura MF (Porrero J, 2009)… 56

3.8 Valores comunes de la relación Peso/volumen de los agregados (Porrero,

2009)…………………………………………………………………………

58

3.9 Clasificación de los morteros según la consistencia o dosis de agua

(Jiménez J, 2004)………………………………………………………….

64

3.10 Clasificación de los morteros según la dosis de cemento (Jiménez J,

2004)………………………………………………………………………

65

3.11 Dimensiones de los bloques de concreto (COVENIN 42:82)…….............. 66

3.12 Espesores mínimos para bloques Tipo A (COVENIN 42:82)….………..... 66

3.13 Espesores mínimos para bloques Tipo B (COVENIN 42:82)…………….. 66

3.14 Absorción máxima para bloques de concreto (COVENIN 42:82)…........... 67

3.15 Resistencia a la compresión de bloques de concreto (COVENIN 42:82)…. 67

4.1 Mezclas planteadas para bloque patrón……………………………………... 94

5.1 Propiedades de los residuos de vidrio……………………………………….. 107

5.2 Granulometría de la arena de rio…………………………………………….. 108

5.3 Granulometría de residuos de vidrio………………………………………… 109

5.4 Contenido de humedad de arena de rio……………………………………… 110

5.5 Densidad y absorción arena…………………………………………………. 110

5.6 Peso unitario suelto arena…………………………………………………… 111

5.7 Peso unitario compactado arena……………………………………………... 111

5.8 Dosificaciones planteadas para mezcla patrón………………………………. 113

5.9 Resistencia a la compresión de bloques fabricados con mezclas propuestas

como mezcla patrón………………………………………………………….

114

5.10. Tabla comparativa de la resistencia a la compresión de bloques fabricados

con mezcla F2 y la resistencia mínima establecida por COVENIN 42:82...

114

5.11 Dosificación de las mezclas modificadas a base de residuos de vidrios

xv

industriales………………………………………………….......................... 115

5.12 Dimensiones de bloques fabricados con mezcla F2 (Patrón)……………… 116

5.13 Dimensiones de bloques fabricados con mezcla F2-A a base de residuos

de vidrio……………………………………………………………….........

117

5.14 Dimensiones de bloques fabricados con mezcla F2-B a base de residuos

de vidrio……………………………………………………………………..

117

5.15 Dimensiones de bloques fabricados con mezcla F2-C a base de residuos

de vidrio……………………………………………………………………..

117

5.16Absorción de bloques fabricados con mezcla F2 (Patrón)…………………. 118

5.17 Absorción de bloques fabricados con mezclas modificadas a base de

residuos de vidrio……………………………………....................................

118

5.18 Resistencia a la compresión de bloques fabricados con mezcla F2 (patrón). 119

5.19Resistencias a la compresión de bloques fabricados con mezclas

modificadas a base de residuos de vidrio……………………………………

119

5.20 Resistencia a la compresión de bloque patrón y bloque modificado a base

de residuos de vidrio luego de ser sometidos a fuego……………………....

120

5.1 Cuadro comparativo de las dimensiones de los bloques fabricados con

mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos de vidrio...……….

121

5.21Cuadro comparativo de la absorción de los bloques fabricados con mezcla

patrón y mezclas modificadas a base de residuos de vidrio…….…………

121

5.23Cuadro comparativo de las resistencias a la compresión de los bloques

fabricados con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos de

vidrio…...……………………………………………………………………

122

5.24 Cuadro comparativo de las resistencias a la compresión de los bloques

fabricados con mezcla patrón y mezcla modificada a base de residuos de

vidrio luego de ser sometidos a fuego……………………………………….

124

5.25 Materiales para la elaboración de bloque de cemento……………………... 125

5.26 Mano de obra para la elaboración de bloque de cemento………………….. 126

5.27 Equipos para la elaboración de bloques de cemento……………………….. 126

5.28 Mano de obra indirecta para la elaboración de bloques de cemento………. 126

5.29 Otros gastos para la elaboración de bloques de cemento…………………... 127

5.30 Costo unitario de un bloque hueco de cemento……………………………. 127

5.31 Materiales para la elaboración de bloques de cemento con vidrio………… 128

5.32 Mano de obra directa para la elaboración de bloques de cemento con

vidrio………………………………………………………………………...

128

5.33 Equipos para la elaboración de bloques de bloques de cemento con vidrio.. 128

5.34 Mano de obra indirecta para la elaboración de bloques de cemento con

vidrio………………………………………………………………………...

129

5.35 Otros gastos para la elaboración de bloques de cemento con vidrio………. 129

5.36 Costo unitario de un bloque hueco de cemento con vidrio………………... 129

5.37 Plan de inversión…………………………………………………………... 130

xvi

LISTA DE APÉNDICES

Página

A. PLANILLAS UTILIZADAS EN LOS ENSAYOS DE LABORATORIO…

138

A.1 Planilla de ensayo para determinar la humedad del agregado fino……… 139

A.2 Planilla de ensayo para determinarr la composicion granulometrica del

agregado fino para concreto ………………………………………..

140

A.3 Planilla de ensayo para determinar el peso unitario……………………... 141

A.4 Planilla de ensayo para determinar el peso especifico del agregado fino.. 142

A.5 Planilla de ensayo a la compresion de bloque de concreto……………… 143

B. RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO…………..

144

B.1 Humedad del agregado fino……………………………………………... 145

B.2 Composicion granulométrica del agregado fino………………………… 146

B.3 Peso unitario del agregado fino………………………………………….. 147

B.4 Peso especifico del agregado fino……………………………………….. 148

B.5 Ensayo a la compresión del bloque patrón………………………………. 149

B.6 Ensayo a la compresion de bloque con 10% de vidrio…………………... 150

B.7 Ensayo a la compresión de bloque con 20% de vidrio………………….. 151

B.8 Ensayo a la compresión de bloque con 30% de vidrio…………………... 152

xvii

LISTA DE ANEXOS

1. NORMAS VENEZOLANAS COVENIN UTILIZADAS EN LA

INVESTIGACIÓN

2. FOTOGRAFÍAS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS

1

INTRODUCCIÓN

La construcción es una prioridad ligada al desarrollo de la población, y debido

a los grandes avances en el mundo, este desarrollo ha impulsado a los profesionales

de la construcción y sus afines, a buscar cada día nuevas técnicas e

implementaciones a fin de optimizar las edificaciones, disminuir los costos, disminuir

el impacto ambiental y realizar las obras en el menor tiempo posible, en otras

palabras debemos ser eficientes y eficaces a la hora de construir una obra, sin

olvidarnos de la seguridad que se le debe otorgar al usuario.

La construcción de edificaciones está constituida por varios elementos, pero

sin duda, uno de los principales son los bloques huecos de cemento, los cuales se

utilizan para distribuir los espacios dentro la edificación y como cerramientos

protegiendo a los usuarios de los agentes ambientales. A fin de buscar alternativas

para la construcción y el ambiente, se siente la necesidad de realizar un estudio a los

componentes del bloque y a otros materiales para ser tomados en cuenta en su

proceso de fabricación.

El bloque está constituido por una mezcla de mortero, la cual contiene

cemento, arena y agua, estos materiales son determinantes para obtener la resistencia

requerida según la norma COVENIN 42.82. El agregado fino dentro del bloque

hueco, es el material cuya proporción es más elevada, siendo así la que más influye

en el costo de fabricación de un bloque. El alto costo de este material en el mercado

ha impulsado en la industria de la construcción a buscar nuevos materiales para ser

incluidos en la mezcla, sin disminuir su resistencia y aumentar su peso, pero si

obteniendo una disminución de costos y un aumento en el volumen de fabricación.

2

Aprovechando la iniciativa del sector de la construcción de buscar nuevos

materiales, se pueden eliminar otros problemas como los desechos sólidos los cuales

no son depositados en un lugar adecuado, a consecuencia de esto se reduce el impacto

ambiental, este se ha vuelto enemigo del ingeniero civil en la construcción, es por

esto que se debe estudiar la posibilidad de usar los desechos sólidos como materia

prima los cuales puedan ser de fácil reciclaje, con gran abundancia, y que a su vez

disminuya en buena parte la contaminación ambiental. El vidrio cumple con todos

estos requisitos, debido a sus múltiples usos como en ventanas, vitrinas, botellas,

entre otros, además su fragilidad hace que la producción sea elevada, lo cual genera

grandes cantidades de desechos de vidrios al año, este material no es de fácil

degradación por lo que su reutilización contribuye de gran manera con el ambiente.

Debido a las características que posee el vidrio es candidato a un estudio para la

implementación de su uso dentro de la construcción, de esta manera surge esta

investigación, la cual plantea incluir vidrios industriales triturados en la mezcla de

mortero de un bloque hueco de cemento en sustitución parcial del agregado fino, para

así evaluar su comportamiento y verificar si cumple con los requerimientos

establecidos para su funcionamiento en la construcción de obras civiles y a su vez

comparar la factibilidad económica de su fabricación con respecto a un bloque

convencional.

Para alcanzar satisfactoriamente los objetivos planteados, se organizó la

investigación por capítulos del siguiente modo:

Capítulo I. Situación a investigar: en este segmento se informa de manera clara

sobre el planteamiento del problema a estudiar, los objetivos que se esperan alcanzar,

la justificación y el alcance de la investigación.

3

Capítulo II. Generalidades: se hace alusión a la ubicación, vías de acceso al

lugar y las características físicas y naturales de la zona donde se desarrolló el estudio

de los comportamientos de los materiales y del bloque hueco con agregado adicional

de residuos de vidrios industriales.

Capítulo III. Marco teórico: en este capítulo se detallan los antecedentes de la

investigación, se recopila toda la información teórica y legal necesaria para el

sostenimiento y entendimiento del tema de investigación, además de esto se

esclarecen todos los términos confusos y engorrosos.

Capítulo IV. Metodología de trabajo: se determina el tipo y diseño de la

investigación, población y muestra de la misma. Además se muestra y explica un

flujograma de la metodología empleada. Se desarrollan cada uno de los

procedimientos que se realizaron para la elaboración de la investigación y necesarios

para dar respuesta al problema planteado.

Capítulo V. Análisis e interpretación de los resultados: en este segmento se

adquieren las respuestas a los objetivos propuestos utilizando tablas figuras y

cálculos, además de dar un breve análisis de cada resultado obtenido.

Conclusiones y recomendaciones: conforme a las preguntas y objetivos del

estudio se establecen conclusiones fundamentadas en la interpretación de los

resultados adquiridos. Las recomendaciones se construyen a partir de elementos

relacionados con los aspectos encontrados en el estudio.

Por último se encuentran las referencias bibliográficas en las que se refleja cada

uno de los textos y referencias examinadas para la elaboración de este proyecto,

además de los apéndices y anexos que demuestran las normas, planillas para la

recolección de datos e imágenes de soporte y sustento de la investigación.

4

CAPÍTULO I

SITUACIÓN A INVESTIGAR

1.1 Planteamiento del problema

Hoy en día el hombre ha alcanzado niveles de evolución jamás pensados, con la

visión de encontrar mejoras en su calidad de vida, tratando de innovar en todos los

campos. En este proceso evolutivo el hombre ha conseguido grandes beneficios, y de

igual manera, nuevos problemas. El problema con mayor transcendencia es que se ha

modificado la naturaleza a gran escala, ocasionando daños al ambiente. Las

industrias, comercios y viviendas que son necesarias hoy en día para el hombre,

generan a diario grandes desechos los cuales no son manejados correctamente y

terminan recalando a espacios naturales, contribuyendo con la contaminación.

Los grandes sectores industriales y comerciales a partir del crecimiento

acelerado que presenta la población, deberán incrementar sus capacidades en los

próximos años para cubrir la demanda poblacional, este crecimiento ocasionará un

deterioro ecológico acelerado para el planeta, esto sin contar con la demanda

habitacional que existirá. Según la ONU, la mitad de la población mundial vive hoy

en ciudades y pronostica que en 25 años, otros dos mil millones de personas

(aproximadamente el 40% de la población mundial) se incorporarán a zonas

urbanas, lo que seguramente creará un problema económico. Globalmente existen

varias organizaciones e investigadores con el objetivo de atender esta problemática y

detener el progresivo deterioro del ambiente. El sector de la construcción no ha

ignorado esta situación, por tal razón, se han tomado medidas para contribuir con el

ambiente y disminuir los costos.

5

En España se emplean carreteras ecológicas reciclando unas 300 toneladas de

cauchos al año, en países como México y Haití se reciclan los desechos de la

construcción para ser utilizados nuevamente, en países como Perú, Chile, y Estados

Unidos se ha implementado la construcción de viviendas ecológicas. Todos estos

proyectos aparte de recuperar la importancia de los criterios verdes, la arquitectura

diseñada para construir viviendas sustentables con materiales ecológicos, renovables

o reciclables, pretenden obtener cambios notorios en el sector económico permitiendo

el control del déficit habitacional.

En Venezuela, el déficit habitacional se duplicó en los últimos 15 años, según

indica Anabella Abadi (Sep. 2013). En el año 1998 se estimó que el déficit

habitacional era de 1,5 millones de viviendas y en junio del año 2013 se estima que

era de 3 millones de viviendas (déficit base más viviendas inadecuadas). Esto genera

la necesidad de solventar esta problemática, por la cual el gobierno desde el año 2011

creó la “Gran misión vivienda Venezuela”, con la finalidad de solventar el déficit

habitacional del país, para el cual estimo que en el año 2017 estaría resuelto.

La solución del déficit habitacional requiere de una gran serie de políticas

económicas, e implementación de técnicas constructivas y materiales diversos,

además de otros factores que permitan la construcción de un gran número de

viviendas, donde el principal factor relevante es el costo de cada unidad de vivienda,

ya que son los sectores sociales más bajos los que presentan un mayor déficit.

Simultáneamente existen diferentes empresas trabajando en base al mismo

objetivo, reducir el déficit habitacional, el deterioro ambiental y los costos de obras

civiles. La Constructora Planeta Sostenible (Conplaso), ubicada en el Estado Zulia,

durante tres años realizó pruebas técnicas para conseguir la mezcla exacta que

integrarían el bloque ecológico, constituido por el 60% de papel reciclado, 40% de

cemento y otros componentes. Obteniendo un bloque más económico, más liviano

6

que el bloque convencional y además cumple con las especificaciones establecidas

por la Comisión Venezolana de Normas Industriales, para la construcción de bloques

huecos de concreto (COVENIN 42:82). La empresa Golden Concret conjuntamente

con un equipo de la Universidad Católica Andrés Bello, se encuentran trabajando

para transformar residuos domiciliarios (comida, plásticos, papeles, entre otros) en

paneles, ladrillos y otros materiales de construcción.

Actualmente es imprescindible construir viviendas en el menor tiempo posible,

al menor costo, y que además cumplan con los estándares básicos y por tal razón se

impulsa a la implementación de nuevas técnicas constructivas, la incorporación de

nuevos materiales constructivos y el aprovechamiento de residuos industriales que

pueden ser reciclados y reutilizados, de acuerdo a esto, se necesitan nuevas ideas y

propuestas que disminuyan la concentración de estos residuos. En base a esto es

necesario continuar la búsqueda de soluciones que otorguen mejoras al ambiente y

que de la misma manera ofrezcan desarrollo y calidad a los elementos de

construcción, lo que permite incluir nuevos materiales para ser usados como

agregados, obtener nuevas mezclas y así lograr nuevos elementos a partir de residuos.

Un elemento que se debe tomar en consideración es el vidrio, debido a sus múltiples

usos domésticos, su fácil fractura y su difícil degradación, es uno de los residuos con

mayor volumen en el mundo. Según Independent Glass Recyclers Association, El

vidrio representa alrededor del 7 % de la basura del hogar promedio y en 2001 más de

2,5 millones de toneladas de este material se depositan en vertederos.

También señala que por cada tonelada de desechos de vidrio que se recicla se

evita que 315 kilogramos de dióxido de carbono se liberen a la atmósfera durante la

fabricación de vidrio y desde el punto económico se ahorra 1,2 millones de materia

prima. El uso del vidrio en la construcción podría fundamentar nuevas tecnologías en

la construcción de viviendas.

7

En busca de solucionar los distintos problemas presentados anteriormente, es

relevante realizar una investigación basada en el análisis del comportamiento

mecánico de bloques huecos de concreto utilizando como agregado adicional para su

diseño residuos de vidrios industriales. Con el fin de darle respuesta a la

investigación, se trazan las siguientes interrogantes:

¿Cuáles son los componentes del bloque hueco de concreto?

¿Cómo son las propiedades de los agregados para elaborar el diseño de las

mezcla para los bloques?

¿Cuál es la dosificación de un bloque hueco de concreto convencional que

cumple con los requisitos de la Norma COVENIN 42-82?

¿Qué dosificación es la más recomendable tomar para la mezcla de concreto a

base de cemento portland, arena y residuos de vidrios para bloques huecos de

concreto?

¿Cuáles son las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los bloques

huecos de concreto elaborados con una mezcla a base de residuos de vidrios?

¿Cuál es el comportamiento de los bloques huecos de concreto elaborados con

la mezcla de concreto modificado a base de residuos de vidrios con respecto a la del

bloque patrón?

¿Cuál es la diferencia a nivel de costo entre un bloque hueco de concreto

convencional y los bloques elaborados a base de residuos de vidrios industriales?.

8

1.2 Objetivos de la investigación

1.2.1 Objetivo general

Analizar el comportamiento mecánico de bloques huecos de concreto

utilizando como agregado adicional para su diseño residuos de vidrios industriales.

1.2.2 Objetivos específicos

1. Describir los componentes del bloque hueco de concreto.

2. Estudiar las características de la calidad de los agregados a utilizar para

elaborar las diferentes mezclas.

3. Determinar una mezcla patrón para elaborar un bloque hueco de concreto

convencional que cumpla los requisitos de la Norma COVENIN 42-82

4. Proponer distintas dosificaciones de mezclas de concreto a base de cemento

portland, arena y residuos de vidrios para la elaboración de bloques huecos

de concreto.

5. Determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los bloques

elaborados, establecidas en la Norma COVENIN 42-82.

6. Comparar las propiedades del bloque hueco de concreto convencional, con

el bloque hueco de concreto con agregado de vidrio establecidas por la

Norma COVENIN 42-82.

9

7. Comparar el costo de un bloque hueco de concreto con los costos de los

bloque fabricados con residuos de vidrios industriales.

1.3 Justificación de la investigación

En la actualidad la contaminación ambiental es un problema en ascenso, en

parte proveniente de grandes sectores de la sociedad. Las industrias, comercios y

viviendas generan a diario una gran cantidad de desechos. Esta situación ha

despertado en los investigadores un interés por innovar así como también encontrar

nuevas alternativas en el sector de la construcción, incluyendo materiales reciclables

que cumplan con las normas preestablecidas y se comporten igual que los ya

existentes en el mercado. Con el uso de estos materiales se estaría minimizando el

impacto ambiental ocasionado por los desechos y desde el punto de vista económico

se reducirían los costos de construcción.

El presente estudio además de los grandes beneficios otorgados al ambiente y

al sector económico, contiene información valiosa, amplia y detallada dirigida a

profesionales, estudiantes así como también a investigadores permitiéndoles

desarrollar en el futuro cualquier estudio basado en el comportamiento de los bloques

de cemento con residuo de vidrio industriales en obras civiles.

1.4 Alcance de la investigación

El presente trabajo de investigación se realiza con la finalidad de analizar el

comportamiento mecánico de bloques huecos de concreto utilizando como agregado

adicional para su diseño residuos de vidrios industriales y determinar sus posibles

usos recomendables en la construcción, todo esto a través de la realización ensayos

para determinar sus propiedades y compararlas con las de un bloque patrón

convencional y con los requerimientos y aspectos técnicos especificados en la

10

Norma COVENIN 42-82, lo que permitirá establecer criterios de evaluación para

elaborar las respectivas conclusiones a los objetivos planteados.

11

CAPÍTULO II

GENERALIDADES

2.1 Ubicación geográfica del área de estudio

El estudio se llevó a cabo en las instalaciones de la empresa PROTECNICA –

INGECONTROL - Zona Industrial Matanzas Sur, Ud- 321, Manz.7, ubicada en

Ciudad Guayana, Municipio Caroní, Estado Bolívar – Venezuela. (Figura 2.1).

Figura 2. 1 Ubicación relativa del área (PROTECNICA-INGECONTROL).

12

2.2 Acceso al área

La accesibilidad al área donde se realizaron los estudios necesarios, se logra a

través de vías de comunicación, por medio de la Avenida Guayana de Ciudad

Guayana, Estado Bolívar, la cual conlleva directamente a la Zona Industrial Matanzas

donde se encuentra ubicada la empresa PROTECNICA – INGECONTROL.

2.3 Descripción del laboratorio

INGECONTROL (Ingeniería de Inspección y Control de Calidad), es una

empresa dedicada desde más de 30 años, a la inspección de bienes de capital, a la

geotecnia, y al muestreo y ensayo de suelos y materiales de construcción.

Adicionalmente, estamos facultados para la ejecución de estudios particulares en las

áreas de hidrología e hidráulica, a través de recursos humanos y programas

especializados para la preparación de modelos, de manera de llevar a cabo las

evaluaciones y conclusiones pertinentes.

2.3.1 Visión

Desarrollar las mejores técnicas para proporcionar excelente servicio de

aseguramiento y control de la calidad, geotecnia, acorde a las necesidades del cliente.

2.3.2 Misión

Disponer de un personal honesto y capacitado, así como también de modernos

equipos de laboratorio que permitan brindarle a los clientes un servicio confiable,

seguro y de excelente calidad en el área de Geotecnia, Control de aseguramiento de la

Calidad en Suelos, Concreto y Asfalto.

13

2.3.3 Objetivo general

Prestar servicios geotécnicos (estudio de suelos), así como control de materiales

para hormigones y asfaltos a empresas privadas, profesionales independientes,

entidades públicas y personas en general que requieran de los servicios.

2.3.4 Objetivos específicos

1. Coordinar ejecutar y supervisar la calidad de los servicios de geotecnia,

concreto y asfalto ofrecidos a los cliente según lo establecido en las Normas

COVENIN y ASTM.

2. Garantizar la disponibilidad de las herramientas, equipos y personal

calificado para la ejecución de las diferentes actividades de la empresa.

3. Disminuir los riesgos y accidentes del personal de la empresa mediante la

utilización de los implementos de seguridad necesarios.

4. Mejorar continuamente la calidad del servicio para satisfacer nuestros

clientes.

5. Elevar el nivel de competencia del personal que realiza funciones asociadas

a la calidad.

2.3.5 Servicios que presta INGECONTROL

1. Gerenciación del aseguramiento de la calidad.

2. Ensayos de materiales

14

3. Inspección y gerencia de obras

4. Inspección en acarreo, mezclado y manejo de materiales en canteras y

obras.

5. Inspección y verificación de la calibración de plantas asfálticas.

6. Inspección y control en la construcción de vialidades, estacionamientos y

pistas de aeropuertos (movimientos de tierras, compactación y colocación

de carpetas asfálticas).

7. Control de despacho en plantas de asfalto y plantas de concreto.

8. Control de vaciados de concreto.

9. Levantamientos topográficos.

10. Levantamientos de planos geológicos

11. Estudios geotécnicos

12. Control de ensayos no destructivos

2.4 Características físicas y naturales

2.4.1 Geografía

La ciudad está situada a 13 msnm de altitud en la confluencia de los

ríos Caroní y Orinoco. Se encuentra unida por autopista a Ciudad Bolívar y Upata y

15

por carreteras a la Región Administrativa de Guayana. Además es terminal del

ferrocarril minero de los yacimientos del Cerro Bolívar. El Puerto de Ciudad Guayana

se ha reabierto por la reactivación del eje fluvial Apure-Orinoco.

En esta ciudad ocurre la unión de los dos ríos más importantes del país, El

Caroní y el Orinoco, creando una zona denominada Caronoco en honor a esta

confluencia.

2.4.2 Clima

En la zona predomina el clima tropical en la mayor parte del territorio

Guayanés, con regulares estaciones de lluvia y sequía. Su temperatura media oscila

entre los 27 y 30ºC.

2.4.3 Geomorfología

En Ciudad Guayana están presentes tres tipos de paisajes: Planicie, Peniplanicie

y Lomerío. La Topografía de los paisajes de planicie es plana con pendientes entre 0-

4%. Los paisajes de planicie presentan una topografía severamente ondulada con

pendientes de 4-16% y los paisajes de Lomerío son de topografía ondulada a

fuertemente ondulada y están constituidos por relieves de lomas cuyas pendientes son

mayores de 8%.

2.4.4 Geología

Depósitos sedimentarios recientes suprayantes a la proyección geológica

Imataca. Cuenta con depósitos aluviales de gravas y arenas, depósitos de arcillas y

lomos de greisses feldespáticos y graníticos.

16

2.4.5 Flora

Es un área que ofrece una diversidad de flora, esta diversidad podría explicarse

por la gran estabilidad del Macizo de Guayana a lo largo de las eras geológicas, el

cual solo ha sido afectado por los cambios climáticos, particularmente durante los

períodos de severas sequías.

2.4.6 Fauna

La importancia de la fauna reside en su valor como fuente de alimentación. Ella

constituye un elemento de considerable importancia ya que interviene directamente

en el ciclo alimenticio. Se han registrado: danta, báquiro, chigüire, venado,

cunaguaro, puercoespín, guacamaya, entre otros.

17

CAPÍTULO III

MARCO TEÓRICO

3.1 Antecedentes de la investigación

Claudia Macuarisma y Albenis Martínez (2010), Universidad de Oriente,

realizaron un estudio titulado “ESTUDIO DE LA RESISTENCIA A LA

COMPRESIÓN EN BLOQUES HUECOS DE CEMENTO, ARENA Y

ASERRÍN DE PINO CARIBE”. Esta investigación plantea como uno de sus

objetivos describir los componentes del bloque.

En esta etapa se dan a conocer los resultados obtenidos durante la investigación

documental, determinando de esta forma, los componentes de los bloques fabricados.

La mezcla resultante fue un mortero clavar, se considera mortero ya que se empleó

solo agregado fino, material pasante del tamiz 3/8” (9,51 mm); el cual casi en su

totalidad, también corresponde a material pasante del tamiz #4 (4,76 mm). Los

bloques huecos producidos se componen de cemento portland tipo III, arena de río,

aserrín de la especie forestal pino caribe, agua y cal como mineralizante que impide la

acción de azucares de la madera en el cemento. Además se muestran los componentes

del bloque y su descripción. Las normas relacionadas con los componentes de las

mezclas hechas con los materiales antes mencionados. La investigación concluyó con

las siguientes conclusiones:

1. La arena utilizada presentó altas cantidades de ultrafinos que para mezclas

pobres aumenta su estabilidad en estado fresco, pero que pudieran afectar

la resistencia de la misma.

18

2. Se utilizó aserrín de la especie Pino Caribe por ser muy explotado en la

zona, aparte de pertenecer al tipo de maderas blandas, que poseen

compatibilidad con el cemento para la producción de concreto. La

granulometría del aserrín comprendió partículas menores a 1mm para

evitar el aumento de ultrafinos en la mezcla y menores de 3mm para

obtener buena trabajabilidad de la mezcla y moldeado de los bloques.

3. La cal como tratamiento mineralizante reduce el efecto de deterioro

biológico que sufre el aserrín por ser un material de origen orgánico,

además de disminuir la acción retardadora de fraguado del cemento

producida por los azucares de la madera.

Esta publicación concluye con información importante, tal como lo es, la

descripción de los componentes del bloque hueco de cemento, así como todas las

normas relacionadas con dicho bloque y sus componentes. Aportando de esta manera

una base para el estudio sobre la utilización del vidrio como agregado adicional para

la elaboración de un bloque de concreto.

Leonardo Bravo (2014), Universidad de Oriente, realizó una investigación

titulada “ANÁLISIS DE LAS PROPIEDADES MECÁNICAS DEL

CONCRETO MODIFICADO A BASE DE RESIDUOS INDUSTRIALES

PASANTE DEL TAMIZ ¾”. Esta investigación cuenta con objetivos como,

descripción las propiedades físicas de los residuos de vidrios industriales y el estudio

de las propiedades de los agregados para elaborar el diseño de la mezcla patrón.

Con la finalidad de alcanzar estos objetivos se realizaron diferentes ensayos.

Ensayos de granulometría, elasticidad, resistencia a la tracción y compresión,

densidad y absorción, peso unitario suelto y compactado, aplicados a cada uno de los

elementos que conforman la mezcla, permitiendo así las siguientes conclusiones:

19

1. Los residuos de vidrios industriales son utilizables como sustituto del

agregado grueso en mezclas de concreto, debido a que a pesar de provocar

una pérdida de resistencia por su poca adherencia y exceso de caras planas y

lisas, esta disminución de resistencia no fue proporcionalmente elevada y

las mezclas se mantuvieron por encima del valor establecido en el diseño.

2. Los agregados utilizados en el estudio estuvieron dentro de los límites

aceptables según lo establecido en la norma Venezolana COVENIN 277

“CONCRETO. AGREGADOS. REQUISITOS”, por lo cual el diseño de la

mezcla de concreto se considera de calidad, dando fiabilidad a los

resultados obtenidos en los ensayos.

Esta investigación guarda gran relación con la investigación actual, debido a

que la modificación del concreto se realiza con residuos de vidrios industriales,

proporcionando de esta manera resultados satisfactorios en los ensayos realizados

según las normas establecidas para los agregados y una serie de características que

sirven como base para el estudio sobre la utilización del vidrio como agregado para la

elaboración de un bloque de concreto.

20

3.2 Bases teóricas

3.2.1 El vidrio

Según indica American Society for Testing Materials (ASTM) “El vidrio es un

Producto inorgánico de fusión, el cual se ha enfriado hasta un estado rígido pero sin

sufrir cristalización.”

El vidrio es una sustancia dura, normalmente brillante y transparente aunque a

veces incolora u opaca, compuesta principalmente de silicatos y álcalis fusionados a

alta temperatura (aproximadamente 1000 y 2000 ºC). Se lo considera un sólido

amorfo, porque no es ni sólido ni líquido, sino que existe en un estado vítreo.

Debido a sus características intrínsecas (brillantez, resistencia al uso,

transparencia, entre otras.), es un material difícilmente sustituible en la mayoría de

sus aplicaciones.

Igualmente remarcable es la disponibilidad de las materias primas usadas para

producirlo, especialmente su componente más importante es la sílice que se encuentra

en la arena, guijarros o cuarzo. (Pearson C, 2009, p.9)

Los vidrios de sílice pura presentan unas propiedades muy buenas en cuanto a

transparencia a todas las radiaciones, resistencia al ataque ambiental tanto en

ambientes ácidos como básicos, resistencia mecánica y al choque térmico. Presentan

una alta temperatura de fusión, así como una alta viscosidad que les obliga a

trabajarlos por encima de los 2000ºC, lo que encarece excesivamente y les hace

prohibitivos para la mayoría de las aplicaciones habituales como vidrio de

construcción, transporte etc.

21

La adición al vidrio de pequeñas cantidades de Na2O (sosa) y K2O (potasa) en

forma de carbonatos o nitratos, provocan en los vidrios la bajada de la temperatura de

fusión. La temperatura de fusión suele ser inferior a 1000ºC y además disminuye la

viscosidad con lo cual se mejora la trabajabilidad del vidrio. (Rodríguez J, Castro L,

Del Real J, 2006, p. 44)

3.2.1.1 Composición del vidrio.

Los componentes principales del vidrio, son productos que se encuentran

fácilmente en la naturaleza: sílice, cal y carbonato de sodio. Los materiales

secundarios son usados para conferirle propiedades especiales o para facilitar el

proceso de fabricación.

De la mezcla de los materiales secundarios con las materias primas básicas en

el porcentaje correcto se pueden obtener diferentes tipos de vidrio, los cuales pueden

ser clasificados de acuerdo a su composición química. Dentro de cada tipo, a su vez,

hay numerosas composiciones distintas.

Con base en su composición química se puede hacer una clasificación como la

que aparece en la tabla 3.1, donde se resumen los compuestos y elementos que

poseen los vidrios comerciales más comunes. (López M, 2010)

22

Tabla 3.1. Composición de vidrios comerciales (%).

(López M, 2010)

Elementos

Tipo de Vidrio

Sódico –

Cálcico Plomo Borosilicato Sílice

Sílice 70 – 75 53 – 68 73 – 82 96

Sodio 12 – 18 5 – 10 3 – 10 -

Potasio 0 – 1 1 – 10 0,4 – 1 -

Calcio 5 – 14 0 – 6 0 – 1 -

Plomo - 15 – 40 0 – 10 -

Boro - - 5 – 20 3 – 4

Aluminio 0,5 – 3 0 – 2 2 – 3 -

Magnesio 0 – 4 - - -

La composición final de un vidrio está determinada por consideraciones sobre

el uso final del mismo, el modo de procesarlo, así como del coste. El objetivo es

diseñar un vidrio que cumpla las especificaciones (aspecto, color, transparencia,

resistencia química y mecánica, índice de refracción, entre otros) y al mismo tiempo

que pueda ser procesado y refinado con facilidad. (Rodríguez J, Castro L, Del Real J,

2.006, p 44-45).

3.2.1.2 Propiedades del vidrio

Según Joan Espinàs y Neus Mateu (2003), el vidrio presenta las siguientes

propiedades.

23

Propiedades Mecánicas

Densidad: 2500 kg/m3, Un panel de 4 mm de espesor de vidrio pesa 10kg/m2.

Dureza: 470 HK, La dureza del vidrio flotado se establece conforme a Knoop.

La base es el método de ensayo dado en la norma DIN 52333 (ISO 9385).

Resistencia a la compresión: 800 – 1000 MPa, La resistencia a la compresión

define la capacidad de un material para soportar una carga aplicada verticalmente a su

superficie.

Módulo de Elasticidad: 70.000 MPa, El módulo de elasticidad se determina a

partir del alargamiento elástico de una barra fina, o bien doblando una barra con una

sección transversal redonda o rectangular.

Resistencia a la flexión: 45 MPa, La resistencia a la flexión de un material, es

una medida que valora su resistencia durante la deformación. Se determina por

ensayos de flexión en la placa de vidrio, utilizando el método del anillo doble (p.14).

Propiedades térmicas.

Rango de transformacion: de acuerdo con (ISO 7884), se encuentra entre 520

°C y 550 °C.

Temperatura para su emblandecimiento: aproximadamente 600 °C,

Contrariamente a los cuerpos sólidos de estructura cristalina, el vidrio no tiene punto

de fusión definido. Se transforma continuamente desde el estado sólido al estado

plástico viscoso. El rango de transición se denomina rango de transformación. El

templado y el curvado, requieren una temperatura suplementaria más de 100 °C.

24

Calor específico: 0,8 J/g/K, El calor específico (en Julios) define la cantidad de

calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de vidrio flotado en 1K. El

calor específico del vidrio aumenta ligeramente la temperatura, que va aumentando

hasta el intervalo de transformación.

Conductividad térmica: 0,8W/mK, la cantidad de calor requerido para fluir a

través del área de sección transversal de la muestra de vidrio flotado en el tiempo en

que disminuye la temperatura. (p.24).

Propiedades Ópticas.

Índice de refracción: Si la luz de un medio ópticamente menos denso (aire) se

encuentra con un medio ópticamente más denso (vidrio), entonces el rayo de luz se

divide en las interfaces de superficie. La medida de la desviación determina el índice

de refracción. Para el vidrio flotado, este índice de refracción es n = 1,52.

El vidrio tiene varios puntos fuertes en cuanto a sus propiedades ópticas:

1. Puede ser producido en paneles grandes y homogéneos.

2. Sus propiedades ópticas no se ven afectadas por el paso del tiempo.

3. Esta producido con superficies perfectamente planas y paralelas (p. 28)

Propiedades técnicas.

Resistencia frente: agua clase 3; acido clase 1; alcalino clase 2. La superficie de

vidrio se ve afectada si se expone durante mucho tiempo a los álcalis (y a los gases de

amoníaco) en combinación con altas temperaturas. El vidrio flotado también

reacciona a los compuestos que contienen ácido fluorhídrico en condiciones

normales. Estos se utilizan para el tratamiento de superficies de vidrio.

25

Pruebas de desgaste:

1. Ensayos de abrasión: se evalúa la dispersión de la luz que impacta

directamente la superficie.

2. El aumento de la dispersión de la luz en el vidrio flotado: es de

aproximadamente 1% después de 1.000 ciclos de abrasión. El aumento

de la dispersión de la luz permitida para el vidrio de seguridad del

vehículo (parabrisas) es de 2% en Europa.

3. Proceso de goteo de arena: para esta prueba la abrasión por impacto

diagonal, se hicieron gotear 3 kg de arena con un tamaño de partícula

0,5/0,71mm sobre la superficie a ensayar, con una inclinación de 45º y,

desde una altura de 1600 mm. La medición del desgaste es la densidad

luminosa reducida la cual para el vidrio flotado es de aprox. 4cd/m2lux.

En la tabla 3.2 se recoge un conjunto de propiedades de dos tipos de vidrios. En

ella se puede ver que un vidrio común de ventanas, que tiene 70 % de sílice, por lo

que está muy modificado, es sencillo trabajar con él a 700 °C. Sin embargo el vidrio

Pyrex, con 80 % de sílice, tiene menor cantidad de modificadores, mejor resistencia

al choque térmico (ya que su expansión térmica es menor), pero es más difícil trabajar

con él, ya que requiere una temperatura superior a los 800 °C. (Domínguez J, 2003,

p.36).

26

Tabla 3.2. Algunas propiedades de los vidrios más característicos.

(Domínguez, J, 2003)

Propiedades Na y Ca Común Borosilicatos Pyrex

Densidad (kg/m3) 2480 2230

Módulo de Young (GPa) 74 65

Resistencia a la compresión

(Mpa) 1000 1200

Módulo de ruptura (MPa) 50 55

Resistencia fractura (MPa/m1/2

) 0,7 0,8

Temperatura de fusión (K) 1000 1100

Conductividad térmica (W/mK) 1 1

Coef. Expansión térmica (MK-1

) 8,5 4

Resistencia al choque térmico (K) 84 280

3.2.1.3 Tipos de vidrios.

Debido a los diferentes compuestos que se le agreguen a la mezcla del vidrio, se

pueden obtener distintos tipos de vidrios, como consecuencia de esto, sus

características físicas y químicas son distintas. Con base en su composición química

se pueden clasificar de la siguiente manera:

Vidrio de Sódica-Calcio: este tipo de vidrio está formado por sílice, sodio y

calcio principalmente. Una de las características que tiene este tipo de vidrio

es que se funde con mayor facilidad y por lo tanto es el más barato dentro del

mercado. Se utiliza principalmente para la elaboración de vidrios, jarras. Por

lo tanto todo aquel vidrio incoloro tiene esta composición. Una desventaja del

vidrio que se obtiene con esta mezcla es que tiene poca resistencia térmica

por lo tanto, al exponerse a cambios bruscos de temperatura tiende a

romperse.

27

Vidrio de Plomo: en este tipo de vidrio se sustituye el óxido de calcio por

óxido de plomo. Cuenta con las mismas características que el vidrio de

sódica-calcio, sin embargo, es mucho más denso, con lo cual tiene un mayor

poder de refracción y de dispersión. Se funde a temperaturas más bajas y es

mucho más fácil de manejar. Otra de sus propiedades físicas que lo

caracterizan es que el vidrio es suave, por lo tanto es fácil de cortar, grabar y

de pulir. Se utiliza principalmente para la elaboración de cristales finos y

relucientes piezas de arte.

Vidrio de Borosilicato: este tipo de vidrio se obtiene usando óxido de boro en

lugar de cal y sosa. Es inerte, más difícil de fundir y trabajar. Sin embargo,

tienen una alta resistencia al calor. Se utiliza principalmente para la

fabricación para de material de vidrio para laboratorios.

Vidrio de Aluminosilicatos: para la elaboración de este tipo de vidrio, se

utiliza óxido de aluminio en lugar del óxido de boro, dando como resultado

que se tenga mucha mayor resistencia térmica a comparación de los vidrios

de boro silicato. Los vidrios obtenidos con esta se utilizan para la elaboración

de vidrios de material de laboratorio debido a que muestran una resistencia

química. Dentro del mercado estos vidrios se venden bajo marcas

comerciales como es el caso de Pirex y Kimax.

Vidrios de Sílice: este tipo de vidrio es más durable y de más alta calidad. Se

puede obtener mediante 3 procesos diferentes los cuales son: fundiendo

cuarzo puro, preparando sílice al 96% o produciendo sílice fundida mediante

hidrólisis a la flama. El vidrio preparado con un 96% de sílice es el más duro

y el más difícil de trabajar, debido a que se utiliza para usos especiales, tales

como trasmitir energía eléctrica radiante del ultravioleta o en todo caso

infrarrojo. Tiene una estabilidad tan grande y una temperatura de

28

reblandecimiento tan elevada, permitiéndoles soportar temperaturas de hasta

900°C durante largo tiempo. Se utiliza comúnmente para la elaboración de

materiales de laboratorio que van a estar expuestos a calor, como es el caso

de los crisoles. (López T; Martínez A, 1995, p.27-40)

Tomando en consideración al volumen de fabricación los vidrios pueden ser

clasificados en:

1. Comerciales

2. Especiales

Los vidrios comerciales son producidos en gran magnitud, y se usan en la

mayoría de las aplicaciones, mientras que los especiales son menos comunes. En la

tabla 3.3 se observan los distintos tipos de vidrios y su utilización.

Tabla 3.3 Tipos de vidrios, (British Glass Manufacturers Confederation, 1999)

Tipo de

vidrio Nombre Características

Comerciales

Soda-Cal

Este tipo de vidrio es el más utilizado, pues sus

propiedades lo hacen adecuado para su uso con luz

visible. Los recipientes hechos de vidrios de soda-

cal son virtualmente inertes, no contaminando la

materia que contienen ni su sabor. Son poco

resistentes al choque térmico

Plomo

Utiliza óxido de plomo en lugar de óxidos de calcio,

y oxido de potasio en lugar del óxido de sodio, se

conoce comúnmente como cristal al plomo. Los

vidrios al plomo tienen un alto índice de refracción

y una superficie relativamente blanda, lo cual

permite una fácil decoración por esmerilado, corte o

tallado.

29

Continuación Tabla 3.3

Tipo de

vidrio Nombre Características

Comerciales Borosilicato

Están compuestos principalmente de sílice (70-

80%) y óxido bórico (7-13%) con pequeñas

cantidades de álcalis (óxidos de sodio y potasio) y

oxido de aluminio. Su principal característica es una

buena resistencia a los choques térmicos.

Especiales

Sílice Vítreo Son vidrios hechos casi exclusivamente de sílice.

Son necesarias temperaturas de fusión sobre 1500ºC

Vidrios de

Aluminosilicato

Contienen cerca de un 20% de óxido de aluminio,

además de óxido de calcio, oxido de magnesio y

oxido de boro en cantidades relativamente

pequeñas.

Vidrios de

Sílice álcali-

Bario

Contiene una cantidad mínima de óxidos de plomo,

bario o estroncio.

Vidrios de

Borato

Contienen pequeñas cantidades o nada de sílice, son

usados para soldar vidrios, metales o cerámicas, a

relativamente bajas temperaturas.

Vidrios de

fosfato

Consisten principalmente en mezclas de pentóxido

de vanadio y pentóxido de fosforo.

3.2.1.4 Proceso de fabricación del vidrio.

La elaboración del vidrio es un proceso largo y complejo que comienza con el

enformamiento de la mezcla y termina con la salida del producto frío a la

desembocadura del túnel o del arca de recocido. El proceso puede considerarse

dividido en seis etapas más o menos diferenciadas (Figura 3.1):

1. Reacción de los componentes y formación de vidrio.

2. Disolución del excedente de sílice sin reaccionar.

3. Afinado y homogeneización.

30

4. Reposo y acondicionamiento térmico.

5. Conformación.

6. Enfriamiento y recocido.

Las cuatro primeras etapas se suceden sin solución de continuidad dentro del

horno con arreglo a un programa térmico cuidadosamente establecido que, de modo

general, comprende un aumento progresivo de la temperatura hasta un máximo de

unos 1550 ºC, seguido de un enfriamiento y de un período de estabilización en el que

la masa vítrea debe alcanzar la rigurosa homogeneidad térmica requerida para su

inmediata conformación.

El conjunto de esas cuatro etapas recibe el nombre de fusión del vidrio. Tal

denominación es incorrecta, ya que no se trata de una fusión propiamente dicha, sino

de una serie de reacciones que, tras la formación de distintas fases cristalinas,

conducen finalmente a una fase líquida. Por analogía con algunos procesos

metalúrgicos resultaría más propio hablar de fundición o, más correctamente, de

vitrificación o de formación de vidrio. Sin embargo, el extendido uso de ese término

en el lenguaje vidriero común hace muy difícil que pueda desarraigarse y ser

sustituido por otro.

31

Figura 3.1 Etapas básicas del proceso de producción de vidrio

(Blanco, 2008, capitulo 12, p.1)

Este proceso sufre pequeñas variaciones dependiendo del tipo de vidrio

fabricado, las etapas de conformado, enfriamiento y transformación.

Según la Comisión Nacional del Medio Ambiente (1999), los procesos de

formado de vidrio, más comunes son los que se presentan a continuación.

32

Fabricación de envases.

Soplado por boca: en la operación de soplado por boca, una varilla de hierro

hueca o “caña” es sumergida en un crisol que contiene el vidrio fundido, para recoger

una porción en la punta por rotación de la caña. El vidrio tomado, es enfriado a cerca

de 1000°C y rotado contra una pieza de hierro para hacer una preforma. La preforma

es entonces manipulada para permitir su estiramiento, nuevamente calentada y

soplada para que tome una forma semejante a la del artículo que se quiere formar,

siendo luego colocada en el interior de un molde de hierro o madera y soplada para

darle su forma final.

Fabricación semi-automática de botellas: al igual que en el soplado a boca, la

operación se inicia tomando una porción de vidrio en una varilla, la cual se hace fluir

en un molde de preformado hasta que ha entrado una cantidad suficiente, en ese

momento el vidrio es cortado con unas tijeras. En el fondo del molde de preforma se

encuentra un vástago destinado a realizar una abertura en la pieza, por la cual será

soplado aire que dará forma al producto. Una bocanada de aire a presión impulsa el

vidrio hacia arriba contra las paredes del molde de preforma y una placa ubicada en la

parte superior, hasta formar una preforma, siendo ésta una botella de paredes gruesas

y forma vagamente semejante al producto final. La preforma es entonces removida y

transferida al molde final, donde nuevamente será soplada hasta adquirir su forma

final. El molde es entonces abierto, y la botella removida y colocada en el túnel de

recocido.

Producción automática de envases: el principio de la producción automática es

exactamente el mismo que el descrito anteriormente. Dejándose caer el vidrio en el

molde como una gota. (p.8)

33

Fabricación de vidrio plano.

Procesos de flotación: en este proceso el vidrio es mantenido en una atmósfera

químicamente controlada a una temperatura suficientemente alta (1000 ºC) y por un

tiempo suficientemente largo como para que el vidrio fundido quede libre de

irregularidades y su superficie llegue a ser plana y paralela. En esta condición, el

vidrio es vertido sobre una superficie de estaño fundido, que al ser perfectamente

plana permite obtener también un producto de estas características. La lámina es

enfriada mientras aún avanza a lo largo del estaño fundido, hasta que la superficie

alcanza una consistencia suficientemente como para ser transportada sobre una cinta

sin que el vidrio quede marcado (aproximadamente 600ºC). La lámina entonces pasa

a través de un horno túnel de recocido, mientras es transportada camino a su

almacenaje, donde computadoras determinarán el corte de la lámina para satisfacer

las ordenes de los clientes.

Proceso de rodillo: el proceso consiste básicamente en hacer pasar un flujo

continuo de vidrio fundido a través de rodillos enfriados por agua.(p.9)

3.2.1.5 Reciclaje del vidrio.

En la industria de productos de vidrio, una buena oportunidad de prevención de

la contaminación es el uso de vidrio de desecho o reciclado, como parte de la materia

prima utilizada. Los fabricantes norteamericanos de vidrio usan típicamente un 30%

de material reciclado junto con otras materias prima en la fabricación de sus

productos.

Los envases de vidrio ofrecen excelentes oportunidades de reciclaje.

Suponiendo que ellos estén libres de cualquier suciedad u otros contaminantes, el

34

vidrio de envases puede ser reciclado una y otra vez sin producción de residuos o

pérdidas de su calidad.

Antes de que el vidrio de envases pueda ser reciclado, éste debe ser limpiado

concienzudamente. Suciedad, tierra, metales u otros contaminantes terminaran

causando problemas en la fábrica de vidrio. Estos pueden llegar a ser tan graves como

para tener que limpiar el horno de fundición, lo que significa una gran pérdida en

tiempo y dinero. Por lo tanto, es aconsejable gastar todo el tiempo necesario en

limpiar los envases, si es necesario empleando detergente, agua caliente y escobillas.

Las etiquetas que sean de papel pueden ser dejadas, ya que se quema con facilidad.

Sin embargo las etiquetas plásticas deben ser removidas.

Es recomendable la separación de los vidrios por color, café, verde y

transparente, ya que colores diferentes, así como objetos extraños presentan serios

problemas de contaminación en el horno. Para ayudar al proceso de clasificación, el

vidrio se puede separar por color en los puntos de recolección utilizando para ello

diferentes cajas. En nuestro país el vidrio es recolectado sin distinguir en colores,

realizándose la clasificación dentro de la industria que utilizara el material reciclado,

en ésta operación se separa básicamente el vidrio de color del transparente en forma

manual.

Beneficios del reciclado de vidrio.

Beneficios directos: una tonelada de vidrio reciclado permite ahorrar cerca de

1.2 toneladas de materias primas. Por cada tonelada de vidrio reciclado se ahorra

además, cerca de 35 litros de petróleo.

El uso de vidrio reciclado reduce los residuos líquidos generados en una planta

en cerca de un 50%, la contaminación del aire en cerca de un 20%, además de reducir

35

los desechos mineros generados por la extracción de materias prima en cerca de un

80%. También produce reducciones energéticas de cerca del 68%.

Beneficios indirectos: el reciclaje permite preservar una cantidad significativa

de recursos naturales y de materias primas necesarias para su fabricación. El uso de

reciclado ayuda a alargar la vida útil del horno debido a las menores temperaturas de

operación. El uso de vidrio reciclado preserva el espacio de los vertederos. Una gran

cantidad del vidrio reciclado de envases es usada para hacer nuevos envases. Sin

embargo, una de las ventajas del vidrio es que puede ser usado en una serie de otros

productos tal y como si fuera vidrio nuevo.

Proceso de reciclaje del vidrio.

Este proceso del reciclaje del vidrio, tiene un ciclo circular tal como se muestra

en la figura 3.2. Después del uso de este material, y si lo depositamos en los

contenedores verdes, el vidrio pasa por una fase de recogida, para su posterior

tratamiento en una planta de reciclaje. De esta sencilla forma, se logra que el vidrio

pueda tener muchas más vidas y por tanto se generara una menor cantidad de

residuos .Como ya se ha dicho, el vidrio no tiene límite en la cantidad de veces que

puede ser reciclado, sin perder además calidad, algo que sí pasa por ejemplo en el

reciclado del papel. Se estima que con el proceso de reciclar vidrio, se ahorra un 30%

de energía respecto a obtenerlo por primera vez.

36

Figura 3.2. Proceso de reciclaje del vidrio.

(http://www.inforeciclaje.com/reciclaje-vidrio.php)

En el caso que el vidrio se deba de tratar, este se tritura y se funde con arena,

hidróxido de sodio y caliza para fabricar nuevos productos que tendrán idénticas

propiedades. (Comisión Nacional del Medio Ambiente, 1999, p.28-29)

3.2.1.6 Usos de los residuos de vidrio.

Algunas de estas aplicaciones en que puede ser usado el vidrio de desecho son

las siguientes:

Abrasivo

El vidrio de envases y de otros productos puede ser usado como materiales para

arenado. El vidrio machacado puede utilizarse como un abrasivo para la pintura y

otros materiales de superficies duras. Muchas grandes organizaciones incluyendo la

Armada de Estados Unidos aprueban el uso de vidrio machacado como abrasivo. El

vidrio molido que es reciclado de botellas usadas no es tóxico y no contiene sílice

libre, haciéndolo seguro para proyectos de voladura. El vidrio machacado

37

proporciona un abrasivo que puede ser utilizado como un sustituto de la arena de

sílice. Tiene una dureza de 5,0 a 6,0 en la escala de dureza de Mohs, que significa que

es lo suficientemente fuerte como para remover la mayoría de los materiales. La

escala de dureza de Mohs es una escala utilizada para determinar la dureza de un

material que rasguña a otros materiales. Un diamante tiene una dureza de 10 en la

escala de Mohs, mientras que el talco tiene una dureza de 1. Muchos abrasivos que se

utilizan en proyectos de voladura tienen metales pesados como plomo y arsénico; el

vidrio machacado no contiene metales tóxicos.

Agregado sustituto

El reciclado es usado en cimiento de caminos, “vidrioasfalto” y el concreto. Los

científicos han encontrado que el vidrio machacado puede utilizarse como un relleno

en proyectos de concreto. El vidrio machacado es fuerte y estable y un uso muy

económico para el vidrio que previamente era enviado a los vertederos. Usar el vidrio

en lugar de arena, reduce la presión sobre la capacidad del vertedero y reduce los

costos asociados con proyectos concretos. Usar el vidrio triturado de color también

puede aumentar los usos estéticos del concreto ofreciendo colores más ricos,

profundos y naturales. El vidrio machacado no debilita la integridad del concreto y no

plantea problemas ambientales.

Aplicaciones decorativas

El vidrio reciclado puede ser usado en tejas cerámicas, joyas artesanales,

marcos de fotos y otros artículos decorativos.

38

3.2.2 Bloque hueco de concreto

Según norma COVENIN 42-82 el bloque hueco de concreto: “Es un elemento

simple de forma paralelepípedo octogonal con perforaciones paralelas a una de las

aristas”.

El bloque de concreto se define según la NTP 399.602 como la pieza

prefabricada a base de cemento, agua y áridos finos y/o gruesos, naturales y/o

artificiales, con o sin aditivos, incluidos pigmentos, de forma sensiblemente

prismática, con dimensiones modulares.

Las partes del bloque hueco de concreto son las paredes y los nervios. En la

figura 3.3 se ilustran las dimensiones del bloque y el eje de carga, así como los

espesores de paredes y nervios.

Figura 3.3 Bloque Hueco de concreto (COVENIN 42-82).

39

El bloque hueco de concreto tiene dos secciones, definidas por la norma de la

siguiente manera:

Sección bruta: es el área resultante de multiplicar las dos dimensiones que están

contenidas en el plano perpendicular a la carga.

Sección neta: es la sección bruta descontando el área máxima de los huecos.

3.2.2.1 Clasificación de los bloques huecos de concreto

La norma COVENIN 42-82 califica los bloques de la siguiente manera:

Según los agregados:

1. Pesados: bloques fabricados con agregados normales. El peso

unitario del concreto seco es mayor de 2000 kg/𝑚3.

2. Semipesados: bloques fabricados con una mezcla de agregados

normales y livianos. El peso unitario del concreto seco está entre

1400 kg/𝑚3 y 2000 kg/𝑚3.

3. Liviano: bloques fabricados con agregados livianos. El peso del

concreto seco es menor de 1400 kg/𝑚3.

Según su uso:

1. Tipo A: bloques para paredes de carga, expuestas o no a la humedad.

Estos a su vez se dividen en dos clases:

40

Clase A1: para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y

expuestas a la humedad.

Clase A2: para paredes exteriores, bajo o sobre el nivel del suelo y

no expuestas a la humedad.

2. Tipo B: bloques para paredes que no soportan cargas o para paredes

divisorias. Esos se dividen en dos clases:

Clase B1: para paredes expuestas a la humedad.

Clase B2: para paredes no expuestas a la humedad.

3.2.2.2 Propiedades de los bloques huecos de concreto

Propiedades físicas

Densidad: permite determinar si un bloque es pesado o liviano, además indica

el índice de esfuerzo de la mano de obra o de equipo requerido para su manipulación

desde su fabricación hasta su asentado.

Absorción: la absorción del agua se mide como el paso del agua, expresado en

porcentaje del peso seco, absorbido por la pieza sumergida en agua según la norma

COVENIN 42-82. Esta propiedad se relaciona con la permeabilidad de la pieza, con

la adherencia de la pieza y del mortero y con la resistencia que puede desarrollar.

Eflorescencia: son concentraciones generalmente blanquecinas que aparecen en

la superficie de los elementos de construcción, tales como ladrillos, rocas, concretos,

arenas, suelos, debido a la existencia de sales. El mecanismo de la eflorescencia es

simple; los materiales de construcción expuestos a la humedad en contacto con sales

41

disueltas, están sujetos a fenómenos de eflorescencia por capilaridad al posibilitar el

ascenso de la solución hacia los parámetros expuestos al aire; allí el agua evapora

provocando que las sales se depositen en forma de cristales que constituyen la

eflorescencia. (Arrieta, 2001)

Propiedades Mecánicas

Resistencia a la compresión: la propiedad mecánica de resistencia a la

compresión de los bloques de concreto, es el índice de calidad más empleado para

albañilería y en ella se basan los procedimientos para predecir la resistencia de los

elementos estructurales.

La resistencia a la compresión axial se determina mediante la aplicación de una

fuerza de compresión sobre la unidad en la misma dirección en que trabaja en el

muro. Durante el ensayo, debe tomarse como precaución el enrasa de la cara en

contacto con la cabeza de la prensa de compresión, para garantizar una distribución

uniforme de la fuerza. (Arrieta, 2001)

Propiedades acústicas y térmicas

Las transmisiones de calor a través de los muros son un problema que afecta el

confort y la economía de la vivienda en las zonas cálidas y frías debido al alto costo

que representa el empleo de aislantes o de calefacción, según sea el caso. Los bloques

tienen un coeficiente de conductividad térmico variable, en el que influyen los tipos

de agregados que se utilice en su fabricación y el espesor del bloque. En general, la

transmisión es mayor la que ofrece un muro de ladrillo sólido de arcilla cocida de

igual espesor. Se puede bajar la transmisión térmica de los muros revocándolos con

mortero preparados con agregados livianos de procedencia volcánica. En lo referente

a la absorción y a la transmisión del sonido, los bloques tienes capacidad de

42

absorción variable de un 25 % a un 50%; si se considera un 15% como valor

aceptable para los materiales que se utilizan en construcción de muros, la resistencia

de los bloques a la transmisión del sonido viene a ser superior a la de cualquier otro

tipo de material comúnmente utilizado. (Arrieta, 2001)

3.2.2.3 Usos de los Bloques huecos de concreto.

Los bloques huecos de concreto son elementos modulares, premoldeados,

diseñados para ser utilizados en albañilería confinada o armada. Entre sus principales

usos se pueden mencionar:

1. Muros y paredes exteriores e interiores de viviendas y edificaciones que no

soportan cargas.

2. Muros y paredes exteriores e interiores de viviendas y edificaciones que

soportan cargas.

3. Parapetos.

4. Muros de contención.

5. Sobrecimientos, etc.

3.2.2.4 Ventajas del uso de bloques huecos de concreto en la construcción

La construcción con bloques de hormigón presenta ventajas económicas en

comparación con cualquier otro sistema constructivo tradicional, las cuales se ponen

de manifiesto durante la ejecución de los trabajos y al finalizar la obra.

Estas ventajas se originan en la rapidez, exactitud y uniformidad de las medidas

de los bloques, resistencia y durabilidad, desperdicio casi nulo y sobre todo, por

constituir un sistema modular. Esta circunstancia permite computar los materiales en

la etapa de proyecto con gran certeza dichas cantidades se aproximarán a las

43

realmente utilizadas en obra. Esto significa que es muy importante la programación y

diagramación de todos los detalles, previamente a la iniciación de los trabajos.

Estas cualidades pueden desarrollarse tanto en viviendas unifamiliares como

en:

1. Edificios escolares

2. Edificios industriales y depósitos

3. Edificios en altura

4. Muros de sostenimiento

5. Piletas de natación y cisternas

6. Centros comerciales

7. Barreras antifuego, etc.

Si se compara un muro de bloques de hormigón con otro de espesor

equivalente, utilizando mampostería tradicional de ladrillo de campo o bloque

cerámico, se obtienen las siguientes conclusiones:

1. Menor costo por metro cuadrado de pared, originado en la menor cantidad

de mampuestos (12,5 bloques/m2), y al bajo precio por unidad.

2. Menor cantidad de mortero de asiento.

3. Mayor rendimiento de la mano de obra, debido a la menor cantidad de

movimientos necesarios para levantar un metro cuadrado. Esto se traduce en

una relación hora oficial y ayudante por m2 de pared

4. En caso de aprovechar la triple función del bloque (cerramiento, textura y

estructura) en la mampostería de hormigón reforzada, solo es necesario

44

contar con un único rubro de mano de obra, es decir el oficial albañil, ya

que las tareas de armado, colocación de los bloques y terminaciones, las

puede realizar sin el auxilio de los oficiales carpinteros y armadores.

5. Asimismo, el hecho de utilizar el bloque en su función estructural, agiliza

los trabajos y posibilita una mayor rapidez constructiva, ya que no será

necesario contar con los tiempos de encofrado y tiempos de espera para el

desencofrado de columnas, vigas, encadenados, etc. típicos de la

construcción tradicional de las alternativas de hormigón armado

independiente.

6. Disminuye las cantidades de hormigón a colar en obra, ya que al utilizar el

bloque como elemento integrante de la estructura, parte de ese hormigón ya

viene fraguado de fábrica (el del propio bloque).

7. Debido a la excelente terminación que presentan los bloques fabricados por

vibrocompresión, en equipos modernos de elevada potencia, es posible e

inclusive recomendable, dejarlos a la vista, con el consiguiente ahorro en

materiales y mano de obra correspondientes a las tareas de revoque y

terminación. Asimismo, el paramento interior puede mejorar su

terminación, aplicando directamente una capa de yeso. Esto se puede

realizar debido a que el paramento del bloque es un excelente revoque

grueso.

8. Por la existencia de las canalizaciones verticales de los bloques huecos, es

posible también programar y detallar las instalaciones de electricidad, sin

necesidad de canaletear, rompiendo la mampostería existente, tal como

sucede con la mampostería tradicional de ladrillos de campo o bloques

cerámicos. Esto implica una racionalización de estas tareas que redundan en

45

una economía de materiales, mano de obra y rapidez constructiva, sin

mencionar la prolijidad y presentación de la obra.

9. La posibilidad de contar con bloques alivianados permite diseñar

fundaciones y vigas portamuros menos robustas, lo que implica también

mayor economía. Las excelentes propiedades contra el fuego que presentan

los muros de bloques de hormigón, permiten, en algunos casos, disminuir

las primas de seguro contra incendio. (Arrieta, 2001)

Otras ventajas del uso de bloques huecos de concreto son el aislamiento

térmico, el aislamiento acústico y buen comportamiento frente al fuego.

3.2.3 Componentes de los bloques huecos de concreto

Los bloques huecos de concreto están compuestos por cemento, arena y agua.

3.2.3.1 Cemento

El cemento es el componente activo del concreto e influye en todas la

características de este material. Sin embargo, el cemento constituye aproximadamente

solo un 10% a un 20% del peso del concreto, siendo el 80% a 90% de materiales

restantes el que condiciona la posibilidad de que se desarrollen las propiedades del

concreto. En la práctica, también son decisivas la calidad de los agregados y las

proporciones entre los componentes.

De los componentes del concreto, el cemento es el más caro por unidad de

peso. Sin embargo, comparado con otros productos manufacturados, el cemento es un

material relativamente barato. En el valor de un kilogramo de este material se debe

considerar el costo de: la extracción de los minerales, de dos moliendas a un alto

46

grado de finura; una cocción a elevada temperatura (unos 1.450 ºC), el control

estricto de los procesos, la homogeneización, los cuidados ambientales, etc.

El cemento se obtiene a partir de materias primas abundantes en la naturaleza,

su elaboración se realiza en plantas industriales de gran capacidad, en donde debe ser

controlado estrictamente, lo que redunda en su calidad y en la confiabilidad que sobre

él pueda tener el usuario. (Porrero J, 2009, p.91)

Constitución del cemento

Cuando se habla del cemento, implícitamente se habla del cemento Portland o

cemento sobre la base de portland, ya que son los productos aglomerantes que se usan

casi exclusivamente con líneas estructurales. Para otros aglomerantes distintos

también empleados en construcción, se suele añadir a la palabra cemento, alguna otra

que lo especifique (cemento de escoria, cemento puzolánico, cemento

supersulfatado).

El cemento Portland o cemento simplemente, es una especie de cal hidráulica

perfeccionada. Se produce haciendo que se combinen químicamente unas materias de

carácter acido (sílice y alúmina principalmente) provenientes de arcillas, con otras de

carácter básico (primordialmente cal) aportadas por calizas. Esta reacción tiene lugar

entre las materias primas, finamente molidas, calentadas en hornos a temperaturas de

semifusión. El producto resultante no es una especie química o mineralógica única,

sino una mezcla compleja de minerales artificiales, cuyas denominaciones y formulas

se dan en la tabla 3.4

47

Tabla 3.4 Componentes mineralógicos del cemento Portland (Porrero J, 2009)

Componente Formula química Formula abreviada

Silicato tricálcico 3CaO-SiO2 C3S

Silicato dicálcico 2CaO-SiO2 C2S

Aluminato tricálcico 3CaO-Al2O3 C3A

Ferritoaluminio tetracálcico 4CaO-Al2O-Fe2O3 C4FA

Yeso CaSO4-2H2O Y

Álcalis Na2O+K2O N+K

Magnesia MgO M

Cal libre CaO+Ca(OH)2 C.L.

Residuo insoluble SiO2+R2O3 R.I.

Este material que sale del horno de la fábrica de cemento y que se llama

“Klinker” o “Clinker”, son trozos redondos, de mayor o menor tamaño , formados por

conglomerados debido a la semifusión a que estuvo sometido el polvo de las materias

primas iniciales. Este Clinker debe ser molido de nuevo a tamaños todavía menores

para potenciar la futura capacidad de reacción de los granos de cemento. Esta última

molienda se lleva a cabo conjuntamente con una pequeña porción de yeso. La

incorporación de yeso impide el fraguado instantáneo, regula el fraguado y el inicio

del proceso de endurecimiento al controlar las reacciones de hidratación temprana del

aluminato tricálcico, finalmente, el fino material resultante es el cemento tal como se

conoce, capaz de combinarse con agua y dar origen a productos hidratados que se

entraban íntimamente entre sí, adquiriendo las propiedades de resistencia y

durabilidad que le son características. En la figura 3.4 se muestra de forma

esquemática las diferentes etapas en la fabricación del cemento. (Porrero J, 2009,

p.91-92)

48

Figura 3.4 Esquema de las etapas de fabricación del cemento (Porrero J, 2009).

Tipos de cemento

Dentro de los límites generales de composición con los cuales se obtiene el

Clinker, se pueden establecer algunas variantes, las cuales dan lugar a productos de

características algo diferentes entre sí, que constituyen los distintos tipos de

cementos.

La Norma Venezolana COVENIN 28 "Cemento Portland. Especificaciones" y

la norteamericana ASTM C150, considera cinco tipos de cemento Portland, cuyas

características se presentan en la tabla 3.5 Los cementos que desarrollan rápidamente

49

sus resistencias se basan en una alta proporción de silicato tricálcico y aluminato

tricálcico; en definitiva, en composiciones altas en cal. Los cementos de moderado

calor de hidratación (usados para los grandes vaciados de concreto) y moderada

resistencia a los sulfatos (usados en caso de medios agresivos sulfatados) se basan

principalmente en la rebaja del contenido de aluminato tricálcico y en parte del

silicato tricálcico, es decir, combinaciones bajas en alúmina y cal. para los cementos

que deban tener esta resistencia a los sulfatos en más alto grado, el contenido de

alúmina se debe bajar más drásticamente, como contrapartida, los cementos con

capacidad resistente a los sulfatos ofrecen escasa defensa al paso de los iones de

cloruro y, por lo mismo, protegen menos el refuerzo mecánico.

El cemento de uso más extendido es el que corresponde al tipo I. en Venezuela

la mayor parte de la producción es de cemento portland de ese tipo, siendo mucho

menor la producción del tipo II, y solo ocasional tipo III. (Porrero J, 2009, p.96).

Tabla 3.5 Tipos de Cemento Portland, según COVENIN 28:1993 y ASTM C150

(Porrero J, 2009).

Tipo Características

Límites de la composición usual

promedio %

C3S C2S C3A C4FA

I Uso general 40-55 25-30 8-15 5-10

II Resistente los sulfatos y

40-50 25-35 8 10-15 bajo calor de hidratación

III Altas resistencias iniciales 50-63 15-20 3-15 8-12

IV Muy bajo calor de hidratación 25-35 40-50 <7 10-15

V Muy alta resistencia a los sulfatos 32-42 38-48 <5 10

En el caso de la fabricación de bloques huecos de concreto el cemento

comúnmente utilizado ese el tipo I.

50

3.2.3.2 Agregados

Los agregados son las partes del concreto que constituyen lo grueso del

producto terminado. Abarcan del 70 al 85% del volumen del concreto, y tienen que

estar gradados de tal forma que la masa total de concreto actúe como una

combinación relativamente sólida, homogénea y densa, con los tamaños más

pequeños actuando como un relleno inerte de los vacíos que existen entre las

partículas más grandes

Los agregados denominados también áridos o inertes, son fragmentos o granos,

usualmente pétreos, cuyas finalidades especificas son abaratar la mezcla y dotarla de

ciertas características favorables, entre las cuales se destaca la disminución de la

retracción de fraguado o retracción plástica.

Los agregados constituyen la mayor parte de la masa del concreto, ya que

alcanzan a representar entre el 70% y el 85% de su peso, razón por la cual las

propiedades de los inertes resultan ser tan importantes para la calidad final de la

mezcla.

Las características de los agregados empleados deberán ser aquellas que

beneficien el desarrollo deberán ser aquellas que beneficien el desarrollo de ciertas

propiedades en el concreto, entre las cuales destacan: la trabajabilidad, las exigencias

del contenido de cemento, la adherencia con la pasta y el desarrollo de resistencias

mecánicas. (Porrero J, 2009, p.61)

Éstos áridos pueden ser cualquier tipo de material pétreo que reúna las

condiciones según las Normas COVENIN 277; deben consistir en partículas durables,

limpias, resistentes y libres de productos químicos absorbidos, recubrimientos de

51

arcilla y otros materiales finos que pudieran afectar la hidratación y la adherencia a la

pasta del cemento.

Los agregados pueden ser gruesos o finos. El agregado fino, según la Norma

COVENIN 273-98 es aquella porción de agregado que pasa el cedazo de 3/8” (9,51

mm) y es retenido en el cedazo #200 (74μ). El agregado grueso, es aquella porción de

agregado retenida en el cedazo #4 (4,76 mm). En este caso particular, se emplea solo

agregado fino (arena).

Arena: está formada por granos naturales depositados por las aguas, en la

mayoría de los casos, las arenas se extraen de lugares próximos a los cursos actuales

de agua: meandros y lechos de ríos, lagunas, entre otros. El progresivo agotamiento

de las fuentes de obtención de las arenas, o las restricciones ambientalistas para su

explotación, tienden a generar escasez del material, por lo cual se ha empezado a

obtener arena a partir de la trituración de rocas.

De acuerdo a esto la Norma COVENIN 273-98 establece lo siguiente: “El

agregado fino obtenido por la trituración de una roca, piedra o escoria se conoce

comúnmente como arena manufacturada; si ese material pasa casi totalmente el

cedazo COVENIN 297 μm (#50) recibe el nombre de polvo de piedra”.

Propiedades y requisitos de calidad de los agregados

Para conocer la calidad de los agregados se deben efectuar ensayos cuyas

condiciones básicas generales son:

1. Deben realizarse sobre muestras representativas del yacimiento, y de

sus diferentes zonas.

52

2. Deben ser llevadas a cabo en laboratorios con personal y equipos

adecuados, siguiendo cuidadosamente los sucesivos pasos de un

procedimiento normativo.

No cumplir con estas condiciones básicas invalida la utilidad de la información

de los ensayos. (Porrero J, 2009, p.63).

Las propiedades y características principales de los agregados son las descritas

a continuación.

Absorción

Según la Norma COVENIN 273-98 es el incremento en la masa del agregado

debido al agua en los poros del material, pero sin incluir el agua adherida a la

superficie exterior de las partículas (agregado saturado y de superficie seca)

expresado como un porcentaje de la masa seca. Este valor se obtiene empleando los

métodos según la Normas COVENIN 268:78 para agregado respectivamente.

Granulometría

Se entiende por granulometría la composición del material en cuanto a la

distribución del tamaño de los granos que la integran. Esta característica decide, de

manera muy importante, la calidad de material para su uso como componente del

concreto. (Porrero J, 2009, p.63).

La granulometría y el tamaño máximo de agregado afectan las proporciones

relativas de los agregados así como los requisitos de agua y cemento, la

trabajabilidad, capacidad de bombeo, economía, porosidad, contracción y durabilidad

del concreto.

53

Los tamices utilizados para realizar el ensayo granulométrico y los porcentajes

pasantes recomendados según la norma COVENIN 255:98, para agregados finos se

muestran en la tabla 3.6

Tabla 3.6 Tamices utilizados y porcentajes pasantes

recomendados para agregados finos

(COVENIN 255:77).

Tamiz %Pasante

3/8” (9,51mm) 100

#4 (4,76 mm) 95-100

#8 (2,38 mm) 80-100

#16 (1,19 mm) 50-85

#30 (595 μm ) 25-60

#50 (297 μm) 10-30

#100 (149 μm) 2-10

#200 (75 μm ) 0-3

Las especificaciones granulométricas de la arena según la Norma COVENIN

277 y ASTM C33 se muestran en la figura 3.5

54

Figura 3.5 Especificaciones granulométricas de la arena

(Porrero J, 2009, p.64)

Cuando se trata de un agregado de procedencia específica cuya granulometría

no se conozca o deba ser verifica, se recomienda evaluar un número no menor de tres

a cinco muestras, a partir de estos resultados se puede obtener la granulometría

promedio y la dispersión, parámetros fundamentales para el diseño de la mezcla. Si se

trata de yacimientos muy heterogéneos habrá que aumentar el número de muestras

para permitir tener resultados estadísticamente confiables.

Además de la evaluación inicial, es necesario controlar la calidad

granulométrica del material durante el periodo de su utilización, lo cual se hace

también mediante ensayos repetidos a lo largo del tiempo, la frecuencia de estos

55

ensayos depende de la variabilidad del material, que debe ser analizado ante cualquier

cambio que se observe. Para obras que requieran un nivel de control excelente, no

habiendo alguna dificultad especial, los agregados quedaran bien controlados si se

ensaya una muestra de arena y otra de agregado grueso, por cada 500 m3 de concreto

colocado o por cada dos días de vaciado. (Porrero J, 2009, p.87).

Módulo de finura

La Norma COVENIN 273-98 define el módulo de finura como la suma de los

porcentajes retenidos acumulados (porcentaje más grueso) de una muestra de

agregado, dividida entre 100.Los cedazos que se utilizaran para determinar el módulo

de finura en los agregados son los COVENIN: 149 μm (#100); 297 μm (#50); 595

μm (#30); 1,19 mm (#16); 2,38 mm (#8); 4,76 mm (#4); 9,51 mm (3/8”); 19,00 mm

(3/4”); 38,10 mm ( 1 ½”); y los cedazos siguientes cuya abertura este en relación 2 a

1.

El módulo de finura es un número que indica el cedazo teórico a través del

cual pasa el 50% del material. Materiales de granulometría diferente pueden tener el

mismo módulo de finura. Dicho modulo sirve para detectar los cambios

granulométricos dentro de un mismo material.

Porrero (2009) define el módulo de finura de las arenas como un parámetro

que se obtiene sumando los porcentajes retenidos acumulados en los cedazos de la

serie normativa y dividiendo la suma entre 100, en cierto modo este valor es

representativo de la finura de la arena; se considera que el módulo de finura adecuado

de una arena para producir concreto dentro de una granulometría aceptable debe estar

entre 2.3 y 3.1 donde un valor menor de 2.0 indica una arena fina, 2.5 una arena

media y más de 3.0 una arena gruesa.

56

Por otra parte, el módulo de finura puede considerarse como el tamaño

promedio ponderado de un cedazo del grupo en el cual el material es retenido. Así

por ejemplo, un módulo cuyo valor sea 3.0 significa que el cedazo #30 es el tamaño

promedio; es decir el cedazo en el cual queda retenido el 50% del material. (Porrero J,

2009, p.71)

La clasificación de la arena según el módulo de finura para distintos tamaños de

granos se muestra en la tabla 3.7

Tabla 3.7 Clasificación de la arena según el módulo de finura (MF) (Porrero, 2009)

Fina Media Gruesa

MF < 2,0 2,0 ≤ MF ≤ 3,0 MF> 3,0

Humedad

La Norma COVENIN 273-98 define la humedad como el cociente entre la

masa de agua evaporada por secado hasta masa constante de una muestra de agregado

y la masa de la muestra de agregado seco, se da en porcentaje (%).

Esta humedad se encuentra en los agregados de maneras diferentes: una es

rellenando los poros y micro poros internos de los granos, y la otra es como una

película o capa envolvente, más o menos gruesa.

El agua interna de los granos no pasa al concreto como agua de mezclado; al

contrario, cuando los granos se encuentran muy secos, pueden absorber parte del agua

de la mezcla. El agua externa de los granos si pasa a formar parte del agua de la

mezcla, alterando sus proporciones. El punto de equilibrio entre el grano seco y el

húmedo se conoce como el estado de “agregado saturado con superficie seca”. Esta

57

condición no suele ser natural, sino que se logra en los laboratorios con un

procedimiento, que, si bien no exige alta tecnología, no resulta cómodo o fácil.

La humedad en exceso de este punto de equilibrio hace que, en un peso dado de

agregado, haya cierta porción del material diferente al solido; esa cantidad de agua se

incorporara a la mezcla. Por el contrario, la absorción de agua por diferencia entre el

grano seco y el saturado con superficie seca, puede retirar importantes cantidades de

agua de la mezcla. Estos aportes o retiros alteran consecuentemente la relación agua

cemento. (Porrero J, 2009, p.81)

Impurezas orgánicas en la arena

El contenido de material vegetal en el agregado fino pudiese resultar nocivo

para el concreto por hacer disminuir su resistencia, producir retrasos en el fraguado,

influir en el comportamiento de los aditivos y alterar la trabajabilidad de la mezcla.

Para determinar la presencia de compuestos orgánicos se utiliza el Método de Ensayo

Colorimétrico (Norma COVENIN 256:77).

Peso por unidad de volumen

El uso principal de las relaciones peso/volumen es para la selección y manejo

de los agregados, por lo que se relaciona, en cierta forma, con su calidad.

1. Peso unitario suelto: se determina llenando un recipiente de

volumen conocido y estable, con el agregado, dejándolo caer

libremente desde cierta altura. Después se pesa y se establece la

relación peso/volumen (Norma COVENIN 263, “Método de ensayo

para determinar el peso unitario del agregado” y ASTM C29). Este

dato es importante porque permite convertir pesos en volúmenes y

58

viceversa cuando se trabaja con agregados. La regularidad del peso

unitario, en una obra, sirve también para descubrir posibles cambios

bruscos en la granulometría o en la forma del agregado. (Porrero J,

2009, p.80).

2. Peso unitario compacto: se realiza mediante un proceso parecido al

anterior, pero compactando el material dentro del molde (Norma

COVENIN 263, “Método de ensayo para determinar el peso unitario

del agregado” y ASTM C29). Se usa en algunos métodos de diseño

de mezcla, como es el caso del American Concrete institute.

3. Peso específico: es el peso del volumen absoluto de la materia solida

del agregado, sin incluir huecos entre granos (Normas COVENIN

268 y COVENIN 269). Se usa para establecer la condición de

volumen en ciertos modelos de diseño de mezcla. (Porrero J, 2009,

p.81)

Tabla 3.8 Valores comunes de la relación Peso/volumen de los agregados.

(Porrero, 2009).

Propiedad Gruesos Arena

Peso unitario suelto (kg/L) 1,4 a 1,5 1,5 a 1,6

Peso unitario compactado (Kg/L) 1,5 a 1,7 1,6 a 1,9

Densidad (Peso específico) 2,5 a 2,7 2,5 a 2,7

Tamaño máximo

Se denomina tamaño máximo de un agregado al tamaño de sus partículas más

gruesas, medido como abertura del cedazo de menor tamaño que deje pasar el 95% o

59

más del material. Desde el punto de vista técnico, su relación con las características

de la mezcla es decisiva para la calidad y economía de esta. (Porrero J, 2009, p.67).

3.2.3.3 Agua

El agua es imprescindible en varias etapas de la elaboración del concreto:

mezclado, fraguado y curado. El agua de mezclado ocupa normalmente entre el 15%

y 20% del volumen de concreto fresco y, conjuntamente con el cemento, forman un

producto coherente, pastoso y manejable, que lubrica y soporta los agregados,

acomodable en los moldes. Simultáneamente esta agua reacciona químicamente con

el cemento, hidratándolo y produciendo el fraguado en su acepción más amplia, desde

el estado plástico inicial, pasando por lo que llamamos endurecimiento, hasta el

desarrollo de resistencias a largo plazo.

Por otra parte, el agua de curado es necesaria para reponer la humedad que se

pierde por evaporación luego que el concreto ha sido colocado, compactado y alisado

en su superficie; de esta manera se garantiza el normal desarrollo de las reacciones de

hidratación del cemento.

Tanto el agua de mezclado como el agua de curado deben estar libres de

contaminantes que puedan perjudicar el fraguado del concreto o que reaccionen

negativamente, en estado fresco o endurecido, con alguno de sus componentes o con

los elementos embutidos en el concreto, como tuberías metálicas o acero de refuerzo.

En zonas urbanas, se suele elaborar concretos utilizando agua potable, la cual se

considera exenta de materia orgánica y sólidos en suspensión, y cuyo contenido de

sales minerales totales es inferior a 0,25% (2.500 ppm) en peso. En general el agua

potable es adecuada para elaborar y curar el concreto aun cuando la coloración pueda

alterar el comportamiento de los aditivos y la evolución de las resistencias.

60

El agua de pozos, ríos y lagos, antes de su utilización debe ser evaluada física y

químicamente en un laboratorio competente. Posteriormente debe ser verificada al

menos dos veces al año, durante la estación seca y la de lluvias, o cuando varié

sensiblemente el caudal o el aforo de la fuente, porque las concentraciones de sales,

azucares y otros contaminantes pueden variar. Además debe investigarse el vertido de

aguas servidas y desechos aguas arriba del sitio de toma y conocer si son estacionales

para poder planificar el cronograma de ensayos. (Porrero J, 2009, p.113)

Agua de mezclado

La Norma COVENIN 2385:2000 define el agua de mezclado como el agua que

se añade a las mezclas de concreto o de mortero para darles la fluidez necesaria para

manejarlas y colocarlas y que después reaccionará en parte con el cemento dándole a

la mezcla las propiedades resistentes.

El agua de mezclado cumple dos funciones, hidratar el cemento y proporcionar

fluidez y lubricación al concreto, se estima que, en condición de ambiente saturado, el

agua requerida para hidratación equivale al 25% del cemento; el resto se evapora. La

porción evaporada después de que el concreto ha sido compactado y alisado, es la

causante de la retracción de secado y de la formación de conductos capilares que

interconectan poros; estos se llenan parcialmente de aire y producen concretos menos

resistentes y menos durables, por lo que debe usarse el menor volumen de agua que

sea posible para obtener la fluidez requerida.

Ciertas impurezas en el agua pueden causar reacciones perjudiciales al concreto

o alteraciones en sus propiedades de trabajabilidad, tiempos de fraguado, resistencias

mecánicas, adherencia, permeabilidad, durabilidad (disgregación, corrosión de

61

elementos metálicos) y de aspecto (eflorescencia, decoloración). (Porrero J, 2009,

p.114).

Agua de curado

La hidratación del cemento comienza al contacto con el agua de mezclado,

desde la superficie de cada grano de cemento hacia el interior; es un proceso muy

rápido en los primeros minutos y horas, que se prolonga por varios meses y años,

siempre que haya humedad suficiente. Durante las primeras horas hay reserva

suficiente de agua en el concreto y, luego, se pierde progresivamente por

evaporación; primero desaparece el agua de exudación, que es la capa superficial

brillante que se observa al realizar la compactación del concreto y, ya semi-

endurecido el concreto, hay una migración y evaporación del agua interna necesaria

para la reacción del cemento.

La falta de un ambiente saturado impedirá que el cemento se hidrate totalmente

y que el concreto alcance la resistencia esperada, además de favorecer e incrementar

la retracción plástica. Este último efecto producirá aumentos en el ancho de las

grietas de secado, que (anillan la entrada de los agentes agresivos eventual mente

presentes en el medio ambiente.

Usualmente, los requerimientos para el agua de curado son menos exigentes

que para el agua de mezclado, porque la primera está en contacto por un periodo

relativamente corto, solamente en la superficie y después que el concreto ha

alcanzado un cierto grado de endurecimiento, lo que impide que los contaminantes

potencialmente presentes en el agua de curado, afecten las reacciones iniciales del

cemento. Por lo general, el agua que es adecuada para el mezclado es adecuada para

el curado, sin embargo debe considerarse que, al producirse la evaporación del agua

sucesivamente rociada sobre el concreto, las posibles impurezas van a depositarse

62

sobre su superficie en concentraciones cada vez mayores, por lo tanto si el agua

contiene, por ejemplo, materia orgánica o ferrosa, puede causar manchas

superficiales. (Porrero J, 2009, p.115).

3.2.4 Morteros

Según Jiménez, es una mezcla o argamasa utilizada en construcción para

adherir y adosar elementos en una albañilería, recubrir o estucar paramentos o pisos y

fabricar “autoconformados”. Los morteros son mezclas plásticas aglomerantes, que

resultan de combinar arena y agua con un aglutinante tal como el cemento Portland y

otros. El mortero de cemento Portland es un mortero en el que se utiliza cemento

como conglomerante. Los morteros pobres o ásperos, son aquellos que tienen poca

cantidad de cemento, siendo muy difíciles de trabajar. Por otro lado, los morteros que

tienen gran cantidad de cemento se retraen y producen fisuras, además de ser de

mayor costo. Estos factores hacen necesario buscar una dosificación adecuada. La

falta de trabajabilidad de los morteros puede corregirse añadiendo aditivos que sean

plastificantes. También pueden mejorarse con la adición de otro tipo de materiales

más corrientes, como es el caso de la cal, o modificando la dosificación del mortero.

Las mezclas de mortero deben ser homogéneas y sus componentes se deben

utilizar en unas proporciones. Sea cualquiera la aplicación de los morteros, éstos no

deben experimentar segregación alguna y su calidad debe tener las siguientes

propiedades tanto en estado fresco como en estado endurecido: a) Una trabajabilidad

determinada, es decir, una facilidad de puesta en obra para cada caso particular. Ya

que los morteros deben ser suficientemente trabajables durante un cierto periodo de

tiempo sin necesidad de tener que añadirle agua; b) Una capacidad de retención de

agua dada; c) Una adherencia óptima al soporte y resistencia a la figuración; d) Una

retracción mínima y a veces controlada, así como una absorción de agua especificada

para cada caso; e) Unas resistencias mecánicas apropiadas; y f) Una estabilidad

63

adecuada capaz de resistir las condiciones del medio en donde se vayan a encontrar,

de tal modo que mantenga su integridad estructural, su apariencia externa y que su

duración persista teniendo en cuenta las condiciones de mantenimiento.

3.2.4.1 Clasificación de los morteros

Los morteros pueden clasificarse según varios aspectos, mencionados a

continuación.

Según los agregados finos

Ordinarios: confeccionados con arena corriente.

Ornamentales: confeccionados con agregados finos especiales (espejuelos,

escorias, mármol y/o tierras de colores).

Clavar: a base de aserrín, livianos, preparados con espuma de cemento y

agregados finos limosos, de pómez, de escoria y otros.

Según tamaño del agregado fino

Finos: usados para grautear en elementos livianos.

Medianos: usados para grautear y en estucos.

Gruesos y muy gruesos: usados para estucos gruesos y para pegar ladrillos o

bloques en albañilería y para prefabricados.

64

Según el modo de aplicación

Se clasifican en prefabricados a presión, percusión o vibración, colocados a

mano, colocados a pistola, colocados en obra a presión, morteros “pre pack” para

rellenos de esqueletos pétreos pre moldeados.

Según la consistencia o dosis de agua:

Esta clasificación se refiere al porcentaje de agua presente en la mezcla como se

muestra en la tabla 3.9.

Sólidos: aglutinan bajo presión y se desintegran en la caída, usados en

elementos de construcción como bloques, tubos, baldosas y otros elementos.

Plásticos: estos se dejan moldear y son los únicos que se deben usar en estucos

y albañilería.

Fluidos: estos se adaptan fácilmente a los moldes bajo la acción de ligeros

golpes y suelen aplicarse en inyecciones.

Sopas de arena: estas no deben usarse en obra.

Tabla 3.9 Clasificación de los morteros

según la consistencia o dosis de

agua. (Jiménez, 2004).

Consistencia % Agua

Polvo 0-1,5

Solido rígido 1,5-15

Solido Plástico 15-30

Plástico 30-50

Fluido 50,70

65

Según dosis de cemento

Tabla 3.10 Clasificación de los morteros según la dosis de cemento

(Jiménez, 2004).

Clasificación Dosificación Usos

Muy pobres 1:10 Se usan en bloques para muros no resistentes.

Pobres 1:5,5 Se usan bloques y albañilería gruesa

Medianos 1:4,5 Albañilerías ordinarias.

Regular 1:3,5 Albañilerías delgadas y estucos.

Normal 1:3 Estucos exteriores, albañilerías muy delgadas

y tabiques.

Rico 1:2 Obras especiales.

Muy rico 1:1 Casos especiales.

3.2.5 Requisitos de la norma COVENIN 42-82 para la fabricación de

bloques huecos de concreto

3.2.5.1 Apariencia y acabado

Los bloques deben ser sólidos y libres de grietas que no sean las especificadas

a continuación.

Para bloques Tipo A: no deben presentar grietas paralelas a la carga. Si

aparecen imperfecciones estas no deben ser más del 5% del pedido, siempre

y cuando las grietas perpendiculares a la carga no tengan una longitud

mayor de 2,5 cm.

Para bloques Tipo B: pueden presentar grietas menores en la fabricación o

fragmentos producidos en el manejo.

66

3.2.5.2 Dimensionales

Las dimensiones de largo, alto y ancho, usuales de los bloques huecos de

concreto, se indican en tabla 3.11. Pueden fabricarse bloques con otras dimensiones

siempre y cuando cumplan con lo especificado en la norma COVENIN 42-82.

Tabla 3.11 Dimensiones de los bloques de concreto (COVENIN 42-82).

Denominación ordinaria

(cm)

Dimensiones normales

(cm)

Dimensiones modulares

(cm)

10 39x19x9 40x20x10

15 39x19x14 40x20x15

20 39x19x19 40x20x20

25 39x39x24 40x20x25

30 39x19x29 40x20x30

Los espesores mínimos para paredes nervios de bloques se especifican en las

tablas 3.12 y 3.13. La tolerancia máxima en cualquier dimensión es de 0,3cm.

Tabla 3.12 Espesores mínimos para bloques Tipo A. (COVENIN 42-82).

Tipo de bloque Espesor de pared (cm) Espesor de nervios (cm)

10 1,9 1,9

15 2,2 2,2

20 2,5 2,5

25 2,8 2,8

30 3,2 2,8

Tabla 3.13 Espesores mínimos para bloques tipo B. (COVENIN 42-82).

Tipo de bloque Espesor de pared (cm) Espesor de nervios (cm)

10 1,3 1,3

15 1,5 1,5

20 1,7 1,7

25 1,9 1,9

30 2,2 1,9

67

3.2.5.3 Químicos

Absorción del agua: la máxima absorción determinada de acuerdo al ensayo

especificado en la Norma COVENIN 42-82 para cada tipo de bloque, se

indica en la tabla 3.14.

Tabla 3.14 Absorción Máxima. (COVENIN 42-82).

Tipo de Bloque Pesado

%

Semipesado

%

Liviano

%

A1-A2 y B1 14 16 12

B2 No tiene ensayo de absorción 20

3.2.5.4 Mecánicos

Resistencia a la compresión: la resistencia mínima a la compresión,

determinada de acuerdo a lo especificado en la norma COVENIN 42:82, a

los 28 días de fabricados, es la indicada en la tabla 3.15.

Tabla 3.15 Resistencia a la compresión (COVENIN 42-82).

Tipo de Bloque Promedio

3 bloques (Kg/𝒎𝟑)

Mínimo

1 bloque (Kg/𝒎𝟑)

A1 70 55

A2 50 40

B1-B2 30 25

Los bloques después de ser convenientemente curados por medio de métodos

aprobados, deben tener una resistencia a la compresión igual o mayor al 80% de los

valores especificados en la tabla 3.15.

68

3.3 Definición de términos básicos

Adhesión: es la propiedad de la materia por la cual se unen y plasman dos

superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se

mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.

Aditivo: agregado adicional soluble en agua, que se adiciona durante el

mezclado del concreto con el fin de modificarlo y mejorarlo.

Aglomerante: son materiales capaces de unir fragmentos de una o varias

sustancias y dar cohesión al conjunto por métodos exclusivamente físicos.

Agregados: son componentes derivados de la trituración natural o artificial de

diversas piedras, y pueden tener tamaños que van desde partículas casi invisibles

hasta pedazos de piedra.

Cedazo: utensilio que se emplea para separar materiales de diferente grosor. Se

conoce como tamiz al cedazo muy tupido generalmente utilizado para la

determinación de curvas granulométricas en varios materiales. En los laboratorios de

suelos se utilizan series estandarizadas de tamices.

Cimentación: se le denomina al conjunto de elementos estructurales cuya

misión es transmitir las cargas de la edificación o elementos apoyados a este

al suelo distribuyéndolas de forma que no superen su presión admisible ni produzcan

cargas zonales.

Cristalización: se define como el proceso en virtud del cual, a partir de una

fase estructuralmente desordenada, se forma una fase sólida estable, con una

69

ordenación geométrica regular, que puede tener o no la misma composición que la

fase líquida original.

Concreto: concreto y hormigón son sinónimos; es un material

compuesto empleado en construcción, formado esencialmente por un aglomerante al

que se añade partículas o fragmentos de un agregado, agua y aditivos específicos.

Conglomerante: material capaz de unir fragmentos de uno o varios materiales

y dar cohesión al conjunto mediante transformaciones químicas en su masa que

originan nuevos compuestos.

Dosificación: establece las proporciones apropiadas de los materiales que

componen un concreto, a fin de obtener la manejabilidad, resistencia y durabilidad

requeridas, o bien para obtener un acabado o adherencia correctos.

Ensayo: ensayo y prueba son sinónimos; es el acto de someter a un espécimen,

probeta o parte de un material a una serie de análisis que permitan conocer sus

características o propiedades.

Fraguado: el fraguado es el proceso de endurecimiento y pérdida de

plasticidad del hormigón (o mortero de cemento).

Mampostería: le llamamos mampostería al sistema de construcción que

consiste en levantar muros a base de bloques que pueden ser de arcilla cocinada,

piedra o concreto entre otros. Actualmente se unen utilizando un mortero de cemento

y arena con un poco de agua, en las proporciones adecuadas.

Molienda: se refiere a la pulverización y a la dispersión del material sólido.

70

Morteros: es una mezcla de conglomerantes inorgánicos, áridos y agua, y

posibles aditivos que sirven para pegar elementos de construcción tales como

ladrillos, piedras, bloques de hormigón, etc. Además, se usa para rellenar los espacios

que quedan entre los bloques y para el relleno de paredes. Los más comunes son los

de cemento y están compuestos por cemento, agregado fino y agua.

Pétreo: es aquel material proveniente de la roca, piedra o peñasco;

regularmente se encuentran en forma de bloques, losetas o fragmentos de distintos

tamaños, esto principalmente en la naturaleza, aunque de igual modo existen otros

que son procesados e industrializados por el hombre.

Residuo: es cualquier material que su productor o dueño considera que no

tienen valor suficiente para retenerlo.

Segregación: el término segregar hace referencia a apartar, separar a alguien de

algo o una cosa de otra.

Trabajabilidad: La propiedad de la mezcla de concreto que determina su

facilidad de ser moldeada, colada y acabada.

Vertedero: es una estructura hidráulica destinada a propiciar el pase, libre o

controlado, del agua en los escurrimientos superficiales, siendo el aliviadero en

exclusiva para el desagüe y no para la medición

Vítreo: hecho de vidrio o que tiene sus propiedades.

71

CAPÍTULO IV

METODOLOGÍA DE TRABAJO

4.1 Tipos de investigación

Los tipos de investigación adoptados en la realización del presente proyecto,

son la investigación descriptiva y la investigación exploratoria.

Según Arias, F. (2006), la investigación descriptiva consiste en la

caracterización de un hecho o fenómeno estableciendo su estructura o

comportamiento (p.24). En este sentido esta es una investigación descriptiva ya que

de acuerdo al problema planteado referido al análisis del comportamiento mecánico

de bloques huecos de concreto utilizando como agregado adicional para su diseño

residuos de vidrios industriales en diferentes proporciones, en ella se describen y

detallan procedimientos llevados a cabo, con la finalidad de estudiar las variaciones

en las propiedades de los bloques realizados con distintas dosificaciones y comparar

sus características con las de un bloque de concreto convencional.

Por otra parte, esta investigación también puede ser considerada exploratoria

por tratarse de un tema poco desarrollado o estudiado, tal como lo define Sabino, C.

(1992):

“Este tipo de investigación se realiza especialmente cuando el tema elegido ha

sido poco explorado, cuando no hay suficientes estudios previos y cuando aún, sobre

él, es difícil formular hipótesis precisas o de cierta generalidad.” (p. 45).

72

4.2 Diseño de la investigación

El diseño de investigación del presente estudio es de dos tipos, el diseño de

investigación de campo y el diseño de investigación experimental.

Según Tamayo (2007) señala que el diseño de campo ocurre: “Cuando los

datos se recogen directamente de la realidad, por lo cual los denominamos primarios,

su valor radica en que permiten cerciorarse de las verdaderas condiciones en que han

obtenido los datos, lo cual facilita su revisión o modificación en caso de surgir dudas”

(p.110).

Esta investigación tiene un diseño de campo debido a que se tiene que ir al

sitio de recolección de muestras de desechos de vidrios, además de trasladarse a los

laboratorios a realizar los respectivo ensayos, por lo tanto los datos serán recolectados

de forma directa en el sitio donde se realizara el estudio lo que permitirá obtener los

resultados más cercanos a la realidad.

En lo que se refiere a la investigación experimental Sabino, C. (1992) señala:

“Un experimento consiste en someter el objeto de estudio a la influencia de ciertas

variables, en condiciones controladas y conocidas por el investigador, para observar

los resultados que cada variable produce en el objeto”. (p.73).

Esta investigación también tiene un diseño experimental porque en esta serán

sometidos a diferentes ensayos los distintos materiales utilizados para la fabricación

de los bloques así como los bloques mismos una vez terminados, con la finalidad de

determinar sus propiedades.

73

4.3 Población de la investigación

Tamayo (2003), “El proceso de la investigación Científica” define la población

como la “totalidad de un fenómeno de estudio, incluye la totalidad de unidades de

análisis o entidades de población que integran dicho fenómeno y que debe

cuantificarse para un determinando estudio integrando un conjunto N de entidades

que participan de una determinada característica, y se le denomina población por

constituir la totalidad del fenómeno adscrito a un estudio o investigación”.

Para Risquez, Fuenmayor y Pereira (1999) “Metodología de la investigación”,

es “el conjunto total finito o infinito de elementos o unidades de observación que se

consideran en un estudio, o sea que es el universo de la investigación sobre el cual se

pretende generalizar los resultados”.

Cabe destacar que una población no le corresponde el mismo significado que el

universo, tienen distinto contenido con respecto a los resultados que arrojan,

simplemente a la población se considera subconjunto del universo. De esta manera se

clasifican en dos categorías, población finita y población infinita.

La población de esta investigación está definida por los bloques huecos de

cemento con agregado adicional de vidrio triturado. Este se considera como el

elemento del cual se desea obtener información, características, propiedades, entre

otros, permitiendo así facilitar la búsqueda y obtención de resultados. Se considera

población finita porque el estudio es aplicado a un solo fenómeno, mencionado

anteriormente, rigiéndose por el criterio que dice, si existen menos de 100 elementos

la población es finita.

74

4.4 Muestra de la investigación

Los autores Hernández, Fernández y Baptista (2006), “Metodología de

Investigación” establecen que “la muestra es, en esencia, un subgrupo de la

población. Digamos que es un subconjunto de elementos que pertenecen a ese

conjunto definido en sus características al que llamamos población”.

La muestra también se define como que “a partir de la población cuantificada

para una investigación se determina la muestra, cuando no es posible medir cada una

de las entidades de la población; esta muestra, se considera, es representativa de la

población.

La muestra descansa en el principio de que las partes representan el todo y por

tanto refleja las características que definen la población de la cual fue extraída, lo cual

nos indica que es representativa. Es decir, que para hacer una generalización exacta

de una población es necesaria una muestra totalmente representativa y, por lo tanto, la

validez de la generalización depende de la validez y tamaño de la muestra”.

En base a lo expresado anteriormente, se deduce que la muestra, son los

bloques huecos de cemento con agregado adicional de vidrio triturado, en este caso

no se presenta como un conjunto de la población, sino como un elemento único

representativo de ella, es decir la muestra de esta investigación es igual a la

población.

4.5 Técnicas e instrumentos de recolección de datos

Se explica aquí el procedimiento, lugar y condiciones de la recolección de

datos.

75

Esta sección es la expresión operativa del diseño de investigación, la

especificación concreta de cómo se hará la investigación de acuerdo a Tamayo

(2003), “El proceso de la investigación Científica”.

4.5.1 Técnicas de recolección de datos

Según Fidias arias (1999), “El Proyecto de Investigación”, Las técnicas de

recolección de datos son las distintas formas o maneras de obtener la información.

Son ejemplos de técnicas; la observación directa, la encuesta en sus dos

modalidades (entrevista o cuestionario), el análisis documental, análisis de contenido,

entre otras.

Basándose en dicha definición, se debe conocer las características del de los

materiales que componen el bloque, diseñar distintas mezclas para su fabricación,

realizarle los ensayos para observar el comportamiento, con el fin de determinar sus

resistencias y materiales.

Las técnicas a seguir para la obtención de datos en esta investigación son la

observación directa, entrevista no estructurada, lectura y análisis de documentos.

4.5.1.1 Revisión y análisis de documentos

“La observación documental se concibe como una lectura general de los textos

que poseen las fuentes de información de interés para el investigador, y que permiten

extraer los datos que le sean de utilidad para la investigación”, Mirian Balestrini

(1998) “Como se elabora el Proyecto de Investigación”.

76

En base a lo expresado, se debe investigar en los libros, en manuales, proyectos

nacionales e internacionales directamente relacionados al estudio de bloques huecos

de cemento, así como también normas sobre los materiales y la fabricación de estos, a

fin de poder realizar un análisis de toda la información documental para determinar

cuáles son los componentes de los bloques huecos de cemento con agregado adicional

de vidrio triturado.

4.5.1.2 Observación directa

Tamayo (2003), “El proceso de la investigación Científica”, define la

observación directa como “aquella en la cual el investigador puede observar y recoger

datos mediante su propia observación”.

Basándose en esta definición, se puede obtener mediante la observación de los

bloques distintos comportamientos y características en base a los ensayos que se le

aplican.

4.5.1.3 Entrevistas indirectas

Implementando esta herramienta se logró obtener información proveniente de

expertos en la materia, tales como: tutor académico, técnicos de laboratorio,

ingenieros y otros profesionales conocedores del tema a estudiar.

4.5.2 Instrumentos de recolección de datos

Se utilizaron distintos instrumentos para llevar a cabo el estudio, entre los

cuales están:

77

1. Equipos e instrumentos de laboratorio utilizados para los distintos ensayos,

tales como balanzas, tamices, trompo, formaleta de bloque, horno, máquina

para ensayo de resistencia a la compresión, cuchara, pala, entre otros.

2. Planillas para la tabulación de los datos obtenidos en laboratorio.

Figura 4.1. Tamices para el ensayo de

granulometría.

Figura 4.2 Balanza digital.

78

Figura 4.3 Horno.

Figura 4.4 Máquina para ensayo de resistencia a la

Compresión.

79

Figura 4.5 Trompo

Figura 4.6 Formaleta de bloque

4.6 Flujograma de la metodología de trabajo

En el presente estudio referido al análisis del comportamiento mecánico de

bloques huecos de concreto utilizando como agregado adicional para su diseño

residuos de vidrios industriales se definió un flujograma de las diferentes etapas a

seguir, el cual permitió el correcto desarrollo de los objetivos planteados. La

metodología utilizada comprende recopilación de información, trabajo de laboratorio

y trabajo de oficina cada etapa con sus respectivas actividades mostradas en la figura

4.7.

80

Figura 4.7. Flujograma de la metodología de trabajo.

Selección y delimitación del

tema de investigación

Recopilación de información

Análisis e interpretación de los resultados

Elaboración del informe final

Trabajo de

Laboratorio .

ecopilación

de

información

sobre el tema

Estudio de las

propiedades de los

agregados

Granulometría, humedad,

Densidad y Absorción, Peso

unitario

Diseño de mezcla

patrón y modificada

Elaboración de bloques

patrón y modificados

Curado y secado de

los bloques

Ensayos de calidad de

los bloques

Resistencia a la

compresión, Absorción,

prueba de fuego.

Trabajo de

oficina

Procesamiento de datos

Conclusiones y recomendaciones

81

4.6.1 Recopilación de información sobre el tema

Se realizó la búsqueda de información relacionada al tema de estudio, que

permitiera desarrollar las bases teóricas, y tener mayor información sobre el tema

para una mejor comprensión del mismo. Se revisaron libros de texto, trabajos de

grado, información en Internet y normas venezolanas relacionadas con el tema del

presente trabajo de grado.

Además de recopilación bibliográfica del tema, se realizaron visitas

preliminares a una bloquera para obtener información sobre el proceso de fabricación

de bloques, así como visitas preliminares al laboratorio para obtener información

preliminar sobre los distintos ensayos a realizar.

Se realizaron entrevistas no estructuradas a técnicos y personal obrero con lo

que se obtuvo información detallada sobre la metodología utilizada para el proceso

de fabricación de los bloques, su correcto almacenaje y curado. Estas visitas y

entrevistas también aportaron datos preliminares en cuanto a dosificaciones para el

diseño de mezclas para bloques, así como consejos y procedimientos para la correcta

realización de los distintos ensayos de laboratorio.

4.6.2 Estudio de las propiedades de los agregados

La calidad de los agregados es de suma importancia para el diseño de mezclas

de concreto, por lo que se le deben realizar ciertos ensayos establecidos por las

Normas COVENIN para verificar que cumplan con las características y propiedades

establecidas en dichas normas.

82

4.6.2.1 Granulometría

Arena

Al material seleccionado se le realizó el estudio granulométrico según establece

la Norma COVENIN 255:1998 “AGREGADOS. DETERMINACIÓN DE LA

COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA”, para verificar que la arena cumpliera con

lo establecido en dicha norma. El procedimiento utilizado es el descrito a

continuación:

1. Se seleccionó una muestra de agregado haciendo uso de un cuarteador

procurando que la muestra resultante fuese representativa del agregado total.

2. Se ordenaron los cedazos de diferentes aberturas estandarizadas según la

Norma COVENIN 254:1998 “CEDAZOS DE ENSAYO” en el orden

respectivo de acuerdo al tipo de agregado

3. Se colocó la muestra del agregado en el cedazo superior y se procedió a un

tamizado manual.

4. Seguidamente la cantidad de agregado retenido en cada uno de los tamices

fue pesada haciendo uso de una balanza y posteriormente vaciados en la hoja

de datos para realizar los cálculos correspondientes.

5. Se tomaron 500 gramos del material pasante del tamiz #4, se procedió

aplicarle agua y frotarlo en un recipiente para luego verter el líquido en el

tamiz #200, esto con el fin de remover las impurezas y toda partícula ultra

fina. Este proceso se repitió cinco veces.

83

6. Seguidamente la muestra fue colocada en el horno para secarla totalmente.

7. Se retiró la muestra del horno, para colocarla en el cedazo superior y

realizar el tamizado manual nuevamente.

8. Posterior a esto, la cantidad de agregado retenido en cada uno de los

tamices fue pesada haciendo uso de una balanza para proceder a ser

vaciados en la hoja de datos para realizar los cálculos correspondientes.

Figura 4.8 Instrumentos para el ensayo de granulometría de la arena.

Vidrio

El vidrio triturado utilizado se le realizo un ensayo granulométrico siguiendo lo

establecido en la Norma COVENIN 255:1998 “AGREGADOS. DETERMINACIÓN

DE LA COMPOSICIÓN GRANULOMÉTRICA”.

84

1. Se tomaron grandes cantidades de vidrio reciclable para transformarlas en

partículas más pequeñas similares a la de la arena, esto haciendo uso de

mandarrias.

2. Una vez recolectado todo el vidrio se colocó el material en el cedazo

superior y se procedió a realizarle un tamizado manual.

3. Se procedió al pesado de cada uno de los cedazos haciendo uso de la

balanza a fin de realizar la curva granulométrica correspondiente.

4. Este proceso se realizó repetidas veces a fin de obtener partículas de la

arena que estuvieran dentro de los límites establecidos en la norma

COVENIN para agregados finos.

.

Figura 4.9 Triturado de vidrio

85

Figura 4.10 Tamizado del vidrio.

4.6.2.2 Peso unitario suelto y compacto

Se calculó el peso unitario suelto y compacto de la arena seleccionada para el

diseño de la mezcla de mortero según lo establecido en la Norma COVENIN 263-78

“MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR EL PESO UNITARIO DEL

AGREGADO”.

El ensayo para determinar el peso unitario suelto del agregado se realizó de la

siguiente manera:

1. Se calibró el recipiente de volumen y masa conocida en la balanza.

2. Se colocó el agregado dentro del molde utilizando una pala dejando caer el

material a una altura aproximada o no mayor de 5 cm.

86

3. Se retiró la cantidad excedente de material haciendo uso de una barra.

4. Se pesó el molde con la muestra. Esta secuencia se repitió hasta obtener

cuatro resultados y se tomó el promedio de los mismos.

En el ensayo para determinar el peso unitario compacto del agregado se

procedió de la siguiente manera:

1. Se calibró el recipiente de volumen y masa conocida en la balanza.

2. La muestra fue colocada dentro del molde conformando tres capas de

aproximadamente de un tercio de la altura del mismo, cada capa fue

compactada mediante el uso de una barra compactadora aplicando 25 golpes

uniformemente distribuidos sobre su superficie, cabe destacar que se aplicó

la fuerza suficiente para que la barra compactadora no penetrara las capas

inmediatas inferiores.

3. Se retiró la cantidad excedente de material haciendo uso de una barra.

4. Se pesó el molde con la muestra. Esta secuencia se repitió hasta obtener

cuatro resultados y se tomó el promedio de los mismos.

Para determinar el peso unitario suelto y compacto se hizo uso de la ecuación

(4.1)

𝑃𝑈 =𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙−𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒

𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 (4.1)

87

Dónde:

𝑃𝑈 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑢𝑛𝑖𝑡𝑎𝑟𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎.

𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑜𝑙𝑑𝑒 + 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎.

Figura 4.11. Instrumento para el ensayo de peso

unitario.

Figura 4.12. Ensayo de peso unitario.

88

4.6.2.3 Densidad y absorción

Los ensayos de densidad y absorción del agregado fino están establecidos en La

Norma COVENIN 268:1998 “AGREGADO FINO. DETERMINACIÓN DE LA

DENSIDAD Y LA ABSORCIÓN”, para la realización de dichos ensayos se siguió

los siguientes pasos.

Se tomó y secó una muestra del agregado para luego sumergirla en agua

durante 24 horas para saturar los poros del agregado, luego se extendió la muestra

húmeda sobre una superficie plana no absorbente, se expuso a una corriente suave de

aire y se revolvió con frecuencia para garantizar un secado uniforme.

Se aplicó el ensayo de cono para la determinación de la humedad superficial, el

molde del cono se colocó sobre una superficie lisa no absorbente con el diámetro

mayor hacia abajo, se colocó una porción de la muestra dentro del molde llenándolo

hasta rebosar el borde superior, se enrazó y compacto suavemente la superficie del

agregado dentro del cono con 25 caídas leves del compactador luego se alzó el molde

verticalmente sin girarlo, si el agregado mantiene la forma del cono se debe a que

todavía la humedad superficial está presente y si el agregado fino se derrumba

ligeramente al quitar el molde indica que se ha alcanzado la condición superficie

seca.

Una vez alcanzada la condición saturada y de superficie seca del agregado, se

llenó el picnómetro parcialmente con agua y se introdujo una muestra del agregado de

aproximadamente 500 gr, se añadió agua gradualmente en un 50%, luego 75% y

finalmente hasta el 100%, agitando la muestra del picnómetro hasta que no se

observaran burbujas de aire y se le agrego agua hasta completar su capacidad.

89

Se procedió a determinar la masa total del picnómetro con la muestra y el agua,

se extrajo el agregado fino del picnómetro y se secó al horno para luego pesarla. Cada

uno de los datos fue tabulado para luego realizar los cálculos respectivos.

Una vez obtenidos los diferentes pesos se realizaron los cálculos haciendo uso

de las ecuaciones:

Dónde:

𝑃𝐸 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜.

𝑃𝐸𝑆𝑆𝑆 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑐𝑜𝑛 𝑠𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑎.

𝑃𝐸𝐴 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒.

𝐴𝑏𝑠 = 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛.

𝑊1 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎.

𝑊2 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑆. 𝑐𝑜𝑛 𝑆. 𝑆. 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑖𝑟𝑒.

𝑊3 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑑𝑎.

𝑃𝐸 =𝑊1

𝑊2 − 𝑊3

(4.2)

𝑃𝐸𝑆𝑆𝑆 =𝑊2

𝑊2 − 𝑊3

(4.3)

𝑃𝐸𝐴 =𝑊1

𝑊1 − 𝑊3

(4.4)

𝐴𝑏𝑠 =𝑊2 − 𝑊1

𝑊1𝑥100

(4.5)

90

4.6.2.4 Humedad de los agregados

Para determinar el contenido de humedad de la arena se siguió lo establecido en

la Norma COVENIN 1375-79 “MÉTODO DE ENSAYO PARA DETERMINAR

POR SECADO, EL CONTENIDO DE HUMEDAD TOTAL Y SUPERFICIAL EN

EL AGREGADO”. Y el procedimiento fue el siguiente:

1. Se tomó una muestra de arena en su estado natural, sin alterar su humedad y

se pesó en la balanza.

2. Posteriormente se colocó en una bandeja y se llevó al horno hasta secar

completamente.

3. Se retiró la muestra y se pesó nuevamente. Una vez realizado esto se vació

los datos en la planilla para realizar los respectivos cálculos.

Para determinar el contenido de humedad las muestras se hizo uso de la

ecuación 4.6

𝐻 = 100𝑥 𝑊𝑜 − 𝑊𝑠

𝑊𝑠 (4.6)

Dónde:

𝐻 = 𝐶𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑑𝑒 ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎, 𝑒𝑛 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑎𝑗𝑒.

𝑊𝑂 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑜𝑟𝑖𝑔𝑖𝑛𝑎𝑙, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠.

𝑊𝑆 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎, 𝑒𝑛 𝑔𝑟𝑎𝑚𝑜𝑠.

91

Figura. 4.13 y 4.14 instrumentos para el ensayo de humedad.

Figura. 4.15 Ensayo de humedad.

92

4.6.2.5 Ensayo Colorimétrico.

Para determinar el contenido de impurezas orgánicas de la arena se siguió lo

establecido en la Norma COVENIN 256 – 77 “DETERMINACION CUALITATIVA

DE IMPUREZAS ORGÁNICAS EN LAS ARENAS (ENSAYO

COLORIMETRICO)”. Y el procedimiento fue el siguiente:

1. Se pasó por el cedazo del tamiz #10 una muestra de arena hasta obtener 250

gramos del material.

2. Posteriormente se introdujo la arena con un embudó en un recipiente de

vidrio y se le aplico seguidamente 291ml de agua correspondiente al 97%

de una solución total.

3. Se le adiciono 9 gramos de sodio de hidróxido, tapo y agito vigorosamente

el recipiente, para ser dejado en reposo durante 24horas a fin determinar el

grado de impurezas en el agua comparándolo con el color patrón.

93

Figura 4.16 Ensayo colorimétrico.

4.6.3 Diseño de mezclas.

4.6.3.1 Diseño de mezcla patrón.

Para el diseño de la mezcla patrón primeramente se tomó una dosificación de

1:8 la cual fue obtenida de una fábrica de bloques visitada durante la recopilación de

información preliminar. Además de esta dosificación se tomaron en cuenta la

clasificación de morteros expuesta en la tabla 3.9, en el capítulo III de esta

investigación, en la que se establece la clasificación de los morteros según su

dosificación. De esta clasificación se tomaron dos dosificaciones, la primera de 1:5,5

que corresponde a morteros calificados como pobres y que según esta clasificación

son usados para la fabricación de bloques de albañilería gruesa; la segunda de 1:4,5

que corresponde a morteros calificados como medianos.

94

Tabla 4.1 Mezclas planteadas para

bloque patrón.

Mezcla Dosificación

F 1:8

F1 1,5,5

F2 1,45

La arena fue mezclada en estado seco, la consistencia requerida de mezclas para

la fabricación de los bloques es un poco húmeda y para obtenerla se le fue agregando

agua hasta hallar la consistencia de la mezcla deseada. La relación agua-cemento es

uno de los parámetros más importantes dentro del diseño de mezclas, por lo tanto se

debió seleccionar la proporción más adecuada entre el agua y el cemento con el fin de

mantener la resistencia a la compresión dentro de los parámetros de diseño

establecidos. Debe tomarse en cuenta que mientras mayor sea la cantidad de agua se

le agregue a la mezcla menor será la resistencia de la misma.

4.6.3.2 Diseño de mezclas modificadas.

Para el diseño de las mezclas modificadas agregando residuos de vidrio, se

partió de la dosificación del bloque patrón que obtuvo las mejores propiedades entre

las tres propuestas anteriormente y se ajustaron 3 mezclas modificadas sustituyendo

un porcentaje de arena por partículas de vidrio en cada mezcla, dichos porcentajes

fueron 10%, 20% y 30% respectivamente. Estos porcentajes fueron tomados para

evaluar la resistencia y propiedades de los bloques a medida que se le va agregando

residuos de vidrio.

95

Figura 4.17 Arena utilizada para la mezcla.

Figura 4.18 Vidrio triturado.

4.6.4 Elaboración de los bloques huecos de concreto

Para la elaboración de los bloques huevos de concreto se siguieron los

siguientes pasos:

1. Haciendo uso de la balanza se empezó por determinar los pesos de los

agregados (arena y vidrio) y del cemento correspondiente a la dosificación

establecida con anterioridad. Luego se prosiguió con la medición de la

cantidad de agua requerida haciendo uso de un vaso graduado.

96

2. Se colocaron los agregados en un mezclador automático, y se le agregado

una parte del agua total.

3. Se colocó el cemento en el interior del mezclador y progresivamente fue

agregándosele la parte del agua restante. Se dejó mezclar el material hasta

obtener una mezcla homogénea.

4. Se le aplicó una capa de lubricante al molde de bloques y a una superficie

de madera mdf donde se colocó el bloque, esto con la finalidad de que al

momento de retirar el mismo no se quede adherida la mezcla.

5. Se procedió a vaciar la mezcla en el molde de bloques. Se fue colocando en

capas de aproximadamente 1/3 del mismo, se le aplico 7 golpes a cada una

para compactar el mortero.

6. Se colocó en una superficie nivelada y se retiró el molde. Los bloques

fueron regados con agua durante dos días.

Figura 4.19 Pesado de los materiales.

97

Figura 4.20 Mezcla de los agregados en trompo.

Figura 4.21 Relleno de formaleta.

98

Figura 4.22 Saque de la formaleta.

4.6.5 Ensayos de calidad realizados a los bloques

Para determinar la resistencia a la compresión de bloques huecos de concreto se

tomó como guía para los ensayos lo establecido en la Norma COVENIN 42-82

“BLOQUES HUECOS DE CONCRETO”. Y son las siguientes:

4.6.5.1 Ensayo de compresión

1. Se tomó medida de las dimensiones y el peso del bloque con la finalidad de

obtener el área del mismo.

2. Se pesó en la balanza 600gramos de yeso, se fue agregando agua y

mezclando simultáneamente hasta lograr una consistencia viscosa.

99

3. Luego se extendió la mezcla uniformemente sobre una superficie lisa

previamente cubierta de lubricante sin viscosidad, rápidamente se extendió

el bloque sobre la misma. Al secarse el yeso en aproximadamente unos

cinco minutos se retiró el bloque de la superficie. Este procedimiento se

aplicó para ambas caras de los bloques.

4. Una vez colocada la capa de yeso especial sobre superficie de los bloques

donde se le aplicara la carga. Se esperó 24 horas para poder realizar el

ensayo.

5. Se colocó dos planchas de acero cubriendo el bloque en la máquina de

ensayo de compresión y se buscó el centro del mismo para comenzar a

aplicar la carga a compresión, hasta que la carga aplicada fuera mayor que

la resistencia del bloque, y ocasionara una fractura del mismo.

6. Se tomó nota de los valores obtenidos de la carga aplicada para proceder a

calcular la resistencia de los bloques patrones y experimentales. Este

procedimiento se le aplico a los bloques a los 7, 14 y 28 días de edad.

100

Figura 4.23 Pesado de los bloques.

Figura 4.24 Medición de los bloques.

101

Figura 4.25 Enyesado de los bloques.

Figura 4.26 Colocación del bloque a compresión.

102

4.6.5.2 Ensayo de absorción

1. Se tomó una muestra del bloque, se colocó en el horno para secarla

completamente y se pesó en la balanza.

2. Una vez seca la muestra se procedió a colocarla en un recipiente de agua

durante 24 horas.

3. Luego de ese lapso se secó la muestra con un fragmento de tela rápidamente

y se pesó. Los datos fueron vaciados en la planilla para realizar los cálculos

respectivamente.

Figura 4.27 Muestras de cada mezcla de bloque

103

Figura 4.28 Sacado del horno de las muestras.

4.6.5.3 Ensayo de resistencia al fuego

1. Se elaboró un bloque hueco de concreto por cada tipo de dosificación y se

esperó que llegaran a 28 días de edad.

2. Posteriormente se le agrego una cantidad 150ml de gasolina y

cuidadosamente se le arrojo un fosforo para encender el bloque en fuego.

3. Una vez apagado el bloque y enfriado se procedió a aplicarle los pasos para

ensayarlo a compresión.

4.6.6 Comparación del costo de un bloque hueco de concreto convencional,

con el precio de un bloque hueco de concreto con agregado de vidrio.

Se realizó este estudio basado en una estructura de costo empresarial para

determinar el costo unitario de un bloque hueco de cemento (F2) y un bloque hueco

modificado con agregado adicional de residuos de vidrios (F2-B), a fin de observar

las diferencias de costos de fabricación de los mismos.

104

De dividieron los costos en dos segmentos, directos e indirectos. Los directos

abarcan los materiales que componen el bloque, la maquinaria de fabricación y la

mano de obra que participa en el proceso del mismo. Y los costos indirectos los

cuales se tomaron como mantenimientos correctivos y preventivos, alquiler del local,

vigilancia, personal de limpieza y administrativo y equipos menores de albañilería.

Además de esto, a fin de conocer la factibilidad del proyecto se determinó un

plan de inversión inicial el cual consta de maquinarias, equipos, mueblería y equipos

de oficina, entre otros.

Los precios de salarios, equipos y materiales se establecieron según lo

comprendido en APV Servicios, C.A en su lista de Mano de Obra, Equipos y

Materiales actualizado para Junio de 2015. También se utilizó la Ley Orgánica del

trabajo para trabajadores y trabajadoras (LOTTT), La Gaceta Oficial Extraordinaria N

6.181 y Nº 40.660 correspondientes a salarios mínimos y administrativos

respectivamente. Se le aplicara a los salarios el Factor de Cargos Asociados al Salario

(F.C.A.S) el cual está ubicado con la cifra oficial de 450%.

La estructura de trabajo se estableció según la utilizada en fábrica de bloques

“SEMASLA C.A” ubicada en la Zona Industrial “Los Pinos”, Puerto Ordaz, Edo

Bolívar, se pudo conocer a su vez la fabricadora de bloques que opera en esta

empresa, el rendimiento máximo, medio y mínimo de producción de bloques, además

de los mantenimientos respectivos utilizados en la máquina.

105

CAPÍTULO V

ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS

Luego de realizar los bloques, y de realizar los distintos ensayos tanto a los

materiales como a los bloques, se pudo obtener los datos necesarios y se procedió a

darles significado, es decir, fueron procesados y analizados para así poder cumplir

con los objetivos planteados en la presente investigación.

5.1 Describir los componentes del bloque hueco de concreto.

Se determinó los componentes de los bloques fabricados luego de una

investigación documental, en donde también se obtuvo una descripción de cada uno

de ellos. Se utilizó para la fabricación de los bloques una mezcla de mortero,

denominada de esta manera ya que solo se empleó como agregado material pasante

del tamiz 3/8” definido por la Norma COVENIN 255:1998 como agregado fino.

Específicamente se utilizó material pasante del tamiz #4 en su totalidad.

Los bloques producidos fueron elaborados con cemento Pórtland tipo CACP1,

arena de río, residuos de vidrio y agua, dichos materiales son descritos a

continuación.

5.1.1Cemento Portland tipo CACP1

Es el producto obtenido por la pulverización conjunta de clinker portland y

caliza o materiales calcáreos, con la adición de agua y sulfato de calcio, para ser

usados en la producción de concretos y morteros que requieran características tales

como: estabilidad, durabilidad, plasticidad, adherencia y capacidad de retención de

agua.

106

El cemento utilizado fue el Portland Tipo CACP1, cuyo contenido de caliza u

otro material calcáreo es mayor al 15% y menor o igual al 30% del peso total.

5.1.2 Arena de río

Está formada por granos naturales depositados por las aguas, se extraen de

lugares próximos a los cursos actuales de agua: meandros y lechos de ríos, lagunas,

entre otros.

La arena empleada es la suministrada a la fábrica de bloques “SEMASLA C.A”

ubicada en la ZONA INDUSTRIAL LOS PINOS, esta arena es proveniente de la

arenera “MINAS EL VOLCAN,. El módulo de finura de esta arena es de 3,0 que

según la tabla 3.7 ubicada en el capítulo III, corresponde a una arena clasificada

según su módulo de finura como “media”.

5.1.3 Residuos de vidrio

El vidrio utilizado fue obtenido de la vidriera “Vidrios Republica”, ubicada en

la Avenida República, de Ciudad Bolívar, el cual fue triturado y tamizado hasta

obtener el diámetro de partícula deseado según lo establecido las normas Covenin

para agregado fino. Las propiedades físicas de los vidrios son las mostradas en la

tabla 5.1.

107

Tabla 5.1. Propiedades de los residuos de vidrio.

Propiedad Descripción

Elasticidad Capacidad del vidrio de volver a sus dimensiones anteriores

con valores comprendidos entre 4.570 y 10.000 kg/mm2

Resistencia

a la tracción

Para la mayoría de los vidrios oscila entre los límites de 3,5 y

8,5 Kg/ mm2.

Resistencia

a la compresión

Es mucho mayor que a la tracción y oscila entre 50 y

200 Kg/ mm2.

Densidad del

vidrio

Es de 2,5; lo cual representa una masa de 2,5 kilos por metro

Cuadrado y milímetro de espesor en el vidrio plano.

5.1.4 Agua

El agua utilizada fue la de la población de Puerto Ordaz, proveniente del Rio

Caroní, la cual es trasladada y tratada a través del ACUEDUCTO INSDUSTRIAL

DE HIDROBOLIVAR. Esta agua está libre de materia orgánica y solido en

suspensión debido a las plantas de tratamiento de dicho sistema.

5.2 Estudiar las características de la calidad de los agregados utilizados para

elaborar las diferentes mezclas

5.2.1 Granulometría

5.2.1.1 Arena de río.

Se realizó el ensayo granulométrico a la arena seleccionada para las mezclas,

cuyos resultados se muestran en la tabla 5.2 y la figura 5.1, dicho ensayo se realizó

siguiendo lo establecido en La Norma COVENIN 255:1998.

108

Tabla 5.2. Granulometría de arena de rio.

Figura 5.1 Curva granulométrica de arena de rio.

La curva granulométrica muestra una arena de rio que cumple con todos los

limites establecido por COVENIN. En la granulometría también se puede observar

una curva constante y con valores intermedios entre los límites finos y gruesos hasta

el tamiz Nº 16, y a partir de este tamiz se observa un descenso en la curva con valores

muy cercanos al límite grueso.

El módulo de finura es de 3,0 lo que la califica como una arena media. Este

valor de 3,0 se encuentra en el límite de calificación de una arena media, por lo que se

0,010,020,030,040,050,060,070,080,090,0

100,0

3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº100

% P

a

s

a n t e

T a m i z

Curva granulométrica LG LF

Pesos (grs.) Tamiz

Peso

Ret.

(grs.)

Reteni

do

(%)

Reteni

do

Acum.

(%)

Pasan

te (%)

Límites para

ag. finos

Peso neto muestra 3/4" 0,0 0,0 0,0 100,0 100 100

Peso retenido acumulado Nº 4 1/2" 0,0 0,0 0,0 100 100

Peso pasa Nº 4 3/8" 0,0 0,0 0,0 100,0 100 100

Peso muestra antes de lavarla 838,9 Nº 4 16,9 2,0 2,0 98,0 95 100

Peso muestra después de lavarla 831,7 Nº 8 60,6 7,2 9,2 90,8 80 100

OBSERVACIONES Nº 16 180,5 21,5 30,8 69,2 50 85

Nº 30 323,5 38,6 69,3 30,7 25 60

Nº 50 167,8 20,0 89,3 10,7 10 30

Nº 100 64,3 7,7 97,0 3,0 2 10

pasa Nº

100 18,1 2,2 99,1

109

puede decir que es una arena media con tendencia a gruesa. A pesar de que La Norma

COVENIN 277-2000 recomienda una arena con tendencia a los límites más finos,

esta arena cumple con todos los límites establecidos por COVENIN, por lo que

puede ser considerada de calidad.

5.2.1.2 Residuos de vidrio.

Se realizó el ensayo granulométrico a los residuos de vidrio triturados cuyos

resultados se muestran en la tabla 5.3 y la figura 5.2.

Tabla 5.3 Granulometría de residuos de vidrio.

Pesos (grs.) Tamiz

Peso

Ret.

(grs.)

Rete

nido

(%)

Retenido

Acum.

(%)

Pasan

te (%)

Límites

para ag.

finos

Peso neto muestra

3/4" 0,0 0,0 0,0 100,0 100 100

Peso retenido acumulado Nº 4

1/2" 0,0 0,0 0,0

100 100

Peso pasa Nº 4

3/8" 0,00 0,0 0,0 100,0 100 100

Peso muestra antes de lavarla 146,5 Nº 4 2,02 1,4 1,4 98,6 95 100

Peso muestra después de lavarla 146,5 Nº 8 20,35 13,9 15,3 84,7 80 100

OBSERVACIONES Nº 16 37,35 25,5 40,8 59,2 50 85

Nº 30 22,76 15,5 56,3 43,7 25 60

Nº 50 40,10 27,4 83,7 16,3 10 30

Nº 100 15,55 10,6 94,3 5,7 2 10

pasa Nº

100 8,30 5,7 99,9

Figura 5.2. Curva granulométrica de vidrio utilizado.

0,010,020,030,040,050,060,070,080,090,0

100,0

3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº100

% P

a

s

a n t e

T a m i z

Curva granulométrica LG LF

110

Como se observa en la figura 5.2 las partículas de vidrio triturado cumplieron

con los límites establecidos en la Norma COVENIN 255:1998 para agregados finos,

dando como resultado un módulo de finura de 2,9.

5.2.2 Humedad

Tabla 5.4. Contenido de humedad de arena de rio

Nº DE LA MUESTRA Humedad

Natural

Nº de capsula

465 410

peso total húmedo WTH 160,37 178,54

peso total seco WTD 159,58 177,53

peso de la capsula T 31,07 31,34

peso del agua WW = WTH-WTD 0,79 1,01

peso del suelo seco Wd = WTD-T 128,51 146,19

% de humedad W% = Ww/Wd*100 0,6 0,7

Cont. de humedad promedio W% 0,7

5.2.3 Densidad y absorción

Se realizaron los ensayos de densidad y absorción de los agregados fino, según

lo establecido La Norma COVENIN 268:1998 y COVENIN 269:1998

respectivamente, los resultados obtenidos son mostrados en la tabla 5.5.

Tabla 5.5 Densidad y absorción arena.

Peso específico (gr/cm3) 2,606

Peso específico (saturado con superficie seca)

(gr/cm3) 2,617

Peso específico aparente (gr/cm3) 2,635

Absorción (%) 0,42

El peso específico de la arena de rio fue de 2,606 gr/cm3 y este valor esta entre

el rango de valores comunes de la relación peso/volumen de los agregados, cuyos

111

límites están entre 2,5 a 2,7 kg/lts encontrados en la tabla 3.9 del capítulo III. Además

la arena presentó un porcentaje de absorción de 0,42%.

5.2.4 Peso unitario suelto y compactado.

Se determinó el peso unitario suelto y compactado de la arena mediante la

realización de los ensayos según lo establecido en la norma COVENIN 263-78, y sus

resultados se muestran en las tablas 5.6 y 5.7 respectivamente.

5.2.4.1 Peso unitario suelto.

Tabla 5.6. Peso unitario suelto arena.

VALORES Peso del recipiente (kg) 3,340

Peso del recipiente + agregado suelto (kg) 8,431 8,433 8,432 8,423

Peso neto agregado suelto (kg) 5,091 5,093 5,092 5,083 Peso unitario compacto (kg/m

3) 1.678 1.679 1.679 1.676

Peso unitario compacto (kg/m3) 1.678

5.2.4.2 Peso unitario compactado.

Tabla 5.7. Peso unitario compactado arena.

VALORES Peso del recipiente (kg) 3,340

Peso del recipiente + agregado compactado (kg) 8,526 8,512 8,519 8,525

Peso neto agregado compactado (kg) 5,186 5,172 5,179 5,185 Peso unitario compacto (kg/m

3) 1.710 1.705 1.707 1.709

Peso unitario compacto (kg/m3) 1.708

La arena presento un peso unitario suelto de 1678 kg/m3 y compactado 1708

kg/m3, el peso unitario suelto está un poco por encima de los valores usuales 1,5 a 1,6

kg/lts mostrados en la tabla 3.8 del capítulo III de esta investigación; mientras que el

112

peso unitario suelto compactado si esta entre los valores comunes que van de 1,6 a

1,9 kg/lts.

5.2.5 Ensayo colorimétrico.

Se determinó las impurezas orgánicas de la arena mediante la realización de los

ensayos según lo establecido en la norma COVENIN 256-74, y sus resultados se

muestran en la figura 5.3.

Figura 5.3 Comparación del color de la

muestra con el color patrón.

La muestra obtuvo el color de referencia número uno (1), el cual está por

encima del estándar o patrón número tres (3), por lo que esta arena no posee

impurezas orgánicas y esta apta para ser utilizada como agregado fino según lo

establecido en la norma COVENIN 256-77

113

5.3 Determinar una mezcla patrón para elaborar un bloque que cumpla con

los requisitos de la Norma COVENIN 42-82

Para el diseño de una mezcla patrón se probó con tres dosificaciones diferentes

las cuales fueron 1:8; 1:5,5 y 1:4,5 con la finalidad de encontrar una que diera como

resultado un bloque con una resistencia a la compresión a los 28 días mayor que la

mínima establecida en la Norma COVENIN 42:82 y que sirviera como punto de

comparación con respecto a las mezclas modificadas con residuos de vidrio.

De cada una de estas tres mezclas se elaboraron tres bloques para ser ensayados

a compresión a los 7, 14 y 28 días respectivamente. Las dosificaciones de cada una

de las mezclas son las indicadas en la tabla 5.8.

Tabla 5.8. Dosificaciones planteadas para mezcla patrón.

Mezcla F F1 F2

Dosificación 1:8 1:5,5 1:4,5

Cemento (kg) 5,400 7,500 8,100

Arena (kg) 43,200 41,125 36,450

Agua (lts) 4,5 4,5 4,5

Relación agua/cemento 0,83 0,60 0,55

Numero de bloques 3 3 3

Durante el mezclado la arena se utilizó en estado seco, la consistencia necesaria

para la fabricación de bloques es poco húmeda, por lo que fue agregándosele agua a

cada una de las mezclas hasta obtener la consistencia deseada, obteniendo como

resultado de relación agua/cemento las mostradas en cada una de las tablas.

A los bloques fabricados se le realizaron los ensayos correspondientes

establecidos en la Norma COVENIN 42:82, y se obtuvieron como resultados de

resistencias a la compresión los mostrados en la tabla 5.9.

114

Tabla 5.9. Resistencia a la compresión de bloques fabricados con mezclas propuestas

como mezcla patrón.

Mezcla F F1 F2

Resistencia 7 días (kg/cm2) 11,7 18,5 19,4

Resistencia 14 días (kg/cm2) 14,8 21,7 25,1

Resistencia 28 días (kg/𝐜𝐦𝟐) 17,8 24,1 26,8

De estas tres mezclas los bloques producidos, F y F1 no cumplieron con la

resistencia a la compresión mínima establecida en la Norma COVENIN 42:82, por lo

que estas mezclas fueron descartadas. Solo los bloques fabricados con la mezcla F2

cumplieron con la resistencia mínima como se observa en la tabla 5.10.

Tabla 5.10. Tabla comparativa de la resistencia a la compresión de los bloques

fabricados con la mezcla F2 y la resistencia mínima establecida por la

Norma COVENIN 42:82.

Muestra

Edad

Resistencia

(kg/𝐜𝐦𝟐)

Resistencia mínima COVENIN (kg/𝐜𝐦𝟐)

Bloque Tipo

A1

Bloque Tipo

A2

Bloque Tipo

B1 y B2

Promedio

70

Promedio

50

Promedio

30 F2-1 7 19,4

F2-2 14 25,1 Individual

55

Individual

40 Individual

25 F2-3 28 26,8

Como se observa en la tabla anterior los bloques fabricados con la mezcla F2

dieron como resultado una resistencia a la compresión a los 28 días de 26,8 kg/cm2 y

según la Norma COVENIN 42:82 cumple con los requisitos de un bloque tipo B1 y

B2 al tener una resistencia mayor 25 kg/cm2, por lo cual la mezcla F2 de dosificación

1:4,5 será la considerada como mezcla patrón.

115

5.4 Proponer distintas dosificaciones de mezcla a base de cemento Pórtland,

arena y residuos de vidrio, para la elaboración de bloques huecos de

concreto

Una vez determinada la mezcla patrón F2 con dosificación 1:4,5 se elaboraron

tres mezclan que contienen residuos de vidrios industriales triturados en proporciones

10, 20 y 30% en sustitución del peso del agregado fino, para así poder evaluar el

comportamiento de la resistencia a compresión de los bloques de concreto a medida

que aumenta la cantidad de vidrio en la mezcla. En la tabla 5.11 se presentan las

dosificaciones y parámetros de estas mezclas.

Tabla 5.11 Dosificación de las mezclas modificadas a base de residuos de vidrio

industriales.

Mezcla F2-A F2-B F2-C

Dosificación 1:4,05:0,45 1:3,6:0,9 1:3,15:1,35

Cemento (kg) 8,100 8,100 8,100

Arena (kg) 32,805 29,160 25,515

Vidrio (kg) 3,645 7,290 10,935

Agua 4,5 4,5 4,5

Relación agua/cemento 0,55 0,55 0,55

Numero de bloques 3 3 3

Se elaboraron tres bloques de cada una de las tres mezclas planteadas para ser

ensayados a la compresión a los 7, 14 y 28 días.

La relación agua-cemento no se vio afectada durante este proceso debido a que

se mantuvo la misma en cada mezcla. Lo que si se observo es que a medida que

aumentaban los porcentajes de vidrio, el mortero quedaba un poco más húmedo

debido a la disminución de la arena y el aumento de vidrio.

116

A medida que se iba aumentando los porcentajes de vidrio en cada mezcla, se

fue haciendo un poco más difícil manejar el mortero a la hora de rellenar el molde de

bloque, esto debido a las partículas punzantes del vidrio.

5.5 Determinar las propiedades físicas, químicas y mecánicas de los bloques

elaborados, establecidas en la Norma COVENIN 42-82

Se determinó las propiedades de los bloques fabricados siguiendo las

especificaciones de los ensayos establecidos en la Norma COVENIN 42-82 “Bloques

huecos de concreto”, correspondientes al dimensionado, absorción y resistencia a la

compresión.

5.5.1 Dimensiones de los bloques

Luego de ser fabricados, curados y secados los bloques producidos se les

determinó sus dimensiones mediante la medición de su altura, ancho y largo, así

como los espesores de los nervios y pared de cada uno de ellos. Los resultados

obtenidos se muestran en las tablas 5.12-5.15.

Tabla 5.12 Dimensiones de bloque fabricado con mezcla F2 (Patrón)

Muestra F2-1 F2-2 F2-3 COVENIN

Dimensiones

(cm)

Largo 39,75 39,75 39,75 40

Alto 19,8 19,7 19,7 20

Ancho 14,7 14,7 14,7 15

Espesores

(cm)

Pared 2,2 2,2 2,2 Tipo A: 2,2

Tipo B: 1,5 Nervio 2,2 2,2 2,2

Se puede observar que las dimensiones de los bloques fabricados con la mezcla

patrón cumple con las dimensiones normativas de un bloque 15, tanto tipo A como B,

ya que todos están dentro de la tolerancia de 0,3 cm de un bloque tipo 15, y cumplen

117

también con los espesores mínimos para estos tipos de bloques que son de 2,2 cm y

1,5 cm respectivamente.

Tabla 5.13 Dimensiones de bloque fabricado con mezcla modificada F2-A a base de

residuos de vidrio (10%).

Muestra F2-A1 F2-A2 F2-A3

Dimensiones

(cm)

Largo 39,7 39,7 39,7

Alto 19,75 19,75 19,75

Ancho 14,7 14,7 14,7

Espesores

(cm)

Pared 2,2 2,2 2,2

Nervio 2,2 2,2 2,2

Tabla 5.14 Dimensiones de bloque fabricado con mezcla modificada F2-B a base de

residuos de vidrio (20%).

Muestra F2-B1 F2-B2 F2-B3

Dimensiones

(cm)

Largo 39,7 39,7 39,8

Alto 19,75 19,8 19,7

Ancho 14,7 14,7 14,8

Espesores

(cm)

Pared 2,2 2,2 2,2

Nervio 2,2 2,2 2,2

Tabla 5.15 Dimensiones de bloque fabricado con mezcla modificada F2-C a base de

residuos de vidrio (30%).

Muestra F2-C1 F2-C2 F2-C3

Dimensiones

(cm)

Largo 39,7 39,7 39,7

Alto 19,75 19,70 19,85

Ancho 14,7 14,8 14,7

Espesores

(cm)

Pared 2,2 2,2 2,2

Nervio 2,2 2,2 2,2

Se observar que las dimensiones de los bloques fabricados con las mezclas

modificadas a bases de residuos de vidrio presentan pocas variaciones y cumplen con

las dimensiones normativas de un bloque tipo 15, tanto tipo A como B, ya que todos

están dentro de la tolerancia de 0,3 cm de un bloque tipo 15, y cumplen también con

los espesores mínimos para estos tipos de bloque que son de 2,2 cm y 1,5 cm

respectivamente.

118

5.5.2 Absorción.

Se realizó el ensayo de absorción de agua a cada uno de los bloques

producidos y los resultados arrojados se observan en las tablas 5.16 y 5.17.

Tabla 5.16 Absorción de bloques fabricados con mezcla F2 (Patrón)

Muestra %Absorción

Absorción máxima según tipo de bloque

COVENIN 42-82

Pesado Semi-Pesado Livianos

F2

6,50

A1,A2,B1

14%

A1,A2,B1

16%

A1,A2,B1

12%

B2

No aplica

B2

No aplica

B2

20%

El bloque en estudio presento un porcentaje de absorción de 6,50 % y según la

norma COVENIN 42:82 cumple con los requisitos de absorción máxima de un

bloque liviano tipo A1 -A2 y B1 - B2.

Tabla 5.17 Absorción de bloques fabricados con mezclas modificadas a base de

residuos de vidrio.

Mezcla F2-A

(10% de vidrio)

Mezcla F2-B

(20% de vidrio)

Mezcla F2-C

(30% de vidrio)

Muestra

%Absorción

Muestra

%Absorción

Muestra

%Absorción

F2-A 7,1 F2-B 7,00 F2-C 6,8

Como se observa en la tabla 5.17 los bloques modificados con distintos

porcentajes de partículas de vidrio, tienen valores de absorción que muestran muy

poca diferencia entre ellos, teniendo así una variación máxima entre ellos de 0,30%.

Los bloques fabricados con residuos de vidrios cumplen con los requisitos de bloques

livianos tipo A1-A2 – B1 y B2 según lo establecido en tabla de absorciones máximas

en la norma COVENIN 42:82.

119

5.5.3 Resistencia a la compresión

Se realizaron los ensayos de resistencia a la compresión a los 7, 14 y 28 días de

los bloques producidos con las mezclas planteadas. Los resultados obtenidos se

muestran en las tablas 5.18 y 5.19.

Tabla 5.18 Resistencias a la compresión de bloques fabricados con mezcla F2

(patrón)

Muestra

Edad

Resistencia

(kg/𝐜𝐦𝟐)

Resistencia mínima COVENIN (kg/𝐜𝐦𝟐)

Bloque Tipo

A1

Bloque Tipo

A2

Bloque Tipo

B1 y B2

Promedio

70

Promedio

50

Promedio

30 F2-1 7 19,4

F2-2 14 25,1 Individual

55

Individual

40

Individual

25 F2-3 28 26,8

Como se observó en el apartado 5.3 del presente trabajo de investigación, se

determinó que la mezcla F2 de dosificación 1:4,5 era la patrón ya que los bloques

fabricados con dicha mezcla dieron como resultado una resistencia a la compresión

a los 28 días de 26,8 kg/cm2 y según la Norma COVENIN 42:82 cumple con los

requisitos de un bloque tipo B1 y B2 al tener una resistencia mayor 25 kg/cm2.

Tabla 5.19 Resistencias a la compresión de bloques fabricados con mezclas

modificadas a base de residuos de vidrio.

Mezcla F2-A (10%) F2-B (20%) F2-C (30%)

Resistencia 7 días (kg/cm2) 19,6 22,7 21,2

Resistencia 14 días (kg/cm2) 24,8 30,0 28,6

Resistencia 28 días (kg/𝐜𝐦𝟐) 27,2 32,1 29,8

Se pudo observar en los resultados una tendencia a aumentar la resistencia a

medida que se aumentaba la cantidad de vidrio hasta 20%, y una disminución de

dicha resistencia cuando la cantidad de arena sustituida por vidrio fue de 30%.

120

5.5.4 Prueba de fuego

Se le realizo el ensayo de prueba de fuego al bloque patrón (F2) y al bloque

modificado con residuos de vidrios que obtuvo mayor resistencia a la compresión

(F2-B) a los 28 días de edad. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla 5.20.

Tabla 5.20 Resistencia a la compresión de bloque patrón y bloque

modificado a base de residuos de vidrio luego de ser

sometidos a fuego.

Mezcla F2” F2-B” (20%)

Gasolina (ml) 150 150

Tiempo encendido (seg) 85 61

Resistencia (kg/cm2) 21,3 24,2

Se observó una disminución en la resistencia a la compresión de ambos bloques

ensayados con respecto a los bloques con mismas dosificaciones sin ser sometidos a

fuego.

5.6 Comparar las propiedades del bloque hueco de concreto convencional, con

el bloque hueco de concreto con agregado de vidrio establecidas por la

Norma COVENIN 42-82

Una vez determinadas las propiedades de los bloques fabricados, se procedió a

comparar las propiedades de los bloques producidos con mezclas modificas a base de

residuos de vidrio con las propiedades del bloque patrón.

5.6.1 Dimensiones

En la tabla 5.21 se muestra la comparación sobre las dimensiones de los

bloques fabricados con mezcla de patrón y las mezclas modificadas con residuos de

vidrios.

121

Tabla 5.21 Cuadro comparativo de las dimensiones de los bloques fabricados con

mezcla patrón y mezclas modificadas con residuos de vidrios.

Mezcla F2

(patrón)

F2-A

(10%)

F2-B

(20%)

F2-C

(30%)

Dimensiones

(cm)

Largo 39,75 39,7 39,7 39,7

Alto 19,7 19,75 19,75 19,75

Ancho 14,7 14,7 14,7 14,7

Espesores

(cm)

Pared 2,2 2,2 2,2 2,2

Nervio 2,2 2,2 2,2 2,2

Las dimensiones entre el bloque patrón y los bloques experimentales, tienen

una variación mínima entre ellos como se observa en la tabla 5.24. Todos cumplen

con la tolerancia máxima establecida en la norma COVENIN 42-82.

5.6.2 Absorción

Tabla 5.22 Cuadro comparativos de la absorción de los bloques fabricados con

mezcla patrón y mezclas modificadas con residuos de vidrios.

Mezcla F2

(Patrón)

F2-A

(10%)

F2-B

(20%)

F2-C

(30%)

Absorción

(%)

6,5

7,1

7,0

6,8

122

Figura 5.4 Absorción de los bloques fabricados con mezcla patrón y mezclas

modificadas con residuos de vidrios.

Se observa un pequeño aumento de la absorción de los bloques modificados

con respecto al patrón, siento la variación más grande de 0,60%.

5.6.3 Resistencia a la compresión

Tabla 5.23 Cuadro comparativo de las resistencias a la compresión de los bloques

fabricados con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos

de vidrio.

Mezcla F2

(Patrón)

F2-A

(10%)

F2-B

(20%)

F2-C

(30%)

Resistencia a 7d (kg/cm2) 19,4 19,6 22,7 21,2

Resistencia a 14d (kg/cm2) 25,1 24,8 30,0 28,6

Resistencia a 28d (kg/𝐜𝐦𝟐) 26,8 27,2 32,1 29,8

66,16,26,36,46,56,66,76,86,9

77,17,2

F2 F2-A F2-B F2-C

Patrón 10% 20%

Ab

sorc

ión

(%

)

30%

6,5

7,1 7,0

6,8

123

Figura 5.5 Curva comparativa del desarrollo de resistencia de los bloques fabricados

con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos de vidrio.

Figura 5.6 Resistencia a la compresión a los 28 días de bloques fabricados con mezcla

patrón y modificadas con residuos de vidrio.

18192021222324252627282930313233

7 14 21 28

F2F2-AF2-BF2-C

Tiempo (días)

Res

iste

nci

a (k

g/cm

2)

24

25

26

27

28

29

30

31

32

33

1

Res

iste

nci

a (k

g/cm

2)

26,8

32,1

Patrón 10% 20% 30%

27,2

29,8

124

Los resultados obtenidos permiten observar que todos los bloques realizados

cumplieron con la resistencia a la compresión mínima establecida por COVENIN. Se

observa también que los bloques fabricados con mezclas modificadas sustituyendo

arena por residuos de virio arrojaron como resultados resistencias mayores que la del

bloque patrón, alcanzando la mayor resistencia el bloque fabricado con 20% de arena

sustituida por residuos de vidrio.

5.6.4 Prueba de fuego

Tabla 5.24 Cuadro comparativo de las resistencias a la compresión de los bloques

fabricados con mezcla patrón y mezclas modificadas a base de residuos

de vidrio luego de ser expuestos al fuego.

Mezcla F2 F2” F2-B (20%) F2-B” (20%)

Tiempo encendido (seg) - 85 - 61

Resistencia (kg/cm2) 26,8 23,1 32,1 24,9

Se observó que el bloque modificado con residuos de vidrio (F2-B”) a pesar de

que se le suministro la misma cantidad de gasolina que al bloque patrón (F2), duro

menos tiempo encendido. En cuanto a la resistencia a la compresión el bloque patrón

sometido a fuego (F2”), presento una disminución de 20% con respecto a su similar.

Mientas que el bloque modificado sometido a fuego presento una disminución de

25% con respecto bloque con la misma dosificación sin ser sometido a fuego.

5.7 Comparación del costo de un bloque hueco de concreto convencional, con el

precio de un bloque hueco de concreto con agregado de vidrio

5.7.1 Cálculo del rendimiento de la maquina fabricadora de bloques.

Para el cálculo del rendimiento de la maquina fabricadora de bloques se utilizó

la fórmula 5.1

125

𝑅 = 𝐴+4𝐵+𝐶

6 (5.1)

Dónde:

R= Rendimiento de la maquina 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄

A= Rendimiento máximo = 3500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄

B= Rendimiento medio = 2500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄

C= Rendimiento mínimo = 1500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄

𝑅 = 3500 + 4(2000) + 1500

6= 2500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄

El rendimiento mensual será:

𝑅 = 2500 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑑𝑖𝑎⁄ × 30 𝑑𝑖𝑎𝑠 = 75000 𝑏𝑙𝑜𝑞𝑢𝑒𝑠 𝑚𝑒𝑠⁄

5.7.2 Costos de un bloque hueco de concreto.

5.7.2.1 Costos Directos.

Los costos directos de fabricación del bloque se dividen en tres segmentos:

Materiales (tabla 5.25), Mano de Obra Directa (tabla 5.26) y Equipos (tabla 5.27),

estos costos fueron estimados en un periodo comprendido de un mes.

Tabla 5.25 Materiales para la elaboración de bloque de cemento

Descripción Cantidad P.U Total Bs.F

Arena (M3). 543,057 2.142,86 1.163.695,12

Cemento (Saco). 4765 22,00 104.830,00

Total 1.242.445.17

126

Tabla 5.26 Mano de Obra Directa para la elaboración de bloque de cemento.

Descripción. Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F

Operador de maquina fija de 1era

. 2 9.528,90 19.057,80

Maestro Albañil. 1 11.394,00 11.394,00

Albañil de 1era

. 1 10.296,00 10.296,00

Ayudante. 5 8.210,4 41.052,00

Sub-Total 81.799,80

F.C.A.S. (450%) 368.099,10

Total 449.898,90

Tabla 5.27 Equipos para la elaboración de bloque de cemento.

Descripción. Cant. Precio Bs.F Depreciac

ión.

Total Bs.F

Fabricadora de bloques.

1 3.500.000 0,00133 4.655,00

Silo P/Cemento 15 Ton. 1 1.400.000 0,00417 5.838,00

Equipos de albañilería. 1 19.567,04 0,00142 27,78

Pala Rectangular. 5 750,00 0,00100 3,75

Carretilla rueda de goma de

55lts.

3 6.650,00 0,00030 5.985,00

Total 16.509,53

5.7.2.2 Costos Indirectos.

Los costos indirectos de fabricación del bloque se dividen en dos segmentos:

Mano de Obra indirecta (tabla 5.28) y Varios (tabla 5.29).

Tabla 5.28 Mano de Obra indirecta para la elaboración de bloques de cemento.

Descripción Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F

Gerente.

1 22.240,00 22.240,00

Auxiliar Contable. 1 8.235,00 8.235,00

Técnico de calidad. 1 8.235,00 8.235,00

Almacenista. 1 7.668,30 7.668,30

Vigilante. 1 7.461,27 7.461,27

Personal de Limpieza. 2 7.461,27 14.922,54

Sub-Total 68.762,11

F.C.A.S. (450%) 309.429,50

Total 378.191,61

127

Tabla 5.29 Otros gastos de la elaboración de bloques de cemento.

Descripción Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F

Alquiler de Galpón.

1 30.000,00 30.000,00

Servicios. 1 10.000,00 10.000,00

Mantenimiento Preventivo. 1 20.000,00 20.000,00

Mantenimiento Correctivo. 1 25.000,00 25.000,00

Total 75.000,00

Tabla 5.30 Costo unitario de un bloque hueco de cemento.

Descripción Costo. Bs.F

Materiales. 1.242.445.17

Equipos. 449.898,90

Mano de obra Directa. 16.509,53

Mano de obra Indirecta. 378.191,61

Otros Gastos. 75.000,00

Sub- Total

Sub-Total / Rendimiento

IVA 12%

Total

2.162.045,21

28,83

3,46

32,29

De esta manera el costo unitario de un bloque hueco de cemento se establece en

32,29 bs.

5.7.3 Costos de un bloque hueco de cemento con agregado adicional de

residuos de vidrio

5.7.3.1 Costos Directos

Los costos directos de fabricación del bloque se dividen en tres segmentos:

Materiales (tabla 5.31), Mano de Obra Directa (tabla 5.32) y Equipos (tabla 5.33)

estos costos fueron estimados en un periodo comprendido de un mes.

128

Tabla 5.31 Materiales para la elaboración de bloque de cemento con vidrio.

Descripción Cantidad P.U Total Bs.F

Arena (M3). 434,45 2.142,86 930.965,53

Cemento (Saco). 4765 22,00 104.830,00

Vidrio (M3) 108,61 0,00 0,00

Total 1.035795,50

Tabla 5.32 Mano de Obra Directa para la elaboración de bloques de cemento

con vidrio.

Descripción. Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F

Operador de maquina fija de 1era

. 3 9.528,90 19.057,80

Ayudante de operadores 1 8210,40 8210,40

Maestro Albañil. 1 11.394,00 11.394,00

Albañil de 1era

. 1 10.296,00 10.296,00

Ayudante. 6 8.210,4 49.262,40

Chofer de 1era

. 1 9328,20 9328,20

Sub-Total 107.548,80

F.C.A.S. (450%) 483.969,60

Total 591.518,40

Tabla 5.33 Equipos para la elaboración de bloques de cemento con vidrio.

Descripción. Cant

. Precio

Bs.F

Depreciació

n.

Total Bs.F

Fabricadora de bloques.

1 3.500.000 0,00133 4.655,00

Silo P/Cemento 15 Ton. 1 1.400.000 0,00417 5.838,00

Trituradora de vidrio 1 12.225.00

0

0,00222 27139,50

Camión de volteo Ford Cap.= 6

m3

1 2.000.000 0.00221 4.426,00

Equipos de albañilería. 1 19.567,04 0,00142 27,78

Pala Rectangular. 5 750,00 0,00100 3,75

Carretilla rueda de goma de

55lts.

3 6.650,00 0,00030 5.985,00

Total 48.075,03

129

5.7.3.2 Costos Indirectos.

Los costos indirectos de fabricación del bloque se dividen en dos segmentos:

Mano de Obra indirecta (tabla 5.34) y Varios (tabla 5.35).

Tabla 5.34 Mano de Obra Indirecta para la elaboración de bloques de cemento con

vidrio.

Descripción Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F

Gerente.

1 22.240,00 22.240,00

Auxiliar Contable. 1 8.235,00 8.235,00

Técnico de calidad. 1 8.235,00 8.235,00

Almacenista. 1 7.668,30 7.668,30

Vigilante. 1 7.461,27 7.461,27

Personal de Limpieza. 2 7.461,27 14.922,54

Sub-Total 68.762,11

F.C.A.S. (450%) 309.429,50

Total 378.191,61

Tabla 5.35 Otros gastos de la elaboración e bloques de cemento con vidrio.

Descripción Cantidad Precio Bs.F Total Bs.F

Alquiler de Galpón.

1 30.000,00 30.000,00

Servicios. 1 15.000,00 15.000,00

Mantenimiento Preventivo. 2 20.000,00 40.000,00

Mantenimiento Correctivo. 2 25.000,00 50.000,00

Total 135.000,00

Tabla 5.36 Costo unitario de un bloque hueco de cemento con vidrio.

Descripción Costo. Bs.F

Materiales. 1.035.795,50

Equipos. 48.075,03

Mano de obra Directa. 591.518,40

Mano de obra Indirecta. 378.191,61

Otros Gastos. 135.000,00

Sub- Total

Sub-Total / Rendimiento

IVA 12%

Total

2.188.580,54

29,18

3,50

32,68

130

Costo Unitario de un bloque hueco de cemento con agregado adicional de

residuos de vidrio se establece en 32,68 bs.

5.7.4 Plan de inversión inicial para un bloque con agregado adicional de

vidrio triturado.

Se tomaron todos los aspectos necesarios a fin de establecer un desembolso

inicial para la creación de la fábrica, además de un capital destinado a la compra de

insumos y salarios correspondientes al primer mes.

Tabla. 5.37 Plan de inversión.

DESCRIPCIÓN CANTIDAD COSTO. BS.F

Fabricadora de bloques.

1 3.500.000

Silo P/Cemento 15 Ton. 1 1.400.000

Trituradora de vidrio 1 12.225.000,00

Camión de volteo Ford Cap.= 6 m3 1 2.000.000

Equipos de albañilería. 1 19.567,04

Pala Rectangular. 5 3.750,00

Carretilla rueda de goma de 55lts. 3 19.950,00

Equipos de oficina 2 360.000,00

Mueblería 2 124.000,00

Alquiler de Galpón.

1 30.000,00

Servicios. 1 15.000,00

Mantenimiento Preventivo. 2 40.000,00

Mantenimiento Correctivo. 2 50.000,00

Materiales. 1 1.035.795,50

Salario 1 969.710,01

Sub-Total

IVA 12%

21.792.772,55

2.615.132,71

Total 24.407.905,26

La diferencia del costo unitario entre el bloque patrón y el modificado es

mínimo, por lo que su mayor diferencia radica en el plan de inversión para la

fabricación del mismo, debido a la maquinaria para el triturado y el transporte de los

residuos de vidrio, los cuales elevan dicho plan significativamente.

131

CONCUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones

1. Los componentes más comunes de los bloques huecos son arena, cemento y

agua, debiendo cumplir estos, con los requisitos de calidad mínimos

establecidos en las normas COVENIN.

2. Los agregados utilizados en la fabricación de bloques convencionales y

experimentales cumplieron con las especificaciones mínimas establecidas

en las normas COVENIN correspondientes. Por lo que las distintas mezclas

utilizadas para la fabricación de los bloques pueden considerarse aptas y de

buena calidad.

3. En las dosificaciones planteadas para determinar la mezcla patrón, se pudo

observar una tendencia en el aumento de la resistencia de los bloques

fabricados a medida que la mezcla contenía menos arena, lo cual es lógico

ya que una mayor cantidad cemento debe dar como resultado una mayor

resistencia, esto indica la fiabilidad del proceso de fabricación de los

bloques. De las tres mezclas planteadas solo la mezcla F2 con una

dosificación de 1:4,5 cumplió con los requisitos mínimos a compresión

establecida en la norma COVENIN 42:82.

4. Las mezclas modificadas con residuos vidrios, mostraron una buena

trabajabilidad al momento de rellenado del molde pero esta fue

disminuyendo a medida que aumento el porcentaje de vidrio en cada

mezcla.

132

5. Los bloques elaborados de mezcla patrón y modificadas a base de vidrios,

cumplieron con la resistencia a la compresión mínima de 25 kg/cm2

correspondientes a bloques tipo B1 y B2 según lo establecido en la norma

COVENIN 42:82; cumpliendo también con los parámetros dimensionales

de un bloque tipo 15 y los valores de absorción máximos para estos tipos de

bloques, por lo que pueden ser calificados todos como boques de tipo

liviano B1 y B2.

6. Los bloques modificados a base de residuos vidrios, presentaron todos unos

aumentos en la resistencia a la compresión con respecto al bloque patrón,

alcanzando la mayor resistencia el bloque fabricado con la mezcla F2-B que

contiene un 20% de vidrio, por lo que este porcentaje fue el más óptimo en

las mezclas planteadas. Al aumentar este porcentaje de vidrio incluido en la

mezcla se observó una disminución en la resistencia a la compresión del

bloque como en el caso del bloque F2-C fabricado con 30% de vidrio. En

cuanto la absorción y los parámetros dimensionales hubo poca variación en

los resultados obtenidos del bloque patrón y los modificados. En los

bloques se observaron grietas verticales al ser sometidos al ensayo de

compresión, no presentaron desmoronamientos y en fragmentos se logró

observar una homogeneidad entre sus componentes.

Los distintos bloques fabricados presentaron una disminución en su

resistencia a la compresión al ser sometidos al fuego, donde se demostró

que los residuos de vidrio a pesar de ser menos inflamables por presentar

un menor tiempo de encendido, son perjudiciales cuando son sometidos a

fuego debido a que su resistencia a la compresión disminuye más rápido

con respecto a un bloque convencional, esto debido a las propiedades físico-

químicas del vidrio y su comportamiento al aumentar su temperatura.

133

7. Se puede concluir que los bloques huecos con agregado adicional de vidrio

triturado son factibles para ser implementado dentro de la industria de la

construcción, esto debido a su costo unitario estimado de 32,68 Bs.F con

respecto a un bloque convencional el cual se estimó en 32,29 Bs.F. A pesar

de necesitar una inversión inicial considerable, esta puede ser recuperada

rápidamente, ya que debido a una disminución de cemento dentro de la

mezcla reduciría los costos de producción, y esto es posible gracias a que la

resistencia a compresión de este bloque está por encima de los

requerimientos establecidos en la norma COVENIN 42-82.

Recomendaciones

1. No utilizar residuos de vidrios contaminados y llevar a cabo un adecuado

control de dichos residuos obtenidos, para evitar que agentes contaminantes

sean incluidos en el proceso de triturado y por consecuencia en la mezcla.

2. Elaborar los bloques con una máquina automatizada con vibrado para

obtener bloques con una mejor compactación.

3. Utilizar un medio mecánico para triturar vidrio que permita aumentar el

rendimiento y hacer esta actividad más seguro.

4. Utilizar los instrumentos de seguridad necesaria en el caso de realizar el

triturado de vidrio manualmente

5. Realizar bloques huecos de cemento con agregado adicional de vidrio

triturado (F2-B), con una dosificación que permita obtener la resistencia

mínima a compresión según lo establecido en la norma COVENIN.

134

REFERENCIAS

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MESA VIBRATORIA. Lima, Universidad Nacional de Ingeniería, Centro peruano

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Venezuela. Editorial Panapo.

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RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN EN BLOQUES HUECOS DE

CEMENTO, ARENA Y ASERRÍN DE PINO CARIBE”. Universidad de Oriente,

Bolívar, Venezuela. Trabajo de grado.

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VIDRIO Y PRODUCTOS DE VIDRIO. Santiago de Chile, Chile.

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DE CONCRETO. COVENIN 42, P. 1-6.

Comisión Venezolana de Normas Industriales (2000). CONCRETO,

AGREADOS, REQUISITOS. COVENIN 277, P. 2-4

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MORTERO Y COMPONENTES, TERMINOLOGIA. COVENIN 273, P. 1-4

Comisión Venezolana de Normas Industriales (1.998).AGREGADOS,

DETERMINACION DE LA COMPOSICION GRANULOMETRICA. COVENIN 255, P.5

Comisión Venezolana de Normas Industriales (1.998). AGREGADO FINO.

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD Y LA ABSORCIÓN. 1ra

REVISIÓN. COVENIN 268, P 9.

Comisión Venezolana de Normas Industriales (1.979). MÉTODO DE

ENSAYO PARA DETERMINAR POR SECADO, EL CONTENIDO DE

135

HUMEDAD TOTAL Y SUPERFICIAL EN EL AGREGADO. COVENIN 1375,

P 4.

Fidias. G. Arias (1999), EL PROYECTO DE INVESTIGACION. Caracas,

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Hernández, Fernadez y Baptista (2006) “METODOLOGIA DE

INVESTIGACION”. Mc Graw Hill E

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MECÁNICAS DEL CONCRETO MODIFICADO A BASE DE RESIDUOS

INDUSTRIALES PASANTE DEL TAMIZ ¾”. Universidad de Oriente, Bolívar,

Venezuela. Trabajo de grado.

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CIENTIFICA. Mexico D.F, Mexico. Editorial Limusa.

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DE INVESTIGACIÓN. consultores asociados.

Porrero, J. Ramos, C. Grases, J. y Velazco, G. (2.009) MANUAL DEL

CONCRETO ESTRUCTURAL. SIDETUR, Caracas, Venezuela, Tercera Edición,

pp 32- 115.

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INVESTIGACION. Mexico DF, Mexico. Latinoamericana Editores.

Rodríguez, J. Castro, L. y Del Real, J. (2.006) PROCESOS INDUSTRIALES

PARA MATERIALES NO METALICOS. Editorial Visión Net, Madrid, España,

Segunda Edición

136

APÉNDICES

137

APÉNDICE A

PLANILLAS UTILIZADAS EN LOS ENSAYOS DE LABORATORIO.

138

Figura A. 1. Planilla de ensayo para determinar la humedad del

agregado fino.

EMPRESA: OBRA:

MUESTRA: PROCEDENCIA:

UBICACIÓN: FECHA:

Nº DE LA MUESTRA

Nº DE CAPSULA

PESO TOTAL HÚMEDO WTH

PESO TOTAL SECO WTD

PESO DE LA CAPSULA T

PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD

PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T

% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100

Nº DE LA MUESTRA

Nº DE CAPSULA

PESO TOTAL HÚMEDO WTH

PESO TOTAL SECO WTD

PESO DE LA CAPSULA T

PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD

PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T

% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100

Nº DE LA MUESTRA

Nº DE CAPSULA

PESO TOTAL HÚMEDO WTH

PESO TOTAL SECO WTD

PESO DE LA CAPSULA T

PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD

PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T

% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100

REALIZADO POR: Julio González

FECHA:

Pág. 1 de 1

CONTENIDO DE HUMEDAD DETERMINACIÓN EN

LABORATORIO

(ASTM D2216-92)

ING-SUE-04

Fecha elab.

2002

Última

Rev.#####

CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%

Humedad Natural

CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%

CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: laboratorio@ingecontrol.com

Leudas Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno

FECHA:

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

REVISADO POR:

RIF: 09502546-2

FECHA:

139

Figura A. 2. Planilla de ensayo para determinar la composición

granulométrica de agregado fino para concreto.

MUESTRA: FECHA:

TamizPasante

(%)

3/4" 100,0 100 100

1/2" 100 100

3/8" 100,0 100 100

Nº 4 99,4 95 100

Nº 8 94,8 80 100

Nº 16 74,5 50 85

Nº 30 35,9 25 60

Nº 50 12,7 10 30

Nº 100 3,1 2 10

pasa Nº 100

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: laboratorio@ingecontrol.com

REALIZADO POR: REVISADO POR: APROBADO POR:

Fecha: Fecha: Fecha:

19,6 2,5 99,4

Módulo de

finura

769,9

2,8

301,0 38,6 64,1

181,4 23,3 87,3

74,4 9,5 96,9

Peso muestra después de lavarla 774,8 35,7 4,6 5,2

OBSERVACIONES 157,8 20,2 25,5

Peso pasa Nº 4 0,0 0,0 0,0

Peso muestra antes de lavarla 779,4 4,9 0,6 0,6

Peso neto muestra 0,0 0,0 0,0

Peso retenido acumulado Nº 4 0,0 0,0 0,0

PROCEDENCIA: Arena lavada 21/01/2014

Pesos (grs.)Peso Ret.

(grs.)

Retenido

(%)

Retenido

Acum. (%)

Límites para

ag. finos

OBRA: Tesis de grado EMPRESA: Tesista U.DO

ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN

GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS FINO PARA

CONCRETO

( ASTM C 136) (AASHTO T-27)

ING-CON-09

Fecha elab. 2002

Última

Rev. enero-07

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100

% P

a s a

n

t e

T a m i z

LF LG

Límites para agregados fino

ASTM C33

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

Σ % retenido acumulado / 100 =

140

Figura A. 3. Planilla de ensayo para determinar el peso unitario.

MUESTRA:

UBICACIÓN: FECHA:

1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.

2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGUA cm3

3.- PESO NETO DEL AGUA Kg.

4.- TEMPERATURA DEL AGUA ºC

5.- PESO UNITARIO DEL AGUA Kg.

6.- FACTOR DE CALIBRACIÓN (5/3) (1)

m3

Ensayo

Nº 1

Ensayo

Nº 2

Ensayo

Nº 3

Ensayo

Nº 4

1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.

2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGREGADO COMPACTADO Kg.

3.- PESO NETO AGREGADO COMPACTADO Kg.

4.- PESO UNITARIO COMPACTO Kg/m3

Ensayo

Nº 1

Ensayo

Nº 2

Ensayo

Nº 3

Ensayo

Nº 4

1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.

2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGREGADO SUELTO Kg.

3.- PESO NETO AGREGADO SUELTO Kg.

4.- PESO UNITARIO SUELTO Kg/m3

Kg/m3

Kg/m3

OBSERVACIONES:

FECHA:

DETERMINACION DEL

PESO UNITARIO

(COVENIN 263)

(ASTM C29)

ING-CON-07

Fecha elab. 2002

Última

rev.enero-07

24

EMPRESA: Tesista U.DO OBRA:

Arena lavada PROCEDENCIA:

Tesis de grado

21/01/2014

3,340

6,366

3,026

997,54

329,66

PESO UNITARIO COMPACTO

3,340

7,628 7,492 7,617 7,537

4,288 4,152 4,277 4,197

1.414 1.369 1.410 1.384

PESO UNITARIO SUELTO

3,340

7,262 7,148 7,215 7,165

3,922 3,808 3,875 3,825

1.293 1.255 1.277 1.261

PESO UNITARIO COMPACTO 1.394

PESO UNITARIO SUELTO 1.272

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: laboratorio@ingecontrol.com

REALIZADO POR: REVISADO POR: Jesús Gutiérrez APROBADO POR: Leudis Astudillo

21/01/2014 FECHA: 21/01/2014 FECHA: 21/01/2014

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

INGENIERÍA DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

RIF: J- 09502546-2

141

Figura A. 4. Planilla de ensayo para determinar el peso específico del agregado fino.

OBRA:

PROCEDENCIA:

IDENTIFICACION DE LA MUESTRA: FECHA:

2- DATOS

2.1 PESO DEL PICNOMETRO VACIO WO = Grs.

2.2 PESO DEL PICNOMETRO + PESO ARENA W2 = Grs.

2.3 PESO DEL PICNOMETRO + ARENA + AGUA Wp = Grs.

2.4 PESO ARENA SECA + TARA W3 = Grs.

2.5 PESO DEL PICNOMETRO + AGUA Wa = Grs.

2.6 PESO TARA W t= Grs.

3- CALCULOS

3.1 PESO ARENA (SATURADA CON SUPERFICIE SECA)

W = W2 - WO = 572,9 94,2 478,7 Grs.

3.2 PESO ARENA SECA

W1 = W3 - W t = 693,8 217,7 476,1 Grs.

3.3 PESO ESPECIFICO

W1 476,1

Wa + W - Wp 657,2 478,7 953,8

3.4 PESO ESPECIFICO (SATURADO CON SUPERFICIE SECA)

W 478,7

Wa + W - Wp 657,2 478,7 953,8

3.5 PESO ESPECIFICO APARENTE

W1 476,1

Wa + W1 - Wp 657,2 476,1 953,8

3.6 ABSORCION

W - W1 478,7 476,1

W1 476,1

FECHA: FECHA:

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edificio Ingecontro l, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347

E-mail: laboratorio@ingecontro l.com

REALIZADO POR: REVISADO POR: Jesús Gutiérrez APROBADO POR: Leudis Astudillo

21/01/2014 21/01/2014 FECHA: 21/01/2014

2,614

2,629

2,652

* 100 * 100 0,55

217,7

EMPRESA:

Arena lavada 21 de enero del 2014

94,2

572,9

953,8

693,8

657,2

Tesista U.DO Tesis de grado

DETERMINACION DEL PESO

ESPECIFICO DEL AGREGADO FINO

(COVENIN 268) (ASTM C128)

ING-CON-04

Fecha elab. 2002

Última

rev.enero-07

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.INGENIERÍA DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

RIF: J- 09502546-2 NIT: 0012975465

142

Figura A. 5. Planilla de ensayos a la compresión de bloques de concreto

UD

321, Z

ona Industr

ial M

ata

nzas, Edif. In

gecontr

ol. T

el. 0

286-9

941884 / 9

941883 Fax. 9941347 E-m

ail:

labora

torio@

ingecontr

ol.com

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CM

P-1

50

Modelo

/ tip

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Co

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:1235

Serial N

º

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LC

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794

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2)

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(Kg

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2)

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(Kg

./cm

2)

9,5

58

17

,92

39

,42

14

,88

9,1

84

17

,96

39

,40

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84

17

,98

39

,38

14

,84

9,6

65

18

,01

39

,41

14

,87

Húm

edo

Seco

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Fecha:

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Blo

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Peso (

gr)

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(gr)

(%)

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1-1

61

2,1

54

7,5

64

,61

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EN

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4282)

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N-0

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2002

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30

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RIF

: J

-0

95

02

54

6-2

143

APÉNDICE B

RESULTADOS DE LOS ENSAYOS DE LABORATORIO.

144

Figura B. 1 Humedad del agregado fino.

EMPRESA: OBRA:

MUESTRA: PROCEDENCIA:

UBICACIÓN: FECHA:

Nº DE LA MUESTRA

Nº DE CAPSULA 446 448

PESO TOTAL HÚMEDO WTH 170,69 168,48

PESO TOTAL SECO WTD 169,02 166,73

PESO DE LA CAPSULA T 34,69 34,51

PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD 1,67 1,75

PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T 134,33 132,22

% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100 1,2 1,3

Nº DE LA MUESTRA

Nº DE CAPSULA

PESO TOTAL HÚMEDO WTH

PESO TOTAL SECO WTD

PESO DE LA CAPSULA T

PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD

PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T

% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100

Nº DE LA MUESTRA

Nº DE CAPSULA

PESO TOTAL HÚMEDO WTH

PESO TOTAL SECO WTD

PESO DE LA CAPSULA T

PESO DEL AGUA WW = WTH-WTD

PESO DEL SUELO SECO Wd = WTD-T

% DE HUMEDAD W% = Ww/Wd*100

REALIZADO POR: Julio González

FECHA:

Pág. 1 de 1

CONTENIDO DE HUMEDAD

DETERMINACIÓN EN

LABORATORIO

(ASTM D2216-92)

ING-SUE-04

Fecha elab.

2002

Última

Rev.#####

CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W% 1,3

Pasantes, U.DO Tesis de Grado

Arena de rio

19-ene-15

Humedad Natural

CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%

CONT. DE HUMEDAD PROMEDIO W%

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: laboratorio@ingecontrol.com

Leudas Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno

19-ene-15 19-ene-15 FECHA: 19-ene-15

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

REVISADO POR:

RIF: 09502546-2

FECHA:

145

Figura B. 2 Composición granulométrica del agregado fino.

MUESTRA: FECHA:

TamizPasante

(%)

3/4" 100,0 100 100

1/2" 100 100

3/8" 100,0 100 100

Nº 4 98,0 95 100

Nº 8 90,8 80 100

Nº 16 69,2 50 85

Nº 30 30,7 25 60

Nº 50 10,7 10 30

Nº 100 3,0 2 10

pasa Nº 100

19-ene-15

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: laboratorio@ingecontrol.com

REALIZADO POR: REVISADO POR: Leudis Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno

Fecha: Fecha: 20-ene-15 Fecha: 20-ene-15

18,1 2,2 99,1

Módulo de

finura

814,8

3,0

323,5 38,6 69,3

167,8 20,0 89,3

64,3 7,7 97,0

Peso muestra después de lavarla 831,7 60,6 7,2 9,2

OBSERVACIONES 180,5 21,5 30,8

Peso pasa Nº 4 0,0 0,0 0,0

Peso muestra antes de lavarla 838,9 16,9 2,0 2,0

Peso neto muestra 0,0 0,0 0,0

Peso retenido acumulado Nº 4 0,0 0,0 0,0

PROCEDENCIA: Arena de rio 19/01/2015

Pesos (grs.)Peso Ret.

(grs.)

Retenido

(%)

Retenido

Acum. (%)

Límites para

ag. finos

OBRA: Tesis de grado EMPRESA: Tesistas, U.DO

ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN

GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS FINO PARA

CONCRETO

( ASTM C 136) (AASHTO T-27)

ING-CON-09

Fecha elab. 2002

Última

Rev. enero-07

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100

% P

a s a

n

t e

T a m i z

Curva granulométrica LG LF

Límites para agregados fino

ASTM C33

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

Σ % retenido acumulado / 100 =

146

Figura B. 2 Composición granulométrica del vidrio.

MUESTRA: FECHA:

TamizPasante

(%)

3/4" 100,0 100 100

1/2" 100 100

3/8" 100,0 100 100

Nº 4 98,6 95 100

Nº 8 84,7 80 100

Nº 16 59,2 50 85

Nº 30 43,7 25 60

Nº 50 16,3 10 30

Nº 100 5,7 2 10

pasa Nº 100

26-ene-15

OBRA: Tesis de grado EMPRESA: Tesista, UDO

ENSAYO PARA DETERMINAR LA COMPOSICIÓN

GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS FINO PARA

CONCRETO

( ASTM C 136) (AASHTO T-27)

ING-CON-09

Fecha elab. 2002

Última

Rev. enero-07

PROCEDENCIA: Vidrio Triturado 26/01/2015

Pesos (grs.)Peso Ret.

(grs.)

Retenido

(%)

Retenido

Acum. (%)

Límites para

ag. finos

Peso retenido acumulado Nº 4 0,0 0,0 0,0

Peso neto muestra 0,0 0,0 0,0

Peso muestra antes de lavarla 146,5 2,02 1,4 1,4

Peso pasa Nº 4 0,00 0,0 0,0

94,3

Peso muestra después de lavarla 146,5 20,35 13,9 15,3

OBSERVACIONES 37,35 25,5 40,8

8,30 5,7 99,9

Módulo de

finura

144,4

2,9

22,76 15,5 56,3

40,10 27,4 83,7

15,55 10,6

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: laboratorio@ingecontrol.com

REALIZADO POR: REVISADO POR: Leudis Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno

Fecha: Fecha: 27-ene-15 Fecha: 27-ene-15

0,0

10,0

20,0

30,0

40,0

50,0

60,0

70,0

80,0

90,0

100,0

3/4" 1/2" 3/8" Nº 4 Nº 8 Nº 16 Nº 30 Nº 50 Nº 100

% P

a s a

n

t e

T a m i z

Curva granulométrica LG LF

Límites para agregados fino

ASTM C33

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

Σ % retenido acumulado / 100 =

147

Figura B. 3 Peso unitario del agregado fino.

MUESTRA:

UBICACIÓN: FECHA:

1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.

2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGUA cm3

3.- PESO NETO DEL AGUA Kg.

4.- TEMPERATURA DEL AGUA ºC

5.- PESO UNITARIO DEL AGUA Kg.

6.- FACTOR DE CALIBRACIÓN (5/3) (1)

m3

Ensayo

Nº 1

Ensayo

Nº 2

Ensayo

Nº 3

Ensayo

Nº 4

1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.

2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGREGADO COMPACTADO Kg.

3.- PESO NETO AGREGADO COMPACTADO Kg.

4.- PESO UNITARIO COMPACTO Kg/m3

Ensayo

Nº 1

Ensayo

Nº 2

Ensayo

Nº 3

Ensayo

Nº 4

1.- PESO DEL RECIPIENTE Kg.

2.- PESO DEL RECIPIENTE + AGREGADO SUELTO Kg.

3.- PESO NETO AGREGADO SUELTO Kg.

4.- PESO UNITARIO SUELTO Kg/m3

Kg/m3

Kg/m3

OBSERVACIONES:

FECHA:

DETERMINACION DEL

PESO UNITARIO

(COVENIN 263)

(ASTM C29)

ING-CON-07

Fecha elab. 2002

Última

rev.enero-07

24

EMPRESA: Tesista, UDO OBRA:

Arena de rio PROCEDENCIA:

Tesis de Grado

19/01/2015

3,340

6,366

3,026

997,54

329,66

PESO UNITARIO COMPACTO

3,340

8,526 8,512 8,519 8,525

5,186 5,172 5,179 5,185

1.710 1.705 1.707 1.709

PESO UNITARIO SUELTO

3,340

8,431 8,433 8,432 8,423

5,091 5,093 5,092 5,083

1.678 1.679 1.679 1.676

PESO UNITARIO COMPACTO 1.708

PESO UNITARIO SUELTO 1.678

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edif icio Ingecontrol, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347 E-mail: laboratorio@ingecontrol.com

REALIZADO POR: REVISADO POR: Jesús Gutiérrez APROBADO POR: Leudis Astudillo

19/01/2015 FECHA: 19/01/2015 FECHA: 19/01/2015

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

INGENIERÍA DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

RIF: J- 09502546-2

148

Figura B. 4 Peso específico del agregado fino.

OBRA:

PROCEDENCIA:

IDENTIFICACION DE LA MUESTRA: FECHA:

2- DATOS

2.1 PESO DEL PICNOMETRO VACIO WO = Grs.

2.2 PESO DEL PICNOMETRO + PESO ARENA W2 = Grs.

2.3 PESO DEL PICNOMETRO + ARENA + AGUA Wp = Grs.

2.4 PESO ARENA SECA + TARA W3 = Grs.

2.5 PESO DEL PICNOMETRO + AGUA Wa = Grs.

2.6 PESO TARA Wt= Grs.

3- CALCULOS

3.1 PESO ARENA (SATURADA CON SUPERFICIE SECA)

W = W2 - WO = 601,2 96,9 504,3 Grs.

3.2 PESO ARENA SECA

W1 = W3 - W t = 719,3 217,1 502,2 Grs.

3.3 PESO ESPECIFICO

W1 502,2

Wa + W - Wp 656,7 504,3 968,3

3.4 PESO ESPECIFICO (SATURADO CON SUPERFICIE SECA)

W 504,3

Wa + W - Wp 656,7 504,3 968,3

3.5 PESO ESPECIFICO APARENTE

W1 502,2

Wa + W1 - Wp 656,7 502,2 968,3

3.6 ABSORCION

W - W1 504,3 502,2

W1 502,2

FECHA: FECHA:

Zona Industrial M atanzas Sur, UD-321, M anz. 7 Edificio Ingecontro l, Ciudad Guayana Edo. Bolívar Telfs. (0286) 9941884-9941883 Fax (0286) 9941347

E-mail: laboratorio@ingecontro l.com

REALIZADO POR: REVISADO POR: Leudis Astudillo APROBADO POR: Jorge Moreno

20/01/2015 20/01/2015 FECHA: 20/01/2015

2,606

2,617

2,635

* 100 * 100 0,42

217,1

EMPRESA:

0

Arena de rio 20 de enero del 2015

96,9

601,2

968,3

719,3

656,7

Tesistas, U.DO Tesis de Grado

DETERMINACION DEL PESO

ESPECIFICO DEL AGREGADO FINO

(COVENIN 268) (ASTM C128)

ING-CON-04

Fecha elab. 2002

Última

rev.enero-07

NGECONTROLINGENIERIA DE INSPECCION Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.INGENIERÍA DE INSPECCIÓN Y CONTROL DE CALIDAD, C.A.

RIF: J- 09502546-2 NIT: 0012975465

149

Figura B. 5 Ensayo a la compresión de bloque patrón

UD

321

, Zon

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rial M

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Edi

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3326

9,33

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154

ANEXOS

155

ANEXO Nº 1

NORMAS VENEZOLANAS COVENIN UTILIZADAS EN LA

INVESTIGACION.

156

157

158

159

160

161

162

163

ANEXO Nº 2

FOTOGRAFÍAS DE LOS ENSAYOS REALIZADOS

164

Figura 2.1 Triturado del vidrio.

Figura 2.2 Tamizado del vidrio

165

Figura 2.3 Tamizado del vidrio.

Figura 2.4 Ensayo de peso unitario.

166

Figura 2.5 Cuarteo de la arena para ensayo granulométrico.

Figura 2.6 Ensayo granulométrico.

167

Figura 2.7 Tendido de la arena para el secado.

Figura 2.7 Pesado de los materiales

168

Figura 2.8 Mezclado de los materiales.

Figura 2.9 Engrase del molde.

169

Figura 2.10 Llenado del molde.

Figura 2.11 Secado de los bloques.

170

Figura 2.12 Medición de los bloques.

Figura 2.13 Pesado de los bloques.

171

Figura 2.14 Preparación del yeso.

Figura 2.15 Bloques con yeso.

172

Figura 2.16 Ensayo a la compresión.

Figura 2.17 Ensayo a la compresion.

173

Figura 2.17 Bloque fracturado.

Figura 2.28 Bloque fracturado.

174

Figura 2.29 Bloque fracturado.

Figura 2.30 Bloque fracturado.

175

Figura 2.31 Bloque sometido a fuego.

Figura 2.32 Bloque sometido a fuego.

176

Figura 2.33 Ensayo a la compresión de bloque quemado.