UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR · 2017. 1. 11. · grijalva fernandez fernando geovanny laines...
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y
MATEMÁTICA
CARRERA INGENIERÍA CIVIL
“DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES
APLICADOS DE FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN
EN CASO DE EMERGENCIA PARA EDIFICACIONES”
TRABAJO DE GRADUACIÓN
PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO CIVIL
AUTORES
GRIJALVA FERNANDEZ FERNANDO GEOVANNY
LAINES MANGIA TATIANA BELEN
TUTOR:
ING. LASSO MOLINA CARLOS ALBERTO
QUITO - 29 DE NOVIEMBRE
2016
ii
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL
Nosotros , GRIJALVA FERNÁNDEZ FERNANDO GEOVANNY y LAINES
MANGIA TATIANA BELEN en calidad de autores del trabajo de investigación:
DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES APLICADOS DE
FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN EN CASO DE
EMERGENCIA PARA EDIFICACIONES autorizamos a la Universidad
Central Del Ecuador, hacer uso de todos los contenidos que me pertenecen o de
las partes que contiene esta obra, con fines estrictamente académicos o de
investigación.
Los derechos que como autores me corresponden, con excepción de la presente
autorización, seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en
el artículo 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes a la Ley de Propiedad Intelectual y su
Reglamento.
También, autorizo/autorizamos a la Universidad Central del Ecuador realizar la
digitalización y publicación de este trabajo de investigación en el repositorio
virtual, de conformidad a lo dispuesto en el Art. 144 de la Ley Orgánica De
Educación Superior.
Quito, 29 de noviembre del 2016
-------------------------------------- --------------------------------------
GRIJALVA FERNÁNDEZ FERNANDO LAINES MANGIA TATIANA
CI: 092366651-5 CI: 172074631-0
Fono: 0990990966 Fono: 0990821592
Correo: [email protected] Correo: [email protected]
iii
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR
En calidad de tutor del proyecto de investigación: “DISEÑO DE MORTEROS
FOTOLUMINISCENTES APLICADOS DE FORMA ORNAMENTAL Y
SEÑALIZACIÓN EN CASO DE EMERGENCIA PARA
EDIFICACIONES” presentado y desarrollado por los señores estudiantes:
GRIJALVA FERNÁNDEZ FERNANDO GEOVANNY y LAINES MANGIA
TATIANA BELEN, previo a la obtención del Título de Ingeniero Civil,
considero que reúne los requisitos necesarios.
El documento elaborado superó el control ANTIPLAGIO URKUND.
En la ciudad de Quito, a los 29 días del mes de Septiembre del 2016.
Atentamente:
-----------------------------------------
Ing. Lasso Molina Carlos Alberto
CI: 1706862065
Teléfono: 0998215715
Correo: [email protected]
iv
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Quito, Septiembre 29 del 2016
INFORME DEL TUTOR
Señorita Ingeniera
Susana Guzmán
DIRECTORA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Presente.
Señorita Directora:
Por medio de la presente, me permito entregar para su conocimiento y uso
correspondiente en la Carrera, el INFORME sobre el desarrollo y ejecución del
trabajo de Graduación realizado por la señorita LAINES MANGIA TATIANA
BELEN con cédula de identidad No.172074631-0, conformada por lo siguiente:
TEMA: " DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES
APLICADOS DE FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN
EN CASO DE EMERGENCIA PARA EDIFICACIONES".
1. REALIZACIÓN:
El trabajo de Graduación, cuyo detalle indico a continuación sobre el tema antes
mencionado, fue efectuado por la señorita LAINES MANGIA TATIANA
BELEN como estudiante de la Carrera de Ingeniería Civil, sujetándose al Plan y
contenido propuesto inicialmente; el mismo que fue aceptado y aprobado por las
respectivas instancias de la Facultad y de la Carrera. El alcance del trabajo señala
la suficiente sustentación teórica, el desarrollo conceptual y la aplicación de este
tema innovador en la Ingeniería Civil. Este trabajo contempla el diseño de
morteros fotoluminiscentes aplicados de forma ornamental y señalización en caso
de emergencia para edificaciones, donde se realizó las siguientes actividades:
v
Desarrollo de investigación bibliográfica necesaria para la ejecución del
Trabajo de Graduación, su contenido básicamente en normas relacionadas con
el tema propuesto.
Caracterización de cada uno de los elementos que conformaran este
mortero para su aplicación propuesta en laboratorio de ensayo de
materiales de la Facultad De Ingeniería Ciencia Físicas y Matemática,
Universidad Central Del Ecuador.
Determinación de la dosificación inicial para muestras de prueba.
Ensayos de compresión de probetas siguiendo la Norma Técnica
Ecuatoriana NTE INEN 488:2009/ Segunda revisión,
“DETERMINACIÓN DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE
MORTEROS EN CUBOS DE 50 mm DE ARISTA”.
Conjuntamente a la ejecución de las actividades previamente indicadas los
graduandos redactaron la memoria del Trabajo de Graduación, la cual fue
revisada y corregida analizando: el contenido, el estilo y forma; cumpliendo
con las exigencias de la redacción académica.
2. ACEPTACIÓN:
Consecuentemente y por lo expuesto sobre el contenido del documento final y sus
resultados, manifiesto que este trabajo se desarrolló de forma normal, seria,
completa y responsable; por lo que informo favorablemente sobre la ejecución y
resultados del mismo. Adjunto un ejemplar impreso de la versión final aceptada,
como evidencia del seguimiento y revisiones efectuadas, recomendando continúe
con los trámites pertinentes para la graduación de la estudiante, con lo cual la
interesada cumplirá su objetivo general y la carrera a la vez entregará a la
sociedad una nueva profesional comprometida con el bienestar y ética profesional.
Agradezco por su atención.
Atentamente,
Ing. Lasso Molina Carlos Alberto
PROFESOR - TUTOR
vi
NOTAS DE LECTORES
vii
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Quito, Septiembre 29 del 2016
INFORME DEL TUTOR
Señorita Ingeniera
Susana Guzmán
DIRECTORA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Presente.
Señorita Directora:
Por medio de la presente, me permito entregar para su conocimiento y uso
correspondiente en la Carrera, el INFORME sobre el desarrollo y ejecución del
trabajo de Graduación realizado por el señor GRIJALVA FERNANDEZ
FERNANDO GEOVANNY con cédula de identidad No.092366651-5,
conformada por lo siguiente:
TEMA: " DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES
APLICADOS DE FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN
EN CASO DE EMERGENCIA PARA EDIFICACIONES".
1. REALIZACIÓN:
El trabajo de Graduación cuyo detalle indico a continuación sobre el tema antes
mencionado, fue efectuado por el señor GRIJALVA FERNANDEZ FERNANDO
GEOVANNY como estudiante de la Carrera de Ingeniería Civil, sujetándose al
Plan y contenido propuesto inicialmente; el mismo que fue aceptado y aprobado
por las respectivas instancias de la Facultad y de la Carrera. El alcance del trabajo
señala la suficiente sustentación teórica, el desarrollo conceptual y la aplicación
de este tema innovador en la Ingeniería Civil. Este trabajo contempla el diseño de
viii
morteros fotoluminiscentes aplicados de forma ornamental y señalización en caso
de emergencia para edificaciones, donde se realizó las siguientes actividades:
Desarrollo de investigación bibliográfica necesaria para la ejecución del
Trabajo de Graduación, su contenido básicamente en normas relacionadas con
el tema propuesto.
Caracterización de cada uno de los elementos que conformaran este
mortero para su aplicación propuesta en laboratorio de ensayo de
materiales de la Facultad De Ingeniería Ciencia Físicas y Matemática,
Universidad Central Del Ecuador.
Determinación de la dosificación inicial para muestras de prueba.
Ensayos de compresión de probetas siguiendo la Norma Técnica
Ecuatoriana NTE INEN 488:2009/ Segunda revisión, “DETERMINACIÓN
DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DE MORTEROS EN CUBOS DE
50 mm DE ARISTA”.
Conjuntamente a la ejecución de las actividades previamente indicadas los
graduandos redactaron la memoria del Trabajo de Graduación, la cual fue
revisada y corregida analizando: el contenido, el estilo y forma; cumpliendo
con las exigencias de la redacción académica.
2. ACEPTACIÓN:
Consecuentemente y por lo expuesto sobre el contenido del documento final y sus
resultados, manifiesto que este trabajo se desarrolló de forma normal, seria,
completa y responsable; por lo que informo favorablemente sobre la ejecución y
resultados del mismo. Adjunto un ejemplar impreso de la versión final aceptada,
como evidencia del seguimiento y revisiones efectuadas, recomendando continúe
con los trámites pertinentes para la graduación de la estudiante, con lo cual la
interesada cumplirá su objetivo general y la carrera a la vez entregará a la
sociedad una nueva profesional comprometida con el bienestar y ética profesional.
Agradezco por su atención.
Atentamente,
Ing. Lasso Molina Carlos Alberto
PROFESOR - TUTOR
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NOTAS DE LECTORES
x
DEDICATORIA
Dedico este trabajo con profundo amor a mis padres Ramiro y Luisa, quienes han
sido el principal cimiento para la formación de mi vida profesional. Quienes con
profundo amor, consejos y paciencia me han ayudado a forjar mi camino, lo que
hoy soy es gracias a ellos.
A mis hermanos Adrián y Matías quienes indudablemente son la razón de mi vida
y quienes han sido mi apoyo incondicional.
También, dedico a mis abuelitos Segundo y María quienes con sus consejos me
han ayudado a formar la persona que soy ahora; a mi tía Irene que me ha enseñado
a luchar por mis sueños e ideales, primos y demás familiares quienes han confiado
en mí y en mis capacidades, son el tesoro más valiosa que Dios me ha dado.
Laines Mangia Tatiana Belén
xi
DEDICATORIA
“No es grande el que siempre triunfa, sino el que jamás se desalienta”
Martín Descalzo
Dedico este trabajo principalmente a Dios, por
haberme dado la vida y permitirme el haber llegado
hasta este momento tan importante de mi formación
profesional. A mi madre, por ser el pilar más
importante y por demostrarme siempre su cariño y
apoyo incondicional. A mi padre, a pesar de nuestras
distancia físicas, siento que está conmigo siempre y
aunque nos faltaron mucha cosas por vivir juntos.
A mis familiares en general por el apoyo que siempre
me brindaron día a día en el trascurso de cada año de
mi carrera Universitaria.
Fernando Geovanny Grijalva Fernández
xii
AGRADECIMIENTO
Primero agradecer a Dios, quien me dirige e ilumina cada paso que doy.
A mis padres quienes me dieron la existencia, formación y valores que me
caracteriza, por su amor incondicional, para poder obtener un futuro mejor.
A mis hermanos, porque fueron siempre mi motivación y por el apoyo absoluto
que me han brindaron.
A mis abuelitos, tíos y primos quienes no dudaron en tenderme su mano generosa.
A mis amigos y compañeros de aula con los que hemos pasado los mejores y
peores momentos.
A la Carrera de Ingeniería Civil de la Universidad Central del Ecuador por
acogerme en sus aulas.
Al Ing. Carlos Lasso y la Dra. Margarita Flor quienes nos ayudaron en la
investigación y tutoría sobre el tema.
A las personas que nos apoyaron en esta investigación como son el Ing. Guillermo
Loaiza propietario de ADMIX y al Sr. Alberto Ibarra propietario de ECUAGLOW
Laines Mangia Tatiana Belén
xiii
AGRADECIMIENTO
Este proyecto es el resultado del esfuerzo conjunto de los que formamos el grupo
de trabajo. Por esto agradezco a mis profesores a quienes les debo gran parte de
mis conocimientos, gracias a su paciencia y enseñanza; a nuestro tutor de proyecto
Ing. Lasso Molina Carlos Alberto por compartir sus conocimientos y la integridad
que ha tenido con nosotros, a la Dra. Margarita Verónica Flor Granda, al Ing.
Guillermo Loaiza propietario de ADMIX y al Sr. Alberto Ibarra propietario de
ECUAGLOW.
Son muchas las personas que han formado parte de mi vida a las que me
encantaría agradecerles su amistad, consejos, apoyo, ánimo y compañía en los
momentos más difíciles de mi vida. Algunas están aquí conmigo y otras en mis
recuerdos y en mi corazón, sin importar en donde estén quiero darles las gracias
por formar parte de mí, por todo lo que me han brindado y por todas sus
bendiciones, finalmente un eterno agradecimiento a la prestigiosa Universidad
Central del Ecuador en especial a la Facultad de Ingeniería Ciencias, Física y
Matemática la cual abrió sus puertas a jóvenes como nosotros, preparándonos para
un futuro competitivo y formándonos como personas de bien.
Mil Gracias
Fernando Geovanny Grijalva Fernández
xiv
CONTENIDO
AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL .................................................. ii
CERTIFICACIÓN DEL TUTOR ..................................................................................... iii
INFORME DEL TUTOR .................................................................................................. iv
NOTAS DE LOS LECTORES ......................................................................................... vi
INFORME DEL TUTOR ................................................................................................. vii
NOTAS DE LOS LECTORES ......................................................................................... ix
DEDICATORIA ................................................................................................................ x
AGRADECIMIENTO ..................................................................................................... xii
RESUMEN ..................................................................................................................... xix
ABSTRACT..................................................................................................................... xx
CAPITULO I: GENERALIDADES ................................................................................. 1
1.1 ANTECEDENTES ................................................................................................... 1
1.2 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................... 2
1.3 OBJETIVOS ............................................................................................................ 3
1.3.1 OBJETIVO GENERAL .................................................................................... 3
1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS ............................................................................ 3
1.4 HIPOTESIS ............................................................................................................. 3
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO................................................................................ 4
2. 1 MATERIAL FOTOLUMINISCENTE .................................................................... 4
2.1.1 FOSFORESCENCIA ....................................................................................... 4
2.1.2 FLUORESCENCIA .......................................................................................... 5
2.2 CEMENTO .............................................................................................................. 6
2.2.1. ASPECTOS GENERALES .............................................................................. 6
2.2.2 CEMENTO BLANCO ...................................................................................... 8
2.3 ARENA .................................................................................................................. 13
xv
2.3.1 TAMAÑO DE LA ARENA ............................................................................ 15
2.3.2 MÓDULO DE FINURA ................................................................................. 16
2.3.3 CURVA GRANULOMÉTRICA ..................................................................... 17
2.4 AGUA ADECUADA PARA LA MEZCLA DE MORTEROS ............................. 18
2. 5 INFLUENCIA DE LA PERCEPCIÓN VISUAL ANTE LA OBSCURIDAD ...... 19
2.6 ALUMINATO DE ESTRONCIO .......................................................................... 21
2.6.1 HISTORIA ...................................................................................................... 21
2.6.2 COMPUESTO FOTOLUMINISCENTE ........................................................ 23
2.6.3 TIEMPO DE CARGA DEL ALUMINATO DE ESTRONCIO ...................... 23
2.6.4 RESPLANDOR DEL ALUMINATO DE ESTRONCIO ................................ 23
2.7 MORTEROS .......................................................................................................... 24
2.7.1 DEFINICIÓN Y GENERALIDADES ............................................................ 24
2.7.2 MÉTODOS PARA DOSIFICACIONES DE MORTEROS ............................ 25
2.8 SEÑALÉTICA ....................................................................................................... 25
2.8.1 TIPOS DE SEÑALIZACIÓN ......................................................................... 26
CAPITULO III: ENSAYOS DE LOS MATERIALES QUE SE EMPLEAN PARA
MORTEROS FOTOLUMINISCENTES ......................................................................... 27
3.1 CARACTERÍSTICAS DEL AGREGADO ............................................................ 27
3.1.1 COLORIMETRÍA ........................................................................................... 28
3.1.2 DENSIDAD SUELTA .................................................................................... 33
3.1.3 DENSIDAD COMPACTADA ........................................................................ 36
3.1.4 PESO ESPECÍFICO ....................................................................................... 38
3.1.5 CAPACIDAD DE ABSORCIÓN.................................................................... 46
3.1.6 CONTENIDO DE HUMEDAD ...................................................................... 53
3.1.7 GRANULOMETRÍA ...................................................................................... 55
3.2 CARACTERÍSTICAS DEL CEMENTO ............................................................... 58
3.2.1 CONSISTENCIA NORMAL .......................................................................... 58
xvi
3.2.2 DENSIDAD DEL CEMENTO - MÉTODO DE LE CHATELIER Y
MÉTODO DEL PICNÓMETRO ............................................................................ 62
3.2.3 FINURA DEL CEMENTO ............................................................................. 67
3.2.4 FRAGUADO INICIAL Y FINAL ................................................................... 69
3.3 CARACTERÍSTICAS ALUMINATO DE ESTRONCIO ..................................... 72
3.3.1 CAPACIDAD DE ABSORCIÓN.................................................................... 72
3.3.2 CONTENIDO DE HUMEDAD ...................................................................... 76
CAPITULO IV: DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES ....................... 78
4.1 PREDISEÑO DEL MORTERO FOTOLUMINISCENTE..................................... 78
4.3 PROCESO DE OBTENCIÓN DEL MORTERO FOTOLUMINISCENTES Y
ENSAYO DE CUBOS ................................................................................................. 86
3.4 FICHAS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS CUBOS
FOTOLUMINISCENTES ............................................................................................ 87
4.5 RESUMEN DE COMPRESIONES A LA RESISTENCIA DEL MORTERO
FOTOLUMINISCENTE .............................................................................................. 90
CAPITULO V: ANÁLISIS TÉCNICO Y ECONÓMICO .............................................. 91
5.2 EJEMPLO APLICATIVO DEL MORTERO FOTOLUMINISCENTE ................ 92
5.2 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS (APU) PARA MORTEROS
FOTOLUMINISCENTES ............................................................................................ 95
5.3 ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS ......................................................... 99
CAPITULO VI: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS .................. 101
6.1 CURVA DE RESISTENCIA DEL MORTERO CONVENCIONAL (SIN
ALUMINATO DE ESTRONCIO) CONSERVANDO LA DOSIFICACIÓN
CONCLUYENTE ...................................................................................................... 101
6.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MORTERO FOTOLUMINISCENTE ... 107
CAPITULO VII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ................................ 108
7.1 CONCLUSIONES ............................................................................................... 108
7.2 RECOMENDACIONES ..................................................................................... 110
xvii
8. BIBLIOGRAFIA: ..................................................................................................... 111
9. ANEXOS: .................................................................................................................. 113
ANEXO 1. DETALLE DE LA FORMA DE APLICACIÓN .................................... 113
ANEXO 2. ESPECIFICACIONES DE ECUAGLOW............................................... 114
ANEXO 3. ESPECIFICACIONES CEMENTO ARGOS .......................................... 122
LISTAS DE TABLAS
Tabla 1: COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CLINKER BLANCO Y GRIS DE
CEMENTO DE PORTLAND ............................................................................... 11
Tabla 2: REQUISITOS PARA GRADACIÓN DEL ÁRIDO FINO .................... 15
Tabla 3: LIMITES ESPECIFICOS ....................................................................... 17
Tabla 4: CRITERIO DE ACEPTACIÓN DE AGUAS DUDOSAS .................... 19
Tabla 5: MORTEROS DE CEMENTO Y ARENA ............................................. 24
LISTAS DE GRÁFICAS
Grafica 1: PROCESO DE EXPLOTACIÓN DE LA CALIZA............................... 9
Grafica 2: GRANULOMETRÍA PARA ARENAS .............................................. 18
Grafica 3: FUNCIÓN DE ADOPCIÓN A LA OSCURIDAD ............................. 21
Grafica 4: CURVA EDAD DE LA MUESTRA ................................................... 90
LISTAS DE FOTOS
Foto 1: EXCAVADORA CAT 329D - L .............................................................. 14
Foto 2: TAMIZADO DEL MATERIAL .................................................................... 14
Foto 3: LLENADO DEL ENVASE DE VIDRIO CON ARENA ........................... 29
Foto 4: ADICIÓN DE SOSA CAUSTICA AL 3% ................................................... 29
Foto 5: TAMIZAJE DE LA ARENA ......................................................................... 33
Foto 6: LLENADO DEL CILINDRO......................................................................... 34
Foto 7: PESAJE DE LA MUESTRA .......................................................................... 34
xviii
Foto 8: COMPACTACIÓN POR CAPAS ................................................................. 36
Foto 9: MUESTRA SATURADA ............................................................................... 38
Foto 10: ARENA ESTADO SSS ................................................................................. 39
Foto 11: PESAJE PICNÓMETRO + ARENA + AGUA .......................................... 39
Foto 12: PESAJE DE LA MUESTRA ........................................................................ 46
Foto 13: SECADO DE LA MUESTRA ..................................................................... 53
Foto 14: TAMIZADO SERIE DE TYLER ................................................................ 55
Foto 15: MÉTODO DE VICAT .................................................................................. 59
Foto 16: DENSIDAD DEL CEMENTO .................................................................... 62
Foto 17: FINURA DEL CEMENTO .......................................................................... 67
Foto 18: APARATO DE VICAT ................................................................................ 69
Foto 19: MATERIALES PARA REALIZAR LOS ENCOFRADOS DE
MADERA ...................................................................................................................... 92
Foto 20: LLENADO DEL ENCOFRADO DE MADERA ...................................... 93
Foto 21: DESENCOFRADO DE LOS MOLDES ..................................................... 93
Foto 22: COMPARACIÓN DE MORTEROS ........................................................ 105
xix
RESUMEN
“DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES APLICADOS DE
FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN EN CASO DE
EMERGENCIA PARA EDIFICACIONES”
AUTORES:
Grijalva Fernández Fernando Geovanny
Laines Mangia Tatiana Belén
TUTOR: Ing. Lasso Molina Carlos Alberto
El presente proyecto investigativo se basa en la realización de un tipo de mortero
normalizado, utilizado en su mayoría para enlucir paredes, columnas, vigas,
nivelar pisos, entre otros. Este mismo se pueda emplear para dar un adecuado
acabado ornamental y funcionar como señalización en caso de emergencia; su
diferencia notable es en realizar el mismo mortero usual, pero cambiando el color
del cementante para su funcionalidad fotoluminiscente, para lo cual, se investigó
las propiedades físicas y mecánicas de los materiales que conforman el mortero
fotoluminiscente como son: El agregado fino (polvo de piedra), el cemento
Blanco Portland, agua y aluminato de estroncio, los mismos que fueron estudiados
en el laboratorio de ensayo de materiales, y con los resultados obtenidos de cada
elemento, se buscó una apropiada dosificación para que la misma influya en una
resistencia alta para el proyecto de morteros fotoluminiscentes.
Este diseño novedoso no necesita de mantenimiento continuo y ningún tipo de
energía que genere costos económicos para su iluminación.
Para este proyecto se optó por una forma convencional, la misma que al ser
combinada con una baldosa habitual nos proporciona un acabado arquitectónico,
ornamental atractivo o ajustado al uso que se le quiere dar.
PALABRAS CLAVES: CEMENTO BLANCO / AGREGADO FINO DE PIFO/
MORTERO FOTOLUMINISCENTE / ACABADO ORNAMENTAL/
ALUMINATO DE ESTRONCIO/ CEMENTANTE PARA MORTEROS.
xx
ABSTRACT
“DESIGN OF PHOTO-LUMINESCENT APPLIED MORTARS OF
ORNAMENTAL FORM AND SIGNPOSTING IN EMERGENCY CASE
FOR BUILDINGS”
AUTORES:
Grijalva Fernández Fernando Geovanny
Laines Mangia Tatiana Belén
TUTOR: Ing. Lasso Molina Carlos Alberto
The present investigative project is based on the accomplishment of a type of
normalized mortar, used in the main for plaster walls, columns, girders, to level
floors. It could use East itself to give suitably ended ornamental and work as
signposting in case of emergency; his notable difference is in realizing the same
usual mortar, but changing the color of the cementing for its photo-luminescent
functionality, for which, there were investigated the physical and mechanical
properties of the materials that shape the photo-luminescent mortar since are: The
fine aggregate (stone powder), the white cement Portland, water and strontium
aluminate, the same ones that were studied in the laboratory of material testing,
and with the results obtained of every element, will look for an appropriate dosing
in order that the same one influences a high resistance for the project of photo-
luminescent mortars.
This new design does not need from constant maintenance and any type of energy
that it generates economic costs for its lighting.
For this project it will be chosen for a conventional form, the same one that on
having been combined by a habitual tile provides to us the architectural finished,
ornamental attractive or exact to the use that wants to give it.
KEYWORDS: WHITE CEMENT ARGOS/ FINE AGGREGATE THE PIFO/
PHOTO-LUMINESCENT MORTAR ORNAMENTAL/ STRONTIUM
ALUMINATE/ CEMENTING FOR MORTAR.
1
CAPITULO I: GENERALIDADES
1.1 ANTECEDENTES
En el mundo entero se han producidos varios accidentes debido a la falta de
señalización en vías de evacuación de diferentes edificaciones y nuestro país no es
la excepción. Debido a los últimos acontecimientos sísmicos o sus similares
producidos en el país, se ha demostrado que en caso de emergencia, las fuentes de
energía colapsan, bloqueando así cualquier iluminación artificial, segando la
visibilidad de los ocupantes de una edificación cualquiera, entorpeciendo la
evacuación inmediata de los mismos, es por eso que nace el interés del diseño de
morteros fotoluminiscentes.
Los morteros son mezclas plásticas obtenidas con un conglomerante, arena y
agua son empleados en su mayoría para un acabado final; la fotoluminiscencia
tiene la capacidad de absorber radiación natural o artificial emitiendo un brillo
natural en la ausencia total de luz.
La señalética de seguridad empleados para casos de emergencia en inmuebles es
básica para salvaguardar la vida y la seguridad de los ocupantes de la misma. El
uso de la señalética exigida, como son las lámparas de emergencia, necesita
energía eléctrica continua para su funcionamiento pleno, lo que influye en costos
económicos adicionales para su utilización; otro implemento comúnmente
utilizado son las cintas de seguridad las mismas que exponen su iluminación
limitada en las identificaciones del letrero emergente.
Los morteros fotoluminiscentes que se emplearan a más de dar un adecuado
acabado ornamental, funcionaran como señalización, para evacuación en ausencia
total de luz artificial o natural sin incidir en costos adicionales eléctricos.
2
1.2 JUSTIFICACIÓN
La regulación en seguridad para edificaciones está dada para mejorar la calidad de
los edificios, en relación con los accidentes que se producen en su uso normal
tales como, incendios u otras catástrofes naturales que se pudiesen presentar.
Existe una falta de visibilidad producto de incendios, sismos o similares,
provocando apagones y oscuridad total, lo cual en una evacuación masiva induce
a muchos accidentes los mismos que causan la muerte o daños irreversibles en los
ocupantes de las edificaciones, es por ello que se proveerá una nueva alternativa,
como son los morteros fotoluminiscentes que se encenderán en ausencia total de
luz artificial o natural, al mismo tiempo utilizando esta ventaja como señalética de
evacuación para casos emergentes, indicando las salidas más próximas, brindando
un adecuado estándar de calidad y seguridad, que sirva a su vez de forma
ornamental tanto para espacios interiores como para exteriores, ayudando así a
mejorar los aspectos arquitectónicos de las edificaciones.
Los materiales fotoluminiscentes están compuestos de microceldas capaces de
cargarse de luz cuando se encuentra expuesto en un lugar con luminosidad
suficiente (luz natural o artificial), en caso de apagón o disminución de la fuente
luminosa, las microceldas soltarán la carga de luz almacenada durante el tiempo
suficiente para que el mensaje del señalamiento permanezca vigente.
Los morteros fotoluminiscentes a emplearse en este proyecto van a tener la misma
función que las señalizaciones convencionales que se emplean en edificaciones,
con la diferencia que este material iluminará mayores áreas facilitando con ello las
evacuaciones inmediatas.
3
1.3 OBJETIVOS
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
Diseñar morteros fotoluminiscentes aplicados de forma ornamental y señalización
para situaciones de emergencia en edificaciones.
1.3.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS
Analizar las características de los materiales a utilizar en los morteros
fotoluminiscentes.
Establecer la dosificación óptima y procedimientos para el diseño de morteros
fotoluminiscentes.
Determinar la resistencia apropiada del mortero para su utilización como
señalética aplicada en espacios transitables.
Analizar la viabilidad técnica y económica del mortero fotoluminiscente,
comparando con otros sistemas de emergencia.
1.4 HIPOTESIS
“El diseño de morteros fotoluminiscentes influirá favorablemente en la
señalización para casos de emergencia en edificaciones y forma ornamental”
4
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO
2. 1 MATERIAL FOTOLUMINISCENTE
Los materiales fotoluminiscentes es una tendencia ya existente ocupada en
distintos objetos de uso común como escapularios, muñecos infantiles, pinturas,
etc., más no ha sido introducida como un componente en el área de la
construcción de forma ornamental.
Los materiales fotoluminiscentes según la definición del Arq. Fernando Rivera
(2016): “Son los materiales que tienen la capacidad de absorber la luz ambiente,
ya sea natural o artificial; reteniendo esa energía lumínica mientras sigan
recibiendo luz y luego cuando dejan de recibirla; ya sea de noche, durante un
corte de energía eléctrica o en un incendio (cuando el humo denso cubre las
luminarias), van a exteriorizar esa energía en forma de larga luminiscencia”.
Este tipo de materiales no son empleados para iluminar los espacios donde se
requieran, sino que estos materiales emiten una luz fría y se emplean para poder
tener una orientación del mismo.
La fotoluminiscencia se emplea básicamente para señalización en áreas de
evacuación dado que es un material electro-magnético y para su carga necesita luz
natural o artificial, este tipo de materiales tiene la gran ventaja de no colapsar, ya
se encuentre de forma unitaria o en fracciones puesto que su energía es captada en
mínimas partículas y disipada durante algunas horas.
Los materiales fotoluminiscentes se presentan de acuerdo al tipo de absorción de
energía como son:
1. Fosforescencia
2. Fluorescencia
2.1.1 FOSFORESCENCIA
Según la Guía de Química (2010), dice que la fosforescencia es: “Un fenómeno
similar al de fluorescencia, en el cual ciertos electrones son excitados por la luz,
5
pasando a una órbita de mayor energía, y cuando vuelven a su estado de reposo,
liberan parte de esta energía en forma de luz”.
La fosforescencia es la propiedad que tienen algunos materiales los mismos que
emiten luz durante periodos largos de tiempo, después de finalizar su carga de una
fuente de luz ya sea natural o artificial. Los materiales que mantienen esta
propiedad se los conoce como elementos foto-reactivos1; es decir, que necesitan
de luz para adquirir esta posesión.
La luminosidad para la fosforescencia está dada por la representación de ciertos
compuestos, la presencia de iones de elementos de las tierras raras en su
estructura.
2.1.2 FLUORESCENCIA
La fluorescencia es otro tipo de fotoluminiscencia la cual se carga mediante
radiaciones electromagnéticas2 las mismas que tienen menores longitudes de
ondas y por lo tanto menor cantidad de energía. Cuando el periodo de emisión de
la luminiscencia de un determinado material es menor a 1 milisegundo (1x10-3
s),
la luminiscencia se conoce como fluorescencia.
La definición dada por parte de la Guía de Química (2010), es: “La fluorescencia
es un fenómeno por el cual algunas sustancias tienen la capacidad de absorber
luz a una determinada longitud de onda, por lo general en el rango ultravioleta, y
luego emiten luz en una longitud más larga. Dicho de otra manera, absorben
fotones con una determinada energía, y liberan fotones con menor energía. Este
proceso es casi inmediato, la luz es recibida y vuelta a emitir en millonésimas de
segundo, por lo tanto podemos decir que la fluorescencia dura tanto como el
estímulo, ya que cuando éste cesa, también cesa el fenómeno de fluorescencia.”
1Foto- reactivos: Regeneración o reactivación de compuestos mediante luz ya sea esta
natural o artificial.
2Radiaciones Electromagnéticas: Está formada por la combinación de campos eléctricos
y magnéticos, que se propagan a través del espacio en forma de ondas portadoras de
energía.
6
Para poder presenciar este fenómeno conocido como la fluorescencia se debe
cargar mediante lámparas ultravioletas ya que esta luz ayuda a la excitación de las
partículas.
La diferencia entre la fosforescencia y la fluorescencia es el tiempo de emisión de
la luz, el tiempo de carga y el tipo de energía que cada una de estas necesita.
2.2 CEMENTO
2.2.1. ASPECTOS GENERALES
El cemento es el componente de construcción más utilizado en el mundo, siendo
un material producido artificialmente mediante procesos químicos industriales
pulverizado, sea este de color gris o blanco y al añadirle agua, ya sea sólo o
mezclado con cualquier tipo de agregado para la construcción como arena, grava u
otros material similar, posee la propiedad de fraguar y endurecer incluso bajo el
agua, por sus reacciones químicas durante la hidratación y que una vez
endurecido, conserva su resistencia y firmeza.
En el área de la construcción en general cuando el cemento es mezclado con agua
y arena se forma mortero, y cuando es mezclado con arena y agregado grueso
forma un pedrusco artificial llamado concreto u hormigón.
De manera amplia el cemento se puede puntualizar como un material primordial
con propiedades adherentes que le dan la capacidad de unir fragmentos sólidos o
sus afines, para plasmar un material resistente y duradero. No obstante, los
cementos que más interesan desde el punto de vista de la tecnología del concreto
son los cementos que posean propiedades hidráulicas, es decir, que desarrollen sus
propiedades (fraguado o endurecimiento y adquisición de resistencia) cuando se
encuentran en presencia de agua, como consecuencia de la reacción química entre
los dos materiales.
Dentro de la construcción el cemento posee diversas atenciones y una de ellas y la
más utilizada es el hormigón y mortero, es por ello que el cemento tiene diferentes
composiciones de acuerdo con el uso que se lo va a dar.
7
“En 1824, Joseph Aspdin, un constructor de Leeds en Inglaterra, daba el nombre
de cemento portland y patentaba un material pulverulento que amasado con agua
y con arena se endurecía formando un conglomerado de aspecto parecido a las
calizas de la isla de Portland”. (Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones
, s.f.)
Los cementos Portland típicos son mezclas de:
Silicato tricálcico (3CaO·SiO2),
Aluminato tricálcico (3CaO·Al2O3) y,
Silicato dicálcico (2CaO·SiO2)
Estos elementos son aplicados en diferentes razones, añadiendo pequeñas
cantidades de compuestos de hierro y magnesio y para retardar el proceso de
endurecimiento se suele añadir yeso.
Los elementos que conforman el cemento son inestables que con la añadidura del
agua reorganizan su estructura. El endurecimiento preliminar del cemento se
provoca por la hidratación del silicato tricálcico, el cual forma una sílice (dióxido
de silicio) hidratada gelatinosa e hidróxido de calcio. Estas sustancias se
cristalizan, uniendo las partículas de arena, agregado grueso o sus similares para
dar como resultado una aglomeración dura. El siguiente elemento es el aluminato
tricálcico procede del mismo modo que en la primera fase, pero no favorece al
endurecimiento final de la mezcla.
El tercer elemento es el silicato dicálcico cuya hidratación actúa de modo
parecido, pero mucho más lentamente, endureciendo poco a poco durante varios
años. El proceso de protección del hormigón que hace posible el endurecimiento
de la mezcla en condiciones óptimas se conoce como curado, y durante el mismo
se desprende calor.
Procesos de producción del cemento emprende con la extracción de las materias
primas como es la roca caliza principal materia prima desde canteras más sílice
(arcilla), las calizas son grandes piedras y se consiguen como rocas mientras que
las arcillas son más sueltas y se consiguen como barros mediante perforaciones y
8
voladuras, estas son llevadas en camiones a la planta para procesos de trituración
y molienda junto con otros componentes minoritarios para formar la harina cruda,
esta es homogenizada y llevada a la parte superior de la torre de intercambio de
calor, donde se inicia el proceso de deshidratación y descarbonatación este
material pre calcinado ingresa a un horno rotatorio donde su temperatura llega
hasta 1450 °C, este producto se llama clinker que es enfriado hasta llegar a su
temperatura de 100 °C, dependiendo de los niveles de clinker y otros elementos
adicionales (escoria, sílice, puzolana, caliza, calcárea, entre otros) y a los
porcentajes utilizados de los mismos en la composición del producto final los
cementos pueden ser catalogados bajo diferentes tipos, los que pueden ser
divididos genéricamente en cementos grises y cementos blancos.
2.2.2 CEMENTO BLANCO
GENERALIDADES
El cemento blanco es una variedad de cemento portland, de un color muy claro,
empleado tanto para piezas prefabricadas como en terminados de pisos y
albañilería común, se fabrica a partir de materias primas cuidadosamente elegidas
de modo que prácticamente no contengan hierro, manganeso ni cromo, u otros
materiales que le den color.
Los componentes que conforman este tipo de cemento son: la caliza, base de
todos los cementos, el caolín siendo una arcilla blanca que no tiene ningún óxido
de hierro, pero si mucha alúmina y yeso.
Al ser aplicada esta heterogénea composición, no produjo ningún cambio en las
características específicas de este cemento, que permaneció proporcionando las
mismas capacidades de resistencia que un cemento gris tradicional.
Su blancura se consigue por medio de un proceso de preparación química, a partir
de la producción del horno de cemento, de un clinker de color blanco, en dicho
proceso, una selección severa de las materias primas y un método de producción
tecnológicamente avanzado, para posteriormente en la molienda de este clinker, se
le adiciona yeso. El clinker blanco se obtiene de una mezcla finamente dividida de
piedra caliza y arcillas blancas de tipo caolín.
9
En este tipo de cemento sus partículas, de menor tamaño que las de cemento gris,
le permiten una mejor capacidad de hidratación y propiedades específicas como
menor tiempo de fraguado y una elevada resistencia a la compresión.
El cemento blanco es un producto que difiere notablemente del cemento gris, en
los aspectos relacionados con sus costos de elaboración mucho más altos que los
del cemento gris común. Así las cosas, por su precio, características, y usos los
cementos blanco no resultan sustitutos de los cementos grises.
COMPOSICIÓN
MATERIAS PRIMAS
Caliza
La caliza es aglomerante, neutralizante, siendo el primordial componente del
cemento blanco (75 – 85%), es un tipo común de roca blanca sedimentaria
compuesta en su mayoría por carbonato de calcio, de gran pureza química (98%).
Cuando se incinera, da lugar a la cal (óxido de calcio). Otros elementos presentes
en su estructura son el óxido de hierro, fósiles y otros minerales. Estos elementos
son inevitables para la formación del clinker en las etapas posteriores.
Grafica 1: PROCESO DE EXPLOTACIÓN DE LA CALIZA
Fuente: UNACEM ECUADOR (2014)3
3 UNACEM http://www.unacem.com.ec/?page_id=5306
10
Caolín
También conocido como arcilla blanca es un tipo de arcilla muy pura, presenta un
bajo contenido de hierro, con plasticidad variable, retiene su color blanco durante
la cocción. Es el segundo compone más importante en el crudo de cemento blanco
(10 – 25 %) y aporta a éste la sílice necesaria.
Yeso
Es un mineral formado por sulfato cálcico, incoloro, blanco verdoso o castaño
que, al calentarlo a cierta temperatura y perder parte de su agua, forma una
sustancia pulverulenta, y al mezclar esta con agua, forma una masa plástica que se
endurece al secarse.
El yeso se origina en zonas volcánicas por la acción de ácido sulfúrico sobre
minerales con contenido en calcio; también se encuentra en muchas arcillas como
un producto de la reacción de la caliza con ácido sulfúrico.
Utilizado en la fabricación del cemento blanco requiere ser muy puro, con valores
que fluctúen entre un (80 y 90%) de grado de pureza. La principal función que
cumple con su adición al crudo es regular la hidratación y el fraguado del
cemento, mediante una reacción con el aluminato tricálcico. Al formar el
sulfoaluminato tricálcico, la mezcla se va hidratando poco a poco y además
acelera la hidratación del silicato tricálcico.
COMPONENTES QUÍMICOS
Todos los compuestos que establecerán la composición química del clinker de
cemento blanco resultan de la materia prima utilizada para formar el crudo,
fundamentalmente calizas y arcillas, las cuales contribuirán una serie de óxidos de
cal, sílice, aluminio y otros.
La composición química del clinker del cemento blanco obedece, pues, no sólo de
las materias primas empleadas en su fabricación, sino también de su dosificación
y de los procesos de cocido y de enfriamiento. Se debe efectuar el análisis
químico de la materia prima y conseguir los porcentajes en masa de los óxidos y
otros compuestos que contienen, para poder dosificar adecuadamente el crudo.
11
Tabla 1: COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL CLINKER BLANCO Y GRIS
DE CEMENTO DE PORTLAND
Fuente: CARACTERIZACIÓN DEL CEMENTO BLANCO, GIOVANA DAMARIS
NAVARRETE ANABALÓN, VALDIVIA-CHILE 2006; Pág. 27
Componentes Principales Químicos
Óxido cálcico (CaO),
Anhídrido silícico (SiO2) y
Óxido alumínico (Al2O).
Constituyen prácticamente más del 90% en peso del clinker de cemento y dan
lugar a la formación de los componentes mineralógicos principales del clinker. De
los óxidos principales, sólo la cal es de carácter básico y los otros son de carácter
ácido. De ellos, la sílice y la cal son los componentes activos y la alúmina actúa
como fundente.
Componentes Principales Mineralógicos
De los componentes mineralógicos principales; los silicatos tales como
Silicato tricálcico (C3S),
Silicato bicálcico (C2S) y
Aluminato tricálcico (C3A).
Suman del 60 al 80 % en su totalidad y son los comprometidos de las resistencias
mecánicas del cemento.
12
Silicato tricálcico (C3S): calificado como uno de los elementos más
determinantes del clinker, su contribución establece la rapidez de fraguado y las
resistencias mecánicas. Su cantidad en el clinker está entre el 35 y el 70%.
Silicato bicálcico (C2S): da lugar a las pocas resistencias de los primeros días,
pero luego va desarrollando paulatinamente hasta alcanzar al silicato tricálcico.
Aluminato tricálcico (C3A): contribuye poco a las resistencias pero, en presencia
de los silicatos desarrolla resistencias iniciales buenas. Su fraguado es rápido al
tomar contacto con el agua, desprendiendo una gran cantidad de calor. Para
retardar su gran acción se emplea el yeso que actúa como retardador, regulador y
normalizador del fraguado.
CONTROL DE BLANCURA Y GRADUACIÓN
Siendo el color un parámetro significativo dentro del control de calidad del
cemento blanco, este depende de los materiales y del proceso de fabricación. Los
óxidos de metal tales como hierro, manganeso, y otros influencian la blancura y el
tono del material.
La graduación siguiente se utiliza para especificar cementos por lo que se refiere a
la blancura:
Grado 1: con la blancura no menos que 80%
Grado 2: con la blancura de 75-80%
Grado 3: con la blancura de 68-75%.
El clinker blanco se produce tomando la cautela de confinar a no más del 0.15% el
contenido de compuestos ferrosos y otros compuestos metálicos pesados, cuyas
presencias dan al cemento portland común su color gris distintivo. Para lograr
esto, se empieza por seleccionar cuidadosamente las materias primas se usan
caolines y piedras calizas blancas mineralógicamente puras.
La calidad "blanca" del cemento se mide usando tres parámetros:
Pureza: indica la intensidad del tono. La pureza se evalúa en porcentaje de
color.
13
Longitud de onda dominante: la tonalidad que acompaña y caracteriza
cada superficie blanca (por esta razón, no todos los cuerpos blancos son
iguales). La longitud de la onda dominante se encuentra entre el amarillo y
el azul.
Brillantez: el poder para reflejar la luz incidente (la característica más
importante de los cuerpos blancos), expresada como la diferencia en
porcentaje entre la luz reflejada por una superficie blanca y aquella
reflejada por una superficie similar de óxido de magnesio,
tradicionalmente considerado el cuerpo blanco ideal.
En cualquier caso, en lo que respecta a los cementos, la característica
colorimétrica puede representarse únicamente mediante los parámetros de
brillantez y pureza. El parámetro longitud de onda básica, que normalmente se
requiere para los diferentes polvos en los cementos, permanece básicamente igual
(para cementos ordinarios, l = 577 ± 2 nm; para cementos blancos, l = 567 ± 2
nm).
2.3 ARENA
Por miles de años, las arenas y gravas han sido usadas en la construcción de
caminos, edificaciones, muros de contención, represas. Hoy en día, la demanda de
estos áridos4 continúa aumentando dado que de estos depende la calidad de
hormigones y morteros que se colocaran en obra. Los operadores de minas o
canteras de materiales de construcción deben trabajar conjuntamente con los
municipios y las leyes que rigen para aguardar la seguridad de las personas que
trabajan ahí y la calidad de materiales que se están expendiendo ya que este
material debe cumplir con las normas y especificaciones de calidad.
El equipo que se emplean en las canteras para extracción de materiales es
normalmente una excavadora y una cargadora las que permiten la extracción
desde el banco del material, para después proceder con el tamizaje del material.
4 Árido: Elementos conformados por grava y arena, dependiendo su granulometría.
14
Foto 1: EXCAVADORA CAT 329D - L
Fuente: Autores
Para poder realizar el tamizado del material este se lo hace por gravedad en el
punto mismo de la cantera, para luego ser distribuido de acuerdo al tamaño de
grano que se requiera. Este proceso es muy importante dado que de esto
dependerá la calidad de hormigones o morteros que se desee para la puesta en
obra.
Foto 2: TAMIZADO DEL MATERIAL
Fuente: Autores
15
Obteniendo un árido de buena calidad se puede garantizar la economía y la vida
útil del elemento donde se coloque dicho material, dado que si el árido obtenido
cumple con las especificaciones técnicas garantizara un ahorro sustancial en el
cemento cumpliendo con las especificaciones dadas y resistencias más altas para
el mortero.
Las arenas que se consideran de buena calidad son aquellas que no contengan
arcillas, limos y materias orgánicas, dado que esto afectara a la resistencia del
mortero. La humedad que contenga el material es importante ya que esto influirá
en la dosificación que se desee obtener.
2.3.1 TAMAÑO DE LA ARENA
La composición, tamaño y forma de agregado influye en la calidad y resistencia
del mortero a colocarse. La granulometría de los áridos es el parámetro más
importante al hacer hormigones o morteros, dado que de esta dependerá la
dosificación que se desee cumplir.
Los requisitos para gradación de áridos esta especificados en la Norma Técnica
Ecuatoriana INEN 872 (2011); la NTE INEN 696:2011 tiene como objetivo
establecer el método de ensayos para determinar la distribución granulométrica de
los agregados.
Tabla 2: REQUISITOS PARA GRADACIÓN DEL ÁRIDO FINO
Fuente: NTE INEN 872 (2011)
16
“Entre dos tamices cualquiera consecutivo de aquellos que se indican en la Tabla
1 no debe quedar retenido más del 45% del árido fino, y su módulo de finura no
debe ser menor de 2,3 mi mayor de 3,1.
El árido fino que no cumpla con los requisitos granulométricos y de módulo de
finura puede ser utilizado, siempre que mezclas de prueba preparadas con este
árido fino, cumplan con los requisitos de las especificaciones particulares de la
obra”.
2.3.2 MÓDULO DE FINURA
El módulo de finura no es un índice de granulometría, da una idea del grosor o
finura del agregado. Tiene una repercusión en la demanda de agua y, en
consecuencia, en la trabajabilidad, por lo que si hubiese una variación
significativa en la granulometría del agregado deben hacerse ajustes en el
contenido de cemento y agua para conservar la resistencia.
Módulo de finura del agregado fino (MF):
Es la finura promedio del material que se desea emplear; se calcula sumando los
porcentajes acumulados de las mallas Nº 4, Nº 8, Nº 16, Nº 30, Nº 50 y Nº 100 de
la serie de tamices normalizados y dividiendo su suma para 100.
𝑴𝑭 = Σ % ret. Acum. en la seria estandar (desde el Nº4 hasta el Nº100)
100
Módulo de finura del agregado grueso (MF):
Se calcula con la suma de los porcentajes retenidos acumulados de las mallas
estándar para el agregado total todo entre 100.
𝑴𝑭 = Σ % ret. Acum. ( 3"; 1 1/2"; 3/4"; 3/8"; Nº4; Nº8; Nº16; Nº30; Nº50; Nº100)
100
17
2.3.3 CURVA GRANULOMÉTRICA
La curva granulométrica es la representación gráfica de los resultados logrados en
un laboratorio, cuando se analiza la estructura de los agregados desde el punto de
vista del tamaño de las partículas que lo forman.
Son útiles para distinguir la composición de áridos distintos, tiene como ventajas
la identificación inmediata del porcentaje de gruesos y finos.
La curva está representada en las ordenadas el porcentaje que pasa acumulado por
cada tamiz, mientras que en las abscisas a escala logarítmica representa a las
aberturas del tamiz.
Esta función se logra al comparar los valores del porcentaje acumulado pasante
con el tamaño de partícula.
El agregado fino deberá estar graduado dentro de los límites siguientes:
Tabla 3: LIMITES ESPECIFICOS
Malla Porcentaje que pasa
9.5 mm 3/8” 100
4.75 mm No. 4 95 a 100
2.36 mm No. 8 80 a 100
1.18 mm No. 16 50 a 85
600 μm No. 30 25 a 60
300 μm No. 50 10 a 30
150 μm No. 100 2 a 10
18
Grafica 2: GRANULOMETRÍA PARA ARENAS
Fuente: ESTUDIO GRANULOMÉTRICO DE LOS ÁRIDOS5
2.4 AGUA ADECUADA PARA LA MEZCLA DE MORTEROS
El agua que se emplea para realizar hormigones o morteros no deben tener
sustancias en suspensión o partículas disueltas dado que esto afectara al fraguado
del cemento y por ende al desempeño del elemento estructural donde se coloque
dicho material.
El agua potable es una de las mejores opciones para poder emplear en la mezcla
para hormigones y morteros ya que esta es incolora, insípida, inodora y sobre todo
no contiene materia orgánica.
La Norma Técnica Ecuatoriana especifica que: “Agua.- NTE INEN 1108. Si el
agua no es potable y proviene de fuentes naturales debe enviarse a un laboratorio
químico para que verifique que no contiene concentraciones peligrosas de
5 Estudio Granulométrico de los Áridos:
http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/LECCION3.MaterialesPetreosNATURALES.5-
ARIDOS.HORMIGONES.Granulometria.pdf
19
sulfatos u otras substancias químicas que puedan ser dañinas para el hormigón o
el acero de refuerzo. El agua cuya calidad sea cuestionable debe sujetarse a los
criterios de aceptación de la tabla 1. Si la concentración de sulfatos solubles
(SO4) es mayor a 150 ppm se debe seguir las recomendaciones del ACI 225R”
Tabla 4: CRITERIO DE ACEPTACIÓN DE AGUAS DUDOSAS
Fuente: NTE INEN 1108
El mayor problema que se presenta en los hormigones y morteros es la
dosificación del agua debido a que si esta se coloca en exceso al evaporarse deja
orificios los mismos que reducen la resistencia; pero si se coloca cantidades
mínimas de agua esta material no es trabajable y su colocación en obra sería muy
difícil. El agua que va a contener el mortero debe ser en proporción con las
relaciones de hidratación del cemento.
El agua de mezclado para hormigones y morteros permite que el cemento
desarrolle su capacidad de ligante.
2. 5 INFLUENCIA DE LA PERCEPCIÓN VISUAL ANTE LA
OBSCURIDAD
La visión humana sufre grandes variaciones al momento que la percepción visual
se encuentra adaptada a un ambiente totalmente iluminado y pasa
repentinamente a un corte de luz, en ese instante es cuando no se logra visualizar
con facilidad los elementos que se encuentran en el entorno, es cuando interviene
la fotoluminiscencia, la misma que es fácilmente identificable por la emisión de
luminosidad que arroja en un ambiente de total oscuridad.
20
Como lo describe la autora Cecilia M. Alonso (2012): "La percepción visual es la
interpretación o discriminación de los estímulos externos visuales relacionados
con el conocimiento previo y el estado emocional del individuo"
La visión del ojo humano tiene distintos receptores que atraen a la emisión de la
luz estos se los conoce como conos y bastones; los conos son los que receptan los
colores que se pueden ver fácilmente en la claridad a estas condiciones se las
conoce como fotópicas6, los bastones son mucho más sensibles al brillo mas no a
los colores a esta también se la conoce como visión escotópica7 la misma que
ayuda a visualizar las cosas a muy bajos niveles de iluminación.
Cuando se pasa de un lugar iluminado a uno totalmente oscuro la vista sufre
distintos fenómenos complejos los mismos que son explicados por el Dr. Antonio
Aznar Casanova (2012):
1. Dilatación de la pupila, hasta llegar a 9 mm, aproximadamente, de
diámetro.
2. Transcurridos unos 3-4 minutos (de permanencia en el cuarto oscuro),
disminuye el umbral de excitabilidad de los conos, o lo que es lo mismo,
aumenta la sensibilidad de éstos a la luz.
3. Paralelamente, va disminuyendo el umbral de excitabilidad de los
bastones (es decir, aumenta la sensibilidad de éstos), hasta alcanzar la
máxima sensibilidad cuando han transcurrido unos 20-30 minutos (de
permanencia en el cuarto oscuro).
Estos dos procesos, ocurren en los conos y bastones, al representarlos
gráficamente, permiten obtener la Función de adaptación a la oscuridad,
compuesta por dos tramos curvilíneos, a saber, la curva de adaptación de los
receptores fotópicos y la curva de adaptación de los receptores escotópicos
6 Fotópicas.- Es la percepción visual que se produce con niveles de iluminación diurnos
7 Escotópica.- Percepción visual que se produce con niveles muy bajos de iluminación
21
Grafica 3: FUNCIÓN DE ADOPCIÓN A LA OSCURIDAD
Fuente: PSICOLOGÍA DE LA PERCEPCIÓN VISUAL (2012)
Dr. Antonio Aznar Casanova (2012): http://www.ub.edu/pa1/node/adaptacion
Este efecto ya fue descrito en 1825 por Johann Purkinje, quien afirmó que:
"conforme disminuye la intensidad luminosa, los colores cuya longitud de onda es
más corta, dejan de percibirse más tarde que los colores de longitud de onda
larga". Este fenómeno es conocido habitualmente como Efecto de Purkinje.
2.6 ALUMINATO DE ESTRONCIO
2.6.1 HISTORIA
Existieron muchos materiales fosforescentes que se descubrieron en el transcurso
de los años. El Dr. Carlos Rodríguez García investigo a lo largo del trascurso de la
historia este tipo de materiales que contienen fosforescencia.
22
En 1602 fue el primer descubrimiento por parte de un zapatero italiano de nombre
Vincent Cascariolo quien encontró una piedra que brillaba en la oscuridad y se lo
denotó como el mineral barita la misma que es el sulfato de bario (BaSO4).
Pasaron los años y en 1939 la familia de compuestos basados en ZnS (sulfuro de
cinc) fue ampliamente estudiada, particularmente el sulfuro de cinc dopado con
impurezas de cobre. Este material emitía fosforescencia en verde (500 nm)8, y su
tiempo de persistencia es de 40 minutos.
Para poder llegar a este compuesto el Profesor Frank de Copenhague explica que:
“Se pesan 100 gramos de sulfuro de zinc seco de buena pureza. Se disuelven
0,016 gramos de sulfato de cobre y 2 gramos de cloruro de sodio en 40 cc de
agua y se añaden al sulfuro de zinc. Se mezclan íntimamente y se calientan hasta
que el agua se evapore totalmente. El cloruro sódico actúa como fundente y
también cede cloro que actúa como coactivador9. Se pone la mezcla en un crisol
de cuarzo y se compacta para evitar que actuara el aire, en la capa superior se
añaden 0,1 gramos de azufre y se tapa el crisol lo mejor posible. La mezcla se
mete en el horno y se calcina durante 90 minutos a 1000 ºC” (Copenhague.,
2015)
En 1996 Matzukawa reportó un nuevo compuesto sin sulfuro, el aluminato de
estroncio con impurezas de europio y disprosio mostraba una fosforescencia
brillante en verde (520 nm) y un tiempo de persistencia de 16 horas.
Unos años después se descubrió el compuesto aluminato de calcio impurificado
con cerio y neodimio que emite una fosforescencia azul profunda (420 nm) y
tiempo de persistencia similar.
Poco después, se descubrió otro tipo de aluminato de estroncio exhibiendo una
fosforescencia extraordinaria en verde azulado (495 nm) y con un tiempo de
persistencia de 20 horas. (García, 2014)
8 nm: Nanómetro.- Mide la longitud de onda que emite la luz.
9 Coactivador.- Es una proteína que incrementa la expresión génica mediante su unión a
un activador
23
2.6.2 COMPUESTO FOTOLUMINISCENTE
El compuesto a emplear para obtener el efecto de fotoluminiscencia es Aluminato
de Estroncio cuya fórmula es SrAlO3.
En promedio se recomienda utilizar del 10 % al 50 % en peso al elemento a
aplicarse, puesto que es la mejor relación de mezcla para obtener una irradiación,
de acuerdo al uso que se le quiera dar.
Un kilogramo de aluminato de estroncio puede cubrir un área de
aproximadamente 6 a 8 metros cuadrados con un espesor de 1mm, un gramo
cubre aproximadamente 25 cm cuadrados con el mismo espesor.
2.6.3 TIEMPO DE CARGA DEL ALUMINATO DE ESTRONCIO
El Aluminato de Estroncio (SrAlO3) responde mejor a las fuentes de luz rica en
rayos ultravioleta como la luz solar, lámparas negras y lámparas halógenas.
Cuando se emplea unas lámparas de tungsteno (bombillas típicas del hogar) tardan
más en recargarse el aluminato debido a que la salida de rayos UV son más bajas.
Las lámparas fluorescentes, que son ricas en UV, proporcionan mayor cantidad de
radiación y más rápido cuando el producto es colocado cerca de ellos.
Para la carga cuando se realiza con luz natural; es decir, luz del sol se
requiere 5 minutos.
Para luz negra10
se deberá cargar de 5 a 10 minutos.
Luz normal en ambientes sombríos se requiere de 20 a 30 minutos.
Cabe recalcar que el aluminato de estroncio se lo puede cargar con cualquier tipo
de luz.
2.6.4 RESPLANDOR DEL ALUMINATO DE ESTRONCIO
La luminosidad que emite el aluminato de estroncio está en función del porcentaje
óptimo que se coloque en la muestra, dado que si se emplea menor a este
porcentaje optimo la luminosidad no será homogénea; es decir, habrá resplandor
10
Luz negra.- El nombre común para lámparas que emiten radiación electromagnética
24
en ciertas áreas; en cambio sí se coloca mayor porcentaje que el óptimo de
aluminato de estroncio la intensidad será la misma.
2.7 MORTEROS
2.7.1 DEFINICIÓN Y GENERALIDADES
Los morteros son mezclas plásticas que están conformadas de arena, cemento y
agua, esta aglomerante sirve para unir piedras, ladrillos y revestimientos como son
los enlucidos.
La definición tomada sobre morteros está dada en el libro de Materiales para
Construcción y Edificaciones de Obras Civiles “Mortero: mezcla compuesta por
un material conglomerante o aglomerante (no tiene que ser cemento), cargas
minerales inertes, naturales o artificiales, agua, aditivos y/o adiciones, en su
caso.” (Escobar, 2010)
Los morteros se los puede realizar en distintas dosificaciones así tenemos por
ejemplo: 1:1; 1:2; 1:3; 1:4; 1:5; 1:6; 1:7, 1:8, estos son los más empleados y la
forma de cálculo se encuentra especificada en la Norma Técnica Ecuatoriana
INEN 2518 .
Tabla 5: MORTEROS DE CEMENTO Y ARENA
Fuente: INGENIERIA RURAL.COM
25
2.7.2 MÉTODOS PARA DOSIFICACIONES DE MORTEROS
Para poder dosificar los morteros se debe tener en cuenta el contenido de humedad
del árido que se va a emplear, al igual se debe considerar la consistencia normal
del cemento ya que con esto nos ayudara a obtener la cantidad exacta de agua para
la mezcla.
Cuando se realizan mezclas con exceso de cemento se presentan fisuras en el
elemento a aplicarse ya que este se retrae y hay que considerar que también va a
existir un aumento considerable en los costos de dicho elemento. Por otro lado al
tener exceso de agua la resistencia se ve afectada.
2.8 SEÑALÉTICA
La señalética de emergencia es un conjunto de caracteres de plástico u otros
materiales no inflamables, los mismos que deben ser puestos en puntos visibles y
de fácil acceso dado que estos indicaran las salidas de emergencias, extintores,
sirenas. Las señalética empleada en edificios, oficinas y edificaciones de uso
exclusivo como son los hospitales son el primer material de protección contra
incendios.
La señalética empleada en edificaciones o en cualquier área de evacuación: “Da
como resultado unos elementos capaces de permanecer iluminados ante
situaciones de emergencia en caso de cortes eléctricos, facilitando la
identificación de equipos e instalaciones de seguridad y las vías de evacuación”.
(Interempresas net Seguridad, 2015)
Una de las principales funciones que tienen la señalización de emergencia es
salvaguardar vidas ya que estos ayudaran a una evacuación inmediata.
Las señales fotoluminiscentes son las más empleadas dado que estas funcionan en
caso de apagones de una mejor manera ya que estas se auto iluminan en la
oscuridad brindando así una fácil evacuación.
26
2.8.1 TIPOS DE SEÑALIZACIÓN
Los tipos de señalización que se emplea en edificaciones de uso normal y especial
son las siguientes:
1. Señales de equipo contra incendio.
2. Carteles fotoluminiscentes de pulsador de alarma.
3. Señalización de salida.
4. Cartel con flecha de salida.
5. Señales de emergencia de escaleras.
6. Carteles de no utilización en caso de incendios.
7. Señales de sin salida.
Para poder cumplir con todas las ordenanzas implantadas por el Cuerpo de
Bomberos la señalización de emergencia se deberá acoger a las NORMAS INEN
ISO 3064 “Señalización” y a la Ordenanza Metropolitana Nº 470 la misma que
contempla las Normas Técnicas para estos casos.
La ordenanza Nº 3746 Del Consejo Metropolitano de Quito en las Normas de
Arquitectura y Urbanismo Art 116.- Vías de Evacuación, contempla todo lo
referente a distancias máximas de evacuación, tipo de vías de evacuación y
pendientes máximas en vías de evacuación.
27
CAPITULO III: ENSAYOS DE LOS MATERIALES QUE SE EMPLEAN
PARA MORTEROS FOTOLUMINISCENTES
3.1 CARACTERÍSTICAS DEL AGREGADO
El agregado fino que se va a emplear para la investigación es el polvo de piedra de
la cantera de HOLCIM del sector de Pifo, dado que son los que tienen mayor
demanda para la construcción, en el sector oriental y centro de la Provincia de
Pichincha. La cantera tiene presencia de rocas volcánicas y su explotación es a
cielo abierto.
La cantera de HOLCIM se encuentra ubicada en el sector de Pifo, en la provincia
de Pichincha, aproximadamente a 40 minutos de la ciudad de Quito en el Km 4 ½
de la vía Interoceánica que conecta a Pifo con Papallacta.
Se entiende por arena al conjunto de partículas de piedras disgregadas, que
contiene las partículas entre 5 y 0,075 mm.
Es aquel material que pasa el tamiz Nº 4 y queda retenido en el tamiz Nº 200, el
más habitual es la arena resultante de la disgregación de las rocas. Un buen
agregado fino deberá estar en su mayoría libre de impurezas orgánicas, arcilla,
cualquier material perjudicial o con un relleno excesivo de tamaños más pequeños
que pase por el tamiz Nº 100, impidiendo el buen comportamiento de la arena con
el resto de elementos que conformaran el mortero.
La forma de los granos tiene gran influencia en la resistencia de los morteros.
Es preciso realizar los ensayos de colorimetría, densidad, capacidad de absorción,
contenido de humedad, módulo de finura y granulometría, para proceder al diseño
del mortero fotoluminiscente.
28
Justificación de la selección del material
El material escogido para la investigación es el polvo de piedra, puesto que este
material tiene mejores resultados en cuanto a resistencia y no contiene excesiva
materia orgánica en sus partículas que desluzca en contacto con el cemento
blanco, que se está utilizando para este proyecto, es por ello que el material
escogido se desempeña de acuerdo a las características deseadas para este
mortero.
Justificación del tamizaje
Del polvo de piedra inicialmente adquirido, se tamizó en la serie de Tyler
ocupando lo retenido en los tamices Nº16 y Nº50, esto se debe a que uno de los
múltiples usos del mortero fotoluminiscente es para zonas transitables donde el
mismo estará sujeta a efectos del desgaste, siendo así que las partículas contenidas
entre estos tamices tiene una estructura resistente y uniforme, en comparación con
la arena común que es disgregable frente al desgaste.
3.1.1 COLORIMETRÍA
El ensayo de colorimetría se realiza para determinar la presencia de cantidades
inapropiadas de impurezas orgánicas que contiene el agregado fino.
Para realizar estos ensayos se ocupará la NORMA TÉCNICA ECUATORIANA
INEN 855:2010 “ÁRIDOS. DETERMINACIÓN DE LAS IMPUREZAS
ORGÁNICAS EN EL ÁRIDO FINO PARA HORMIGÓN”, la cual nos indica un
comparador de colores normalizados de acuerdo al contenido de impurezas
orgánicas. Se realiza la comparación con el color base, si el color producido por la
materia orgánica de la arena es más débil que el color base, el contenido de
material orgánica es bajo. Si el color obtenido es más fuerte que el color base, el
contenido de materia orgánica es alto por ende el agregado fino no se podrá
utilizar.
29
1. Llenar el envase de vidrio calibrado con la muestra de agregado fino hasta
un nivel aproximado de 130 ml.
Foto 3: LLENADO DEL ENVASE DE VIDRIO CON ARENA
Fuente: AUTORES
2. Añadir la sosa caustica al 3% hasta la marca de 200 ml, agitar la muestra
vigorosamente y dejar reposar durante 24 horas.
Foto 4: ADICIÓN DE HIDROXIDO DE SODIO AL 3%
Fuente: AUTORES
3. Comparar el color de la muestra con la tabla de colores.
30
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE COLORIMETRÍA
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 855 / ASTM C 40
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 1
ENSAYO: Nº 1
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo
ANÁLISIS COLORIMÉTRICO
FIGURA Nº1.- RECOMENDABLE PARA HORMIGONES DE ALTA
RESISTENCIA.
REALIZADO POR: AUTORES
31
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE COLORIMETRÍA
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 855 / ASTM C 40
Fecha: 8 de Agosto del 2016
ENSAYO: Nº 2
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo
ANÁLISIS COLORIMÉTRICO
FIGURA Nº1.- RECOMENDABLE PARA HORMIGONES DE ALTA
RESISTENCIA.
REALIZADO POR: AUTORES
32
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE COLORIMETRÍA
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 855 / ASTM C 40
Fecha: 8 de Agosto del 2016
ENSAYO: Nº 3
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo
ANÁLISIS COLORIMÉTRICO
FIGURA Nº1.- RECOMENDABLE PARA HORMIGONES DE ALTA
RESISTENCIA.
REALIZADO POR: AUTORES
33
3.1.2 DENSIDAD SUELTA
La densidad suelta en un material es la masa o el peso del agregado necesario para
llenar un recipiente con un volumen unitario especificado.
El volumen que se mide en este caso es el volumen que llena el agregado
contando con los vacíos que deja el mismo.
1. La muestra matriz de arena trasladada de la cantera de HOLCIM en Pifo
fue clasificada de acuerdo a su granulometría utilizando la que es retenida
en los tamices Nº 16 y el tamiz Nº 50.
Foto 5: TAMIZAJE DE LA ARENA
Fuente: AUTORES
2. Se toma una cantidad suficiente de muestra de árido fino, obtenidos de los
tamices mencionados para posteriormente ser combinados en proporciones
semejantes.
3. Se procede al llenado del recipiente cilíndrico con la pala dejando caer el
material una altura de aproximadamente 5cm hasta colmar el recipiente, se
enraza de forma horizontal, sin presionar.
34
Foto 6: LLENADO DEL CILINDRO
Fuente: AUTORES
4. Se pesa el reciente metálico más la arena; tabulando los datos en la hoja
correspondiente al ensayo.
Foto 7: PESAJE DE LA MUESTRA
Fuente: AUTORES
5. Este procedimiento se repite como mínimo 3 veces para obtener mejor
apreciación del resultado.
35
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE DENSIDAD SUELTA
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 858 / ASTM C 29
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 2
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
DENSIDAD APARENTE SUELTA
Masa del recipiente vacío 2584 g
Volumen del recipiente vacío 2872 cm3
Nº DE ENSAYO CANTIDAD UNIDAD
1 6485 g
2 6450 g
3 6474 g
4 6485 g
5 6455 g
PROMEDIO 6470 g
Masa Total 3886 g
DENSIDAD APARENTE 1.35 g/cm3
Fórmula empleada:
𝛿 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 − 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
REALIZADO POR: AUTORES
36
3.1.3 DENSIDAD COMPACTADA
La densidad compactada de un material es la masa o el peso del agregado
necesario para llenar un recipiente compactándolo de acuerdo a las
especificaciones dadas, con un volumen unitario especificado.
Este método de ensayo es aplicable a los áridos que no exceden de un tamaño
máximo nominal de 125 mm.
1. Se procede al llenado del recipiente cilíndrico en tres capas, en cada una se
apisona con la varilla de compactación por 25 veces de forma circular.
Foto 8: COMPACTACIÓN POR CAPAS
Fuente: AUTORES
2. Luego de compactar la última capa se procede a enrazar eliminando el
exceso de material.
3. Se pesa el reciente metálico más la arena compactada; tabulando los datos
en la hoja correspondiente.
4. Este procedimiento se repite como mínimo 3 veces para obtener mejor
apreciación del resultado.
37
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE DENSIDAD COMPACTADA
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 858 / ASTM C 29
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 3
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
DENSIDAD APARENTE COMPACTADA
Masa del recipiente vacío 2584 g
Volumen del recipiente vacío 2872 cm3
Nº DE ENSAYO CANTIDAD UNIDAD
1 6839 g
2 6857 g
3 6832 g
4 6833 g
5 6855 g
PROMEDIO 6843 g
Masa Total 4259 g
DENSIDAD APARENTE 1.48 g/cm3
Fórmula empleada:
𝛿 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 − 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑟𝑒𝑐𝑖𝑝𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒
REALIZADO POR: AUTORES
38
3.1.4 PESO ESPECÍFICO
Peso que tiene un cuerpo por unidad de volumen. La densidad relativa o peso
específico es una comparación de la densidad de una sustancia con la densidad de
otra que se toma como referencia. Ambas densidades se expresan en las mismas
unidades y en iguales condiciones de temperatura y presión.
1. Se toma una cantidad suficiente de muestra de árido fino obtenidos de los
tamices Nº 16 y Nº 50; para posteriormente sean combinados.
2. Se ocupa una porción de muestra arbitraria, colocando en una bandeja
saturada de agua por 24 +/- 4 horas.
Foto 9: MUESTRA SATURADA
Fuente: AUTORES
3. Para verificar si la muestra se encuentra en estado SSS11
, sobre una
superficie estable, se coloca una porción colmada de arena en el molde
troncocónico siendo la misma enrasada, posteriormente se realiza la
compactación con el apisonador dejándolo caer desde una altura de 2cm
por 25 veces.
4. Se retira el molde troncocónico quedando una pequeña pirámide de arena,
se da un golpe en la superficie estable y se observa que las partículas de
arena se disgregan lateralmente, si esto ocurre el agregado fino se
encuentra en estado SSS caso contrario se deberá dejar la muestra que se
seque por otro lapso de tiempo.
11
SSS = Saturada Superficialmente Seca
39
Foto 10: ARENA ESTADO SSS
Fuente: AUTORES
5. Se cuartea la muestra seleccionado una porción parcial la cual se ocupa
para el llenado del picnómetro, se pesa el picnómetro vacío.
6. Al picnómetro se le agrega arena en estado SSS hasta su ¼ parte, se
procede al pesaje del conjunto. A este conjunto (Picnómetro + Arena) se le
añade agua hasta sobrepasar la superficie de arena, se saca el aire
contenido por medio de agitación del nuevo conjunto (Picnómetro + Arena
+ Agua), por último se completa el llenado de agua hasta el aforo propio
de picnómetro y se pesa.
Foto 11: PESAJE PICNÓMETRO + ARENA + AGUA
Fuente: AUTORES
40
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE PESO ESPECIFICO
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 127 y C 128
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 4
Muestra: Polvo de piedra ENSAYO: Nº 1
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
PESO ESPECIFICO
Masa del picnómetro vacío 159.1 g
masa del picnómetro + Arena SSS 543.2 g
Masa de la Arena SSS 384.1 g
Masa del picnómetro + Arena SSS + Agua 893.3 g
Masa picnómetro calibrado 657.9 g
Densidad del Agua 1.00 g/cm3
Masa de la Arena SSS en agua 148.7 g
Volumen desalojado 149.06 cm3
DENSIDAD DE LA ARENA 2.58 g/ cm3
Fórmulas empleadas:
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝛿 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜
REALIZADO POR: AUTORES
41
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE PESO ESPECIFICO
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 127 y C 128
Fecha: 8 de Agosto del 2016 ENSAYO: Nº 2
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
PESO ESPECIFICO
Masa del picnómetro vacío 159.1 g
masa del picnómetro + Arena SSS 642 g
Masa de la Arena SSS 482.9 g
Masa del picnómetro + Arena SSS + Agua 952.8 g
Masa picnómetro calibrado 659.9 g
Densidad del Agua 1.00 g/cm3
Masa de la Arena SSS en agua 188 g
Volumen desalojado 188.45 cm3
DENSIDAD DE LA ARENA 2.56 g/ cm3
Fórmulas empleadas:
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝛿 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜
REALIZADO POR: AUTORES
42
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE PESO ESPECIFICO
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 127 y C 128
Fecha: 8 de Agosto del 2016 ENSAYO: Nº 3
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
PESO ESPECIFICO
Masa del picnómetro vacío 159.1 g
masa del picnómetro + Arena SSS 645 g
Masa de la Arena SSS 485.9 g
Masa del picnómetro + Arena SSS + Agua 955.5 g
Masa picnómetro calibrado 657.9 g
Densidad del Agua 1.00 g/cm3
Masa de la Arena SSS en agua 188.3 g
Volumen desalojado 188.75 cm3
DENSIDAD DE LA ARENA 2.57 g/ cm3
Fórmulas empleadas:
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝛿 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜
REALIZADO POR: AUTORES
43
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE PESO ESPECIFICO
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 127 y C 128
Fecha: 8 de Agosto del 2016 ENSAYO: Nº 4
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
PESO ESPECIFICO
Masa del picnómetro vacío 159 g
masa del picnómetro + Arena SSS 640 g
Masa de la Arena SSS 481 g
Masa del picnómetro + Arena SSS + Agua 955.1 g
Masa picnómetro calibrado 657.5 g
Densidad del Agua 1.00 g/cm3
Masa de la Arena SSS en agua 183.4 g
Volumen desalojado 183.95 cm3
DENSIDAD DE LA ARENA 2.61 g/ cm3
Fórmulas empleadas:
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝛿 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜
REALIZADO POR: AUTORES
44
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE PESO ESPECIFICO
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 127 y C 128
Fecha: 8 de Agosto del 2016 ENSAYO: Nº 5
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
PESO ESPECIFICO
Masa del picnómetro vacío 159.1 g
masa del picnómetro + Arena SSS 643 g
Masa de la Arena SSS 483.9 g
Masa del picnómetro + Arena SSS + Agua 955.1 g
Masa picnómetro calibrado 657.9 g
Densidad del Agua 1.00 g/cm3
Masa de la Arena SSS en agua 186.7 g
Volumen desalojado 187.2 cm3
DENSIDAD DE LA ARENA 2.59 g/ cm3
Fórmulas empleadas:
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆 𝑒𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝛿 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆
𝑉𝑑𝑒𝑠𝑎𝑙𝑜𝑗𝑎𝑑𝑜
REALIZADO POR: AUTORES
45
De los ensayos realizados para la determinación del peso específico se obtiene los
siguientes datos:
RESUMEN ENSAYOS PESO ESPECÍFICO
Nº ENSAYOS
PESO ESPECIFICO
AGREGADO FINO
UNIDADES
1 2.58 g/ cm3
2 2.56 g/ cm3
3 2.57 g/ cm3
4 2.61 g/ cm3
5 2.59 g/ cm3
PROMEDIO 2.58 g/ cm3
46
3.1.5 CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
Es la variación en el incremento de la masa del agregado debido al agua que
ingresa a los poros del material, pero sin incluir el agua adherida en la superficie
exterior de la partícula, a este se lo expresa en porcentajes de acuerdo con la masa
seca.
1. Se pesa la bandeja metálica vacía donde se va a colocar la muestra.
2. De la muestra de arena cuarteada en estado SSS pesamos una porción
junto con la bandeja metálica a emplearse para posteriormente colocar en
el horno de secado.
Foto 12: PESAJE DE LA MUESTRA
Fuente: AUTORES
3. Luego de 24 horas se retira la muestra del horno y se procede al pesaje.
4. Se realiza la diferencia de pesos con la muestra en estado SSS y la secada
durante 24 horas.
47
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 5
Muestra: Polvo de piedra ENSAYO: Nº 1
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
Peso de la Bandeja 186.7 g
Peso de la Bandeja + Arena SSS 486.9 g
Peso Bandeja + Arena Seca 478.3 g
Masa del Agua Absorbida 8.60 g
Masa de Arena seca 291.6 g
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN 2.95 %
Fórmulas empleadas:
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = (Peso de la Bandeja + Arena SSS) − (Peso Bandeja + Arena Seca )
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
48
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 8 de Agosto del 2016 ENSAYO: Nº 2
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
Peso de la Bandeja 136.9 g
Peso de la Bandeja + Arena SSS 398.5 g
Peso Bandeja + Arena Seca 390.9 g
Masa del Agua Absorbida 7.60 g
Masa de Arena seca 254 g
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN 2.99 %
Fórmulas empleadas:
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 )
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
49
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 8 de Agosto del 2016 ENSAYO: Nº 3
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
Peso de la Bandeja 156.2 g
Peso de la Bandeja + Arena SSS 500 g
Peso Bandeja + Arena Seca 148.9 g
Masa del Agua Absorbida 10.10 g
Masa de Arena seca 333.7 g
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN 3.03 %
Fórmulas empleadas:
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 )
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
50
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 8 de Agosto del 2016 ENSAYO: Nº 4
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
Peso de la Bandeja 295 g
Peso de la Bandeja + Arena SSS 759 g
Peso Bandeja + Arena Seca 746.1 g
Masa del Agua Absorbida 12.9 g
Masa de Arena seca 451.1 g
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN 2.86 %
Fórmulas empleadas:
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 )
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
51
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 8 de Agosto del 2016 ENSAYO: Nº 5
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
Peso de la Bandeja 196.4 g
Peso de la Bandeja + Arena SSS 641.3 g
Peso Bandeja + Arena Seca 628.6 g
Masa del Agua Absorbida 12.70 g
Masa de Arena seca 432.2 g
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN 2.94 %
Fórmulas empleadas:
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 )
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
52
De los ensayos realizados para la determinación de la capacidad de absorción se
obtiene los siguientes datos:
RESUMEN ENSAYOS CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
Nº ENSAYOS
CAPACIDAD DE
ABSORCIÓN
AGREGADO FINO
UNIDADES
1 2.95 %
2 2.99 %
3 3.03 %
4 2.86 %
5 2.94 %
PROMEDIO 2.95 %
53
3.1.6 CONTENIDO DE HUMEDAD
Es la relación que existe entre el peso de agua contenida en la muestra en estado
natural y el peso de la muestra después de ser secada en el horno, se expresa en
porcentaje, puede variar desde cero cuando está totalmente seco hasta un máximo
determinado que no necesariamente es el 100%. La importancia del contenido de
agua simboliza, una de las características para explicar el comportamiento de este.
1. Se pesa la bandeja metálica vacía donde se va a colocar la muestra.
2. Se toma una porción de muestra cuarteada y pesamos junto con la bandeja
metálica a emplearse para posteriormente colocar en el horno de secado.
3. Luego de 24 horas se retira la muestra del horno y se procede al pesaje.
Foto 13: SECADO DE LA MUESTRA
Fuente: AUTORES
4. Se realiza la diferencia de pesos entre la muestra cuarteada y la secada
durante 24 horas.
54
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CANTIDAD DE HUMEDAD
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 6
Muestra: Polvo de piedra
Origen: Pifo (Cantera HOLCIM)
CONTENIDO DE HUMEDAD
Masa del Recipiente 130 g
Masa Húmeda + recipiente 630 g
Masa seca + recipiente 629 g
Masa del Agua 1.00 g
Masa de Arena seca 499 g
Contenido de humedad 0.20 %
Fórmulas empleadas:
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
55
3.1.7 GRANULOMETRÍA
Es la clasificación granulométrica que se le debe dar a la muestra, para poder
determinar las propiedades mecánicas y físicas del mismo. Para la realización de
este ensayo se basa en la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 696: 2011
1. Se coloca una porción de muestras sobre los tamices de la serie de Tyler,
procediendo agitar por un periodo suficiente.
Foto 14: TAMIZADO SERIE DE TYLER
Fuente: AUTORES
2. Se desmonta la serie de Tyler, para colocar lo retenido en cada tamiz sobre
la bandeja metálica para su pesaje.
56
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE GRANULOMETRÍA
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 696 / ASTM C 136
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 7
Muestra: Polvo de piedra Origen: Pifo
ENSAYO Nº1
TAMIZ ABERTURAS
RETENIDO RETENIDO
(%)
PASA
(%)
LIMITES
ESPECIFICOS PARCIAL
(g)
ACUMULADO
(g)
3/8" 9.525 0 0 0 100 100
Nº 4 4.76 0 0 0 100 95-100
Nº8 2.36 35 35 6 94 80-100
Nº 16 1.18 135 170 29 71 50-85
Nº 30 0.6 180 350 61 39 25-60
Nº 50 0.3 140 490 85 15 10-30
Nº 100 0.15 50 540 94 6 2-10
Nº 200 0.075 25 565 98 2 0-5
BANDEJA 12.1 577.1 100 0
577.1
MF = 2.7
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
80 %
90 %
100 %
PO
RC
EN
TA
JE
QU
E P
AS
A
NUMERO DE TAMICES
CURVA GRANULOMETRICA DEL AGREGADO FINO
TENDENCIA A LOSGRUESOS
TENDENCIA A LOSFINOS
CURVAGRANULOMETRICA
Nº2
00
Nº1
00
Nº5
0
Nº3
0
Nº1
6
Nº8
Nº4
3/8
”
57
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE GRANULOMETRÍA
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 696 / ASTM C 136
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 7
Muestra: Polvo de piedra Origen: Pifo
ENSAYO Nº2
TAMIZ ABERTURAS
RETENIDO RETENIDO
(%)
PASA
(%)
LIMITES
ESPECIFICOS PARCIAL
(g)
ACUMULADO
(g)
3/8" 9.525 0 0 0 100 100
Nº 4 4.76 0.1 0.1 0 100 95-100
Nº8 2.36 32.6 32.7 6 94 80-100
Nº 16 1.18 130.9 163.6 29 71 50-85
Nº 30 0.6 187.6 351.2 63 37 25-60
Nº 50 0.3 130.6 481.8 86 14 10-30
Nº 100 0.15 45.7 527.5 94 6 2-10
Nº 200 0.075 21.5 549 98 2 0-5
BANDEJA 11.3 560.3 100 0
560.3
MF=2.8
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
80 %
90 %
100 %
PO
RC
EN
TA
JE
QU
E P
AS
A
NUMERO DE TAMICES
TENDENCIA A LOSGRUESOS
TENDENCIA A LOSFINOS
CURVAGRANULOMETRICA
0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
80 %
90 %
100 %
PO
RC
EN
TA
JE
QU
E P
AS
A
NUMERO DE TAMICES
CURVA GRANULOMETRICA DEL AGREGADO FINO
TENDENCIA A LOSGRUESOS
TENDENCIA A LOSFINOS
CURVAGRANULOMETRICA
Nº2
00
Nº1
00
Nº5
0
Nº3
0
Nº1
6
Nº8
Nº4
3/8
”
58
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE GRANULOMETRÍA
EN AGREGADO FINO
NTE INEN 696 / ASTM C 136
Fecha: 8 de Agosto del 2016 Informe: Nº 7
Muestra: Polvo de piedra Origen: Pifo
ENSAYO Nº3
TAMIZ ABERTURAS
RETENIDO RETENIDO
(%)
PASA
(%)
LIMITES
ESPECIFICOS PARCIAL
(g)
ACUMULADO
(g)
3/8" 9.525 0 0 0 100 100
Nº 4 4.76 0.97 0.97 0 100 95-100
Nº8 2.36 33.2 34.17 6 94 80-100
Nº 16 1.18 132.7 166.87 28 72 50-85
Nº 30 0.6 188.1 354.97 59 41 25-60
Nº 50 0.3 140.9 495.87 82 18 10-30
Nº 100 0.15 51.6 547.47 90 10 2-10
Nº 200 0.075 23.5 570.97 94 6 0-5
BANDEJA 35.3 606.27 100 0
606.27
MF = 2.6
3.2 CARACTERÍSTICAS DEL CEMENTO
3.2.1 CONSISTENCIA NORMAL
La consistencia normal permite determinar la cantidad de agua necesaria que se
debe emplear a un peso de cemento determinado.
Procedimiento
1. E
l 0 %
10 %
20 %
30 %
40 %
50 %
60 %
70 %
80 %
90 %
100 %
PO
RC
EN
TA
JE
QU
E P
AS
A
NUMERO DE TAMICES
CURVA GRANULOMETRICA DEL AGREGADO FINO
TENDENCIA A LOSGRUESOS
TENDENCIA A LOSFINOS
CURVAGRANULOMETRICA
Nº2
00
Nº1
00
Nº5
0
Nº3
0
Nº1
6
Nº8
Nº4
3/8
”
59
3.2 CARACTERÍSTICAS DEL CEMENTO
3.2.1 CONSISTENCIA NORMAL
La consistencia normal permite determinar la cantidad de agua necesaria que se
debe emplear, a un peso de cemento determinado, para que todas y cada una de las
partículas se hidraten.
Justificación de los ensayos de consistencia normal
Para este ensayo se iniciaron tomando valores arbitrarios en los porcentajes de
agua para obtener el valor establecido (Penetración 10 +/- 1 mm). Por tratarse de
valores arbitrarios no se tiene una secuencia lógica de los porcentajes de agua es
por ello que se traza una gráfica lineal (% de Agua Vs Penetración mm), en la cual
se comprobará que se puede alcanzar con la penetración estándar, el porcentaje
óptimo de agua para la consistencia normal. Para comprobar este procedimiento
matemático se realiza ensayos adicionales contemplando porcentajes de agua
entre el 23% - 33% los mismos que son los más utilizados para cementos
hidráulicos.
1. El procedimiento para este ensayo se realizó según la Norma Técnica
Ecuatoriana INEN 157: 2009 Segunda Revisión, “CEMENTO
HIDRÁULICO. DETERMINACION DE LA CONSISTENCIA
NORMAL. MÉTODO DE VICAT” y para la preparación de la pasta se
emplea la Norma Técnica Ecuatoriana INEN 155:2009 Segunda Revisión
numeral 4.4, “CEMENTO HIDRÁULICO. MEZCLADO MECÁNICO
DE PASTAS Y MORTEROS DE CONSISTENCIA PLÁSTICA”
FOTO 15: MÉTODO DE VICAT
Fuente: AUTORES
60
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CONSISTENCIA NORMAL
DEL CEMENTO
NTE INEN 157
Fecha: 9 de Agosto del 2016 Informe: Nº 8
ENSAYO: Nº1
Muestra: CEMENTO BLANCO PORTLAD
Temperatura del Laboratorio: 24ºC
Humedad Relativa del Laboratorio: 62
Temperatura del Agua de Mezclado: 21ºC
Nº
ENSAYOS
MASA DEL
CEMENTO
(gr)
CONSISTENCIA NORMAL
MASA
DE
AGUA
(gr)
%
AGUA
PENETRACIÓN DE LA
AGUJA DE VICAT
(mm)
1 500 200 40 45
2 500 180 36 34
3 500 150 30 15
4 500 115 23 0
20 %
25 %
30 %
35 %
40 %
45 %
0 10 20 30 40 50
% A
GU
A
PENETRACIÓN (mm)
CONSISTENCIA NORMAL
28%
61
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CONSISTENCIA NORMAL
DEL CEMENTO
NTE INEN 157
Fecha: 9 de Agosto del 2016 Informe: Nº 8
ENSAYO: Nº2
Muestra: CEMENTO BLANCO PORTLAD
Temperatura del Laboratorio: 24ºC
Humedad Relativa del Laboratorio: 62
Temperatura del Agua de Mezclado: 21ºC
Nº
ENSAYOS
MASA DEL
CEMENTO
(gr)
CONSISTENCIA NORMAL
MASA
DE
AGUA
(gr)
% AGUA
PENETRACIÓN DE LA
AGUJA DE VICAT
(mm)
1 650 175.5 27 7
2 650 178.8 27.5 9
3 650 182 28 10
4 650 182 28 11
5 650 182 28 10
Fórmulas empleadas:
Consistencia Normal:
𝐶(%) = 𝑚𝑎
𝑚𝑐∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
62
3.2.2 DENSIDAD DEL CEMENTO - MÉTODO DE LE CHATELIER Y
MÉTODO DEL PICNÓMETRO
El método de Le Chatelier al igual que el método del Picnómetro sirve para
determinar la densidad del cemento.
La densidad del cemento es un factor de cierta notabilidad en el estudio de las
propiedades del mismo, no obstante cabe destacar que no es un índice de su
calidad, sino por el contrario es usado para el cálculo de peso y volúmenes en una
mezcla y para derivar otras características del cemento.
El valor de la densidad del cemento se encuentra normalmente entre los valores
3.10 gr/cm3 y 3.15 gr/cm
3. Es posible que éste valor se encuentre entre 3.00
gr/cm3 a 3.10 gr/cm
3, en dicho caso se dice que el cemento es adicionado.
Para este ensayo, el fluido de mezcla con el material cementante es gasolina, ya
que es menos denso que el agua, para facilitar la salida de aire y evitar la reacción
química del material cementante.
1. El procedimiento para el método del Le Chatelier se realizó según la
Norma Técnica Ecuatoriana INEN 156: 2009 Segunda Revisión,
“CEMENTO HIDRÁULICO. DETERMINACION DE LA DENSIDAD”.
2. El procedimiento para el método del picnómetro se realizó de igual manera
que se realizó para la Peso Específico de la arena.
Foto 16: DENSIDAD DEL CEMENTO
Método picnómetro Método Le Chatelier
Fuente: AUTORES
63
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE DENSIDAD DEL CEMENTO
NTE INEN 156
Fecha: 9 de Agosto del 2016 Informe: Nº 9
Muestra: CEMENTO BLANCO PORTLAD
METODO LE CHATELIER
ENSAYO 1
Lectura inicial del frasco de Le Chatelier + gasolina 1 ml
Masa del frasco + gasolina 330.2 g
Lectura final del frasco + cemento + gasolina 19.2 ml
Masa final del frasco + cemento + gasolina 385.5 g
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL
CEMENTO 3.04 g/ml
ENSAYO 2
Lectura inicial del frasco de Le Chatelier + gasolina 2 ml
Masa del frasco + gasolina 330.2 g
Lectura final del frasco + cemento + gasolina 19.1 ml
Masa final del frasco + cemento + gasolina 383.1 g
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL
CEMENTO 3.09 g/ml
64
ENSAYO 3
Lectura inicial del frasco de Le Chatelier + gasolina 1 ml
Masa del frasco + gasolina 330.3 g
Lectura final del frasco + cemento + gasolina 18.9 ml
Masa final del frasco + cemento + gasolina 383.7 g
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL
CEMENTO 2.98 g/ml
ENSAYO 4
Lectura inicial del frasco de Le Chatelier + gasolina 1 ml
Masa del frasco + gasolina 330.4 g
Lectura final del frasco + cemento + gasolina 19.8 ml
Masa final del frasco + cemento + gasolina 386.9 g
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL
CEMENTO 3.01 g/ml
ENSAYO 5
Lectura inicial del frasco de Le Chatelier + gasolina 2 ml
Masa del frasco + gasolina 330.8 g
Lectura final del frasco + cemento + gasolina 20.1 ml
Masa final del frasco + cemento + gasolina 386.1 g
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DEL
CEMENTO 3.06 g/ml
CUADRO DE RESUMEN
Nº DE
ENSAYOS
DENSIDAD
CEMENTO UNIDADES
1 3.04 g/ml
2 3.09 g/ml
3 2.98 g/ml
4 3.01 g/ml
5 3.06 g/ml
PROMEDIO 3.04 g/ml
REALIZADO POR: AUTORES
65
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE DENSIDAD DEL CEMENTO
Fecha: 9 de Agosto del 2016 Informe: Nº 9
Muestra: CEMENTO BLANCO PORTLAD
MÉTODO DEL PICNÓMETRO
ENSAYO 1
Masa del picnómetro vacío 159.1 g
Masa del picnómetro + cemento 330.3 g
Masa del cemento 171.2 g
Masa del picnómetro + cemento + gasolina 658.3 g
Masa de picnómetro + 500cc gasolina 528.7 g
Densidad de la gasolina 0.7392 g/cc
Masa del cemento en gasolina 41.6 g
Volumen de la gasolina 56.28 cc
Densidad del cemento 3.042 g/cc
ENSAYO 2
Masa del picnómetro vacío 159.6 g
Masa del picnómetro + cemento 318.3 g
Masa del cemento 158.7 g
Masa del picnómetro + cemento + gasolina 649.2 g
Masa de picnómetro + 500cc gasolina 528.7 g
Densidad de la gasolina 0.7382 g/cc
Masa del cemento en gasolina 38.2 g
Volumen de la gasolina 51.75 cc
Densidad del cemento 3.067 g/cc
66
ENSAYO 3
Masa del picnómetro vacío 159.5 g
Masa del picnómetro + cemento 329.9 g
Masa del cemento 170.4 g
Masa del picnómetro + cemento + gasolina 657.9 g
Masa de picnómetro + 500cc gasolina 528.7 g
Densidad de la gasolina 0.7384 g/cc
Masa del cemento en gasolina 41.2 g
Volumen de la gasolina 55.80 cc
Densidad del cemento 3.054 g/cc
ENSAYO 4
Masa del picnómetro vacío 158.7 g
Masa del picnómetro + cemento 424.3 g
Masa del cemento 265.6 g
Masa del picnómetro + cemento + gasolina 729 g
Masa de picnómetro + 500cc gasolina 528.7 g
Densidad de la gasolina 0.74 g/cc
Masa del cemento en gasolina 65.3 g
Volumen de la gasolina 88.24 cc
Densidad del cemento 3.010 g/cc
CUADRO DE RESUMEN
Nº DE
ENSAYOS
DENSIDAD
CEMENTO UNIDADES
1 3.04 g/ml
2 3.07 g/ml
3 3.05 g/ml
4 3.01 g/ml
PROMEDIO 3.04 g/ml
REALIZADO POR: AUTORES
67
3.2.3 FINURA DEL CEMENTO
Es el tamaño de la partícula de cemento la misma que puede ser desde 60
milésimas de milímetro hasta 1 milésima de milímetro (micrómetro).
También se lo define como el porcentaje de finura del material que pasa a través
de un cierto tamiz. Para la elaboración de este ensayo se emplea la Norma
Técnica Ecuatoriana INEN 957:2009 “CEMENTO HIDRÁULICO.
DETERMINACIÓN DE LA FINURA MEDIANTE EL TAMIZ DE 45 ΜM (Nº
325)”
1. Colocar una porción de 1 gr de cemento blanco sobre el tamiz Nº 325
2. Transportar el conjunto a la llave que contiene el manómetro, donde se le
mantendrá a una presión de salida constante; tamizar el material por el
lapso de 1 minuto bajo el chorro de agua.
3. Llevar el tamiz con el sobrante de cemento blanco al horno y dejar secar
por 24 horas, para su posterior pesaje.
Foto 17: FINURA DEL CEMENTO
REALIZADO POR: AUTORES
68
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE FINURA
DEL CEMENTO
NTE INEN 957
Fecha: 17 de Agosto del 2016 Informe: Nº 10
Muestra: CEMENTO BLANCO PORTLAD
FINURA DEL CEMENTO
Factor de corrección = 31.2 %
Residuo lo la muestra ensayada, Rs = 0.09 g
Residuo Corregido, Rc = 11.8 %
Cantidad pasante corregida, F = 88.2 %
Fórmulas empleadas:
Residuo corregido
𝑅𝑐 = 𝑅𝑠 ∗ (100 + 𝐶)
Finura del cemento
𝐹 = 100 − 𝑅𝑐
REALIZADO POR: AUTORES
69
3.2.4 FRAGUADO INICIAL Y FINAL
El fraguado de una mezcla se establece cuando el cemento y el agua se juntan
teniendo una reacción química exotérmica la misma que provoca que la mezcla
empiece a endurecer, perdiendo plasticidad y ganando resistencia.
El fraguado inicial indica el momento en que la masa adquiere rigidez y el
fraguado final es denomina al tiempo en que el mortero ha ganado resistencia y
esto es aproximadamente a las 10 horas.
Para determinar estos tiempos de fraguado existen dos formas: Método de VICAT
y Método de las Agujas de GILLMORE. Para este proyecto investigativo
emplearemos el Método de VICAT.
1. Para efectuar este ensayo se debe tener una temperatura ambiente de
23ºC +/- 3ºC y la temperatura del agua de mezclado debe tener las
mismas condiciones.
2. Para la realización de este ensayo se basara en la Norma Técnica
Ecuatoriana INEN 158: 2009 Segunda Revisión. “CEMENTO
HIDRÁULICO. DETERMINACIÓN DEL TIEMPO DE
FRAGUADO. MÉTODO DE VICAT
Foto 18: APARATO DE VICAT
REALIZADO POR: AUTORES
70
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
RESULTADO DE ENSAYO DE FRAGUADO DEL CEMENTO
BLANCO (NTE INEN 158)
Fecha: 05 de Septiembre del 2016 Informe: Nº 12
Muestra: CEMENTO BLANCO PORTLAD ENSAYO: Nº 1
Cemento= 650 g
Agua = 182 g
Hora inicio del ensayo = 8:35 am
FRAGUADO INICIAL
HORA
ENSAYO
PENETRACIÓN DE LA
AGUJA DE VICAT (mm)
TIEMPO
(min)
9:05 38 30
9:15 37 40
9:25 32 50
9:35 30 60
9:40 25 65
FRAGUADO FINAL
HORA
ENSAYO
PENETRACIÓN DE LA
AGUJA DE VICAT (mm)
TIEMPO
(min)
9:45 20 70
9:50 18 75
9:55 13 80
10:00 12 85
10:05 11 90
10:10 4 95
10:15 2 100
10:20 1 105
10:25 1 110
10:30 1 115
10:35 1 120
10:40 1 125
10:45 1 130
10:50 1 135
10:55 1 140
11:00 1 145
11:05 1 150
11:10 0 155
11:15 0 160
REALIZADO POR: AUTORES
71
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
RESULTADO DE ENSAYO DE FRAGUADO DEL CEMENTO
BLANCO (NTE INEN 158)
Fecha: 05 de Septiembre del 2016 ENSAYO: Nº 2
Muestra: CEMENTO BLANCO PORTLAD
Cemento= 650 g
Agua = 182 g
Hora inicio del ensayo = 8:40 am
FRAGUADO INICIAL
HORA
ENSAYO
PENETRACIÓN DE LA
AGUJA DE VICAT (mm)
TIEMPO
(min)
9:10 38 30
9:20 37 40
9:30 32 50
9:40 29 60
9:45 25 65
FRAGUADO FINAL
HORA
ENSAYO
PENETRACIÓN DE LA
AGUJA DE VICAT (mm)
TIEMPO
(min)
9:50 19 70
9:55 18 75
10:00 16 80
10:05 12 85
10:10 12 90
10:15 10 95
10:20 8 100
10:25 4 105
10:30 2 110
10:35 1 115
10:40 1 120
10:45 1 125
10:50 1 130
10:55 1 135
11:00 1 140
11:05 1 145
11:10 1 150
11:15 0 155
11:20 0 160
REALIZADO POR: AUTORES
72
3.3 CARACTERÍSTICAS ALUMINATO DE ESTRONCIO
3.3.1 CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
La absorción de la muestra se obtiene generalmente después de haber sometido al
material a una saturación durante 24 horas, cuando ésta termina se procede
a secar superficialmente el material, y por diferencias de masa se logra obtener el
porcentaje de absorción con relación a la masa seca del material. Se pesa la
bandeja metálica vacía donde se va a colocar la muestra.
1. De la muestra debe estar en estado SSS pesamos una porción junto con la
bandeja metálica a emplearse para posteriormente colocar en el horno de
secado.
Foto 19: COLOCACIÓN DE LA MUESTRA EN LA BANDEJA
Fuente: AUTORES
2. Luego de 24 horas se retira la muestra del horno y se procede al pesaje.
3. Se realiza la diferencia de pesos con la muestra en estado SSS y la secada
durante 24 horas.
73
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
ALUMINATO DE ESTRONCIO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 6 de Septiembre del 2016 Informe: Nº 13
Muestra: Aluminato de Estroncio ENSAYO: Nº 1
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
ENSAYO 1
Peso de la Bandeja 129.9 g
Peso de la Bandeja + Aluminato Estroncio
SSS 428.8 g
Peso Bandeja + Aluminato Estroncio Seco 334.5 g
Masa del Agua 94.30 g
Masa de Aluminato Estroncio seco 204.6 g
Capacidad de Absorción 46.1 %
Fórmulas empleadas:
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = (Peso de la Bandeja + Arena SSS) − (Peso Bandeja + Arena Seca )
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
74
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
ALUMINATO DE ESTRONCIO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 6 de Septiembre del 2016 ENSAYO: Nº 2
Muestra: Aluminato de Estroncio
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
ENSAYO 2
Peso de la Bandeja 131.1 g
Peso de la Bandeja + Aluminato Estroncio
SSS 522.1 g
Peso Bandeja + Aluminato Estroncio Seco 398.5 g
Masa del Agua 123.60 g
Masa de Aluminato Estroncio seco 267.4 g
Capacidad de Absorción 46.2 %
Fórmulas empleadas:
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 )
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
75
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
ALUMINATO DE ESTRONCIO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 6 de Septiembre del 2016 ENSAYO: Nº 3
Muestra: Aluminato de estroncio
CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
ENSAYO 3
Peso de la Bandeja 138 g
Peso de la Bandeja + Aluminato Estroncio
SSS 430.4 g
Peso Bandeja + Aluminato Estroncio Seco 337.7 g
Masa del Agua 92.70 g
Masa de Aluminato Estroncio seco 199.7 g
Capacidad de Absorción 46.4 %
Fórmulas empleadas:
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎 = (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑆𝑆) − (𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐵𝑎𝑛𝑑𝑒𝑗𝑎 + 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 )
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
76
3.3.2 CONTENIDO DE HUMEDAD
Es la relación que existe entre el peso de agua contenida en la muestra en estado
natural y el peso de la muestra después de ser secada en el horno, se expresa en
porcentaje, puede variar desde cero cuando está totalmente seco hasta un máximo
determinado que no necesariamente es el 100%. La importancia del contenido de
agua simboliza, una de las características para explicar el comportamiento de este.
1. Se pesa la bandeja metálica vacía donde se va a colocar la muestra.
2. Se toma una porción de muestra cuarteada y pesamos junto con la bandeja
metálica a emplearse para posteriormente colocar en el horno de secado.
3. Luego de 24 horas se retira la muestra del horno y se procede al pesaje.
Foto 20: SECADO DE LA MUESTRA
Fuente: AUTORES
4. Se realiza la diferencia de pesos entre la muestra cuarteada y la muestra
seca.
77
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DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESULTADO DEL ENSAYO DE CANTIDAD DE HUMEDAD
ALUMINATO DE ESTRONCIO
NTE INEN 856 / ASTM C 566
Fecha: 6 de Septiembre del 2016 Informe: Nº 14
Muestra: Aluminato de estroncio
CONTENIDO DE HUMEDAD
Masa del Recipiente 131.1 g
Masa Humedad + recipiente 340.1 g
Masa seca + recipiente 339.9 g
Masa del Agua 0.20 g
Masa Aluminato de estroncio 208.8 g
CONTENIDO DE HUMEDAD 0.10 %
Fórmulas empleadas:
𝐶𝑎𝑝𝑎𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛 = 𝑀𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑏𝑖𝑑𝑎
𝑀𝑎𝑠𝑎 𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 𝑆𝑒𝑐𝑎 ∗ 100
REALIZADO POR: AUTORES
78
CAPITULO IV: DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES
4.1 PREDISEÑO DEL MORTERO FOTOLUMINISCENTE
Para realizar el diseño del mortero, se utilizó la guía del libro "TECNOLOGÍA DEL
CONCRETO Y DEL MORTERO/Diego Sánchez de Guzmán, (2001) - Capítulos 11 y
14
CARACTERISTICAS DE LOS MATERIALES QUE CONFORMAN EL MORTERO
FOTOLUMINISCENTE
RESISTENCIA A DISEÑAR: 280 Kg/cm
2
CEMENTO
TIPO: Cemento Portland Blanco
DENSIDAD : 3.04 g/cm3
AGREGADO
FINO
MUESTRA: Polvo de piedra (retenido en los tamices N°16 y N°50)
ORIGEN: Pifo
MF: 2.7
PESO
ESPECIFICO: 2.58 g/cm
3
HUMEDAD
NATURAL: 0.2 %
%
ABSORCIÓN 2.95 %
ALUMINATO
DE
ESTRONCIO
%
ABSORCIÓN 46.2 %
HUMEDAD
NATURAL: 0.1 %
79
Para la determinación de la relación Agua -Cemento, se basa en la Figura 14.1 de
la página 312 del libro mencionado.
Figura 14.1: Correspondencia entre los valores de relación agua- cemento
y resistencia a la compresión para morteros hechos con cemento Portland
tipo I
Para la resistencia de 280 kg/cm
2 la relación agua cemento es:
A/C = 0.65
Para determinar la consistencia requerida para el mortero se obtiene de la Tabla
14.7 de la página 312.
80
Tabla 14.5 Fluidez recomendada del mortero para diversos tipos de estructuras
y consistencia de colocación.
Tabla 14.7 Diferentes consistencia del mortero
Del ensayo de CONSISTENCIA NORMAL (Método de Vicat NTE INEN 157)
en cemento blanco se obtiene la relación Agua- Cemento:
Penetración aguja de Vicat= 10 mm
Masa del
agua= 182 g
Masa del Cemento = 650 g
k = 0.28
𝑘 = 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑚𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
81
Para obtener el número de partes de arena y de cemento en función del peso
(proporción), se debe obtener el valor de b el mismo que es un factor que
relaciona la consistencia requerida con el módulo de finura el agregado.
Tabla 14.8 Valores de b para distintas consistencias y módulos de finura de la
arena
b = 0.2734
Proporción 1: n
Pag:315
n = 3.08
CONTENIDO DE CEMENTO
La cantidad de cemento por unidad de volumen se obtiene partiendo de los
volúmenes que conforman 1m3 de mortero.
Pag:315
n = 𝐿𝑛 (
𝐴
𝐶)−𝐿𝑛 (𝐾)
𝑏
𝑉𝐶 + 𝑉𝑎 + 𝐴 = 1000
82
DONDE: Vc = Volumen del cemento
Va = Volumen de agregado fino
A = Peso o Volumen del
agua
Como;
se tiene:
Despejando el cemento se tiene:
Pag:316
C = 460 kg /m3
CONTENIDO DE AGUA
Considerando la relación Agua - Cemento que se obtuvo del gráfico y el
contenido de cemento, se tiene:
Pag:316
A = 299 Kg /m3
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 = 𝑃𝑒𝑠𝑜
𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛
𝐶𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜+
𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 + Agua = 1000
C= 1000
1
𝑃𝑒𝑠𝑜 𝐸𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑜𝑐𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 +
𝑛
𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑆𝑒𝑐𝑎𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 +
𝐴
𝐶
𝐴 = ( 𝐴
𝐶 ) ∗ 𝐶
83
CONTENIDO DE ARENA
Conocido el valor de n (proporción) y el valor del contenido de cemento, se
obtiene:
Pag:316
a = 1418 kg /m3
Con los datos obtenidos se puede realizar una tabla que contenga el resumen de
los materiales por metro cúbico de mortero
MATERIAL PESO SECO
kg
PESO
EPECIFICO
g/cc
VOLUMEN
(L) DOSIFICACIÓN
Cemento 460 3.04 151 1
Arena 1418 2.58 549 3.6
Agua 299 1.00 299 2.0
TOTAL 2177
1000
|
AJUSTES POR HUMEDAD DEL AGREGADO FINO
El ajuste de humedad de la arena se lleva a cabo, puesto que el agua de absorción
de la arena no hace parte del agua de mezclado, y la arena presenta algún grado
de saturación que depende de las condiciones del almacenamiento y del estado
del tiempo, necesariamente hay que determinar el grado de humedad y hacer las
correcciones pertinentes.
Capítulo 11: Diseño de mezclas de
concreto
𝑎 = 𝑛 ∗ 𝐶
84
PESO HUMEDO DEL AGREGADO FINO
Pág.
258
PESO HÚMEDO = 1420 kg/m3
EXCESO DE AGUA
Pág.
251
Exceso Agua = -39 Kg /m3
CANTIDAD
DEAGUA
Pag.259
A = 338 Kg /m3
Con las correcciones realizadas se obtiene una nueva dosificación
MATERIAL PESO SECO
kg
PESO
HUMEDO
kg DOSIFICACIÓN
Cemento 460 460 1
Arena 1418 1420 3
Agua 299 338 0.77
TOTAL 2177 2218.8
𝐴 = 𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝐾𝑔) − 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
85
AJUSTES POR HUMEDAD DEL ALUMINATO DE ESTRONCIO
El aluminato de estroncio no es soluble en el agua, pero el porcentaje de
absorción es alto a comparación con la arena.
Basándonos en el Anexo 1 (ESPECIFICACIONES DE ECUAGLOW)
describe utilizar del 10% al 50% de aluminato de estroncio, de acuerdo al peso
del material donde se va a aplicar.
En el proyecto se ha optado aplicar, la cantidad de aluminato de estroncio al 30%
del peso total de cemento siendo este el predominante del mortero, y
considerando este porcentaje como la cantidad más óptima en distribución y
costo.
Aluminato de estroncio = 30% del peso del cemento
Aluminato de estroncio = 138 Kg/m3
Exceso Agua = -64 Kg /m3
A = 402 Kg /m3
Con las correcciones realizadas se obtiene una nueva dosificación
MATERIAL PESO SECO
kg
PESO
HUMEDO
kg DOSIFICACIÓN
Cemento 460 460 1
Arena 1418 1420 3
Agua 299 402 0.9 Aluminato de
estroncio 138 138 0.3
TOTAL 2177 2282.4
Exceso Agua = 𝐴𝑙𝑢𝑚𝑖𝑛𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑜𝑛𝑐𝑖𝑜 ∗ ( 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑁𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑙 − % 𝐴𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖ó𝑛)
𝐴 = 𝐴𝑔𝑢𝑎 (𝑙) − 𝐸𝑥𝑐𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎
CANTIDAD DE AGUA
86
4.3 PROCESO DE OBTENCIÓN DEL MORTERO
FOTOLUMINISCENTES Y ENSAYO DE CUBOS
1. Obtenido el pre-diseño de un mortero convencional (sin aluminato de
estroncio), se procede a ejecutar la mezcla siguiendo la Norma Técnica
Ecuatoriana INEN 156. Con la cual se realizó los cubos respectivos para
comprobar la resistencia deseada.
2. Adquirida una resistencia deseable, se procede a realizar los morteros
fotoluminiscentes, para con ello comprobar si existen alteraciones en la
misma.
3. Para dar el efecto de fotoluminiscencia: “En el segundo período de 30
segundos con velocidad baja en la mezcladora (INEN 155), se agrega el
30% de aluminato de estroncio en función al peso del cemento de manera
uniforme alrededor de la olla, la misma que contiene agua más cemento
Blanco Portland”.
4. Se observó que al agregar aluminato de estroncio a la dosificación
obtenida por corrección de humedad del agregado fino, la mezcla se tornó
seca, por lo cual se realizó la corrección de humedad del compuesto
fotoluminiscente.
Nueva dosificación:
MATERIAL PESO
HUMEDO
(kg)
DOSIFICACIÓN
FINAL
Cemento 460 1
Arena 1420.48 3
Agua 412,4 0.90
Aluminato de
estroncio 138 0.3
TOTAL 2219.1
87
3.4 FICHAS DE RESULTADOS DE LOS ENSAYOS CUBOS FOTOLUMINISCENTES
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
CUBOS DE MORTERO FOTOLUMINISCENTES
Fecha Fabricación: 06/09/2016 Edad Muestra: 7 Días
ARENA: Pifo retenido tamiz Nº 16 y Nº50
Fecha Ensayo: 13/09/2016
TIPO DE CEMENTO: CEMENTO BLANCO PORTLAND
DOSIFICACIÓN:
Cemento : 650 g 1 Arena: 1950 g 3
Agua: 587.7 g 0.90 Aluminato de estroncio: 30% Del peso del cemento
MUESTRAS
DIMENSIONES SECCIÓN CARGA ESFUERZO LARGO ANCHO ALTO
L a H A P σ
mm cm2 kg kg/cm
2
CUBO 1 51.1 51.4 50.2 25.7 7110 277.2
CUBO 2 51.0 51.0 51.0 26.0 7900 303.7
CUBO 3 51.1 51.3 50.9 26.0 7500 288.4
PROMEDIO 289.8
88
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
CUBOS DE MORTERO FOTOLUMINISCENTES
Fecha Fabricación: 06/09/2016 Edad Muestra: 14 Días
ARENA: Pifo retenido tamiz Nº 16 y Nº 50
Fecha Ensayo: 13/09/2016
TIPO DE CEMENTO: CEMENTO BLANCO PORTLAND
DOSIFICACIÓN: Cemento : 650 g 1 Arena: 1950 g 3 Agua: 587.7 g 0.90 Aluminato de estroncio: 30% Del peso del cemento
MUESTRAS DIMENSIONES SECCIÓN CARGA ESFUERZO
LARGO ANCHO ALTO
L a H A P σ mm
cm
2 kg kg/cm
2
CUBO 1 50.2 51.0 51.0 25.6 8560 334.3
CUBO 2 51.2 51.2 51.3 26.3 8890 338.5
CUBO 3 50.9 51.1 51.2 26.1 8875 340.5
PROMEDIO 337.8
89
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y MODELOS
CUBOS DE MORTERO FOTOLUMINISCENTES
Fecha Fabricación: 06/09/2016 Edad Muestra: 21 Días
ARENA: Pifo retenido tamiz Nº 16 y Nº 50
Fecha Ensayo: 27/09/2016
TIPO DE CEMENTO: CEMENTO BLANCO PORTLAND
DOSIFICACIÓN:
Cemento : 650 g 1
Arena: 1950 g 3 Agua: 587.7 g 0.90
Aluminato de estroncio: 30% Del peso del cemento
MUESTRAS
DIMENSIONES SECCIÓN CARGA ESFUERZO
LARGO ANCHO ALTO
L a H A P σ
mm cm2 kg kg/cm
2
CUBO 1 51.2 51.1 52.0 26.6 9110 342.2
CUBO 2 51.0 51.0 51.2 26.1 9430 361.1
CUBO 3 51.0 51.3 51.0 26.0 9660 371.4
PROMEDIO 358.2
90
4.5 RESUMEN DE COMPRESIONES A LA RESISTENCIA DEL
MORTERO FOTOLUMINISCENTE
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESUMEN RESISTENCIA DEL MORTERO FOTOLUMINISCENTE
Nº
PORCENTAJE
DE
RESISTENCIA
EDAD DE
LA
MUESTRA
(DÍAS)
RESISTENCIA
kg/cm2
1 0% 0 0
2 70% 7 289.8
3 80% 14 337.8
4 95% 21 358.2
5 100% 28 377.1
Grafica 4: CURVA EDAD DE LA MUESTRA
Fuente: AUTORES
0
289.8
337.8 358.2
377.1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 5 10 15 20 25 30
RE
SIS
TE
NC
IA (
kg/c
m2)
EDAD DE LA MUESTRA (DÍAS)
CURVA DE LA EDAD DEL MORTERO
FOTOLUMINICENTE
91
CAPITULO V: ANÁLISIS TÉCNICO Y ECONÓMICO
5.1 FALLAS EN EL ENSAYO DE CUBOS DE MORTERO.
Se observa una falla por compresión de 45° aproximadamente en sentido
transversal al ancho de la muestra, como se observa en las siguientes fotografías.
Foto 21. FALLAS A 45º M.F
92
5.2 EJEMPLO APLICATIVO DEL MORTERO FOTOLUMINISCENTE
El ejemplo aplicativo se va a realizar en la casa de la Familia Laines Mangia como
salida de emergencia para un corredor de dimensiones 0.76 x 4.15 (m) que abarca
3 habitaciones.
1. Para la colocación del mortero fotoluminiscente se opta una forma
cuadrada (0.30 x 0.30 x 0.05 m), ya que la misma va a ser aplicada con
baldosas optando un diseño para acabado ornamental.
2. La madera que se elige para los encofrados son los tableros melaminicos
ya que estos van acorde a las necesidades a utilizar el mortero
fotoluminiscente, esta madera fue preferida ya que la misma nos da un
acabado liso y muy similar a la baldosa a instalar.
Foto 22: MATERIALES PARA REALIZAR LOS ENCOFRADOS DE
MADERA
Fuente: AUTORES
3. Se realiza el ensamblaje del molde con cortes, lijaduras de los lados y
clavado del mismo, alcanzando el encofrado que contendrá al mortero
fotoluminiscente para su fraguado final y forma.
4. Para proceder al llenado del encofrado se realizara en dos capas, la primera
que contendrá el mortero fotoluminiscente, seguido de una malla para
poder controlar el fisuramiento y dar mayor resistencia, la segunda capa
contendrá un mortero tradicional que ira en contacto con el piso y por
costos no es necesario que sea fotoluminiscente.
93
Foto 23: LLENADO DEL ENCOFRADO DE MADERA
Fuente: AUTORES
5. Una vez llegado a su fraguado final se desencofra y se instala en el área
especificada, colocándola como una baldosa normal con bondex y demás
implementos.
Foto 24: DESENCOFRADO DE LOS MOLDES
Fuente: Autores
94
6. Colocación del mortero fotoluminiscente en el corredor de la familia Laines
Mangia. Se adopta un diseño arquitectónico en forma de ajedrez junto con la
baldosa tradicional.
Fuente: Autores
Baldosa tradicional blanca
Baldosa tradicional café
Mortero fotoluminiscente
95
5.2 ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS (APU) PARA MORTEROS
FOTOLUMINISCENTES
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS (APU)
PROYECTO: DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES APLICADOS
DE FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN EN CASO DE EMERGENCIA
PARA EDIFICACIONES
RUBRO: MORTERO FOTOLUMINISCENTE HOJA: 1 DE 3
CÓDIGO: MF01 UNIDAD: U
DETALLE: CANTIDADES TOMADAS PARA 3u de (0.3 X0.3X0.005) m
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD TARIFA COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA
MENOR 0.05
SUBTOTAL (M)
0.05
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
SUBTOTAL (N)
0.00
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO COSTO
CEMENTO BLANCO PORTLAND Kg 0.7 0.6 0.42
ARENA (POLVO DE PIEDRA) Kg 2.1 0.10 0.21
AGUA L 0.6 0.43 0.27
ALUMINATO DE ESTRONCIO Kg 0.2 299 63.15
SUBTOTAL (O)
64.05
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 64.05
COSTO TOTAL PARA 3 U MORTEROS FOTOLUMINISCENTES 64.05
COSTO POR UNIDAD DE MORTERO FOTOLUMINISCENTE 21.35
ELABORADO POR: AUTORES
96
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS (APU)
PROYECTO: DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES APLICADOS
DE FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN EN CASO DE EMERGENCIA
PARA EDIFICACIONES
RUBRO: MORTERO CONVENCIONAL Y MALLA DE REFUERZO HOJA: 2 DE 3
CÓDIGO: MC 01 UNIDAD: U
DETALLE: CANTIDADES TOMADAS PARA 3u de (0.3 X0.3X0.005) m
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD TARIFA COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA
MENOR 0.05
SUBTOTAL (M) 0.05
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
SUBTOTAL (N)
0.00
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO COSTO
CEMENTO BLANCO PORTLAND Kg 0.7 0.6 0.42
ARENA (POLVO DE PIEDRA) Kg 2.1 0.10 0.21
AGUA L 0.5 0.43 0.23
MALLA m2 0.3 5.00 1.35
SUBTOTAL (O)
2.22
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 2.27
COSTO TOTAL PARA 3 U MORTEROS CONVENCIONAL 2.27
COSTO POR UNIDAD DE MORTERO CONVENCIONAL 0.76
ELABORADO POR: AUTORES
97
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS (APU)
PROYECTO: DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES APLICADOS
DE FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN EN CASO DE EMERGENCIA
PARA EDIFICACIONES
COSTO TOTAL POR UNIDAD DEL MORTERO OPTANDO LAS
DIMENSIONES (0.30 X 0.30 X 0.005 m) PARA FACILIDAD DE SU
APLICACIÓN.
En base a los APUS (MF01 y MC01) se llega a determinar:
TIPO DE MORTERO COSTO UNITARIO
MORTERO FOTOLUMINISCENTE (MF01) $ 21.35
MORTERO CONVENCIONAL (MC01) $ 0.76
TOTAL $ 22.11
0,3
0,005
0,3
0,3
0,3
MORTERO FOTOLUMINISCENTE
MALLA
MORTERO CONVENCIONAL
0.005
98
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
ANALISIS DE PRECIOS UNITARIOS (APU)
PROYECTO: DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES APLICADOS
DE FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN EN CASO DE EMERGENCIA
PARA EDIFICACIONES
RUBRO: MORTERO FOTOLUMINISCENTE (MF) HOJA: 3 DE 3
CÓDIGO: MF 02 UNIDAD: m2
DETALLE: CANTIDADES DE (MF) POR METRO CUADRADO
EQUIPOS
DESCRIPCIÓN
CANTIDAD TARIFA COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
HERRAMIENTA
MENOR 0.05
SUBTOTAL (M) 0.05
MANO DE OBRA
DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL/HR COSTO
HORA RENDIMIENTO COSTO
A B C=A*B R D=C*R
SUBTOTAL (N)
0.00
MATERIALES
DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P.UNITARIO COSTO
CEMENTO BLANCO PORTLAND kg 1.75 0.6 1.05
ARENA (POLVO DE PIEDRA) kg 5.25 0.1 0.53
AGUA lts 1.57 0.43 0.68
ALUMINATO DE ESTRONCIO kg 0.44 300.00 131.25
SUBTOTAL (O)
133.50
TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O) 133.55
COSTO TOTAL POR m2 133.55
ELABORADO POR: AUTORES
99
5.3 ANÁLISIS COMPARATIVO DE COSTOS
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
PROYECTO: “DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES APLICADOS DE FORMA ORNAMENTAL Y SEÑALIZACIÓN
EN CASO DE EMERGENCIA PARA EDIFICACIONES”.
SISTEMAS PARA SALIDAS DE EMERGENCIAS MÁS COMUNES DURANTE LA AUSENCIA DE LUZ
SISTEMA DESCRIPCIÓN
PRECIO
REFERENCIAL
2016 ACABADO ORNAMENTAL
NOMBRE: Cinta fotoluminiscente
MEDIDA: Rollo 5 metros de largo x 5 cm de ancho
DURACIÓN DE ENCENDIDO: 6 horas
FORMA DE CARGA: Luz ultravioleta
14,5 $
NOMBRE: Lámparas de emergencia
DURACIÓN DE ENCENDIDO: 90 min
FORMA DE CARGA: Luz eléctrica (6 voltios).
Producen luz fría y pueden ser alimentados a partir
de baterías portátiles, pilas o aún un panel solar.
25,50 $
100
No se busca reemplazar ningún sistema de emergencia convencional existente que
actúan durante un colapso de luz artificial, sino adaptar un sistema práctico que
vaya acorde al diseño arquitectónico a implementar en una edificación con
acabado ornamental.
De los sistemas más habituales en salidas de emergencia en edificaciones, se
encuentra varios tipos: cintas fotoluminiscentes, lámparas de emergencia, entre
otras; las mismas que son fáciles de instalar a costos accesibles pero no siempre
van acorde con el diseño arquitectónico que se implementa en una estructura.
Del estudio económico, para determinar el costo por metro cuadro de mortero
fotoluminiscente, para lo cual es necesario efectuar una comparación con los
sistemas emergentes tradicionales, evidenciando costos altos en su ejecución, sin
que tenga costos adicionales para su emisión de luminosidad ya que se sustenta de
energía natural y artificial, con acabado ornamental acorde a diseño propuesto.
Del análisis técnico, en comparación con otro tipo de señalética para emergencia
cuya funcionalidad sea eléctrica, estos tiende a fallar en cualquier instante,
originando gastos adicionales por su reposición, mientras que en el mortero
fotoluminiscente si se presenta fragmentaciones de la misma no es motivo
suficiente para el colapso de la luminiscencia.
SISTEMA DESCRIPCIÓN COSTO
ACABADO
ORNAMENTAL
NOMBRE: Mortero
fotoluminiscente
MEDIDA: 0.30 X 0.30 X
0.005 (m)
DURACIÓN DE
ENCENDIDO: 8 horas
FORMA DE CARGA: Luz
natural o artificial
21,35 $
101
CAPITULO VI: ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS
6.1 CURVA DE RESISTENCIA DEL MORTERO CONVENCIONAL
(SIN ALUMINATO DE ESTRONCIO) CONSERVANDO LA
DOSIFICACIÓN CONCLUYENTE
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
DEPARTAMENTO DE ENSAYO DE MATERIALES Y
MODELOS
RESISTENCIAS DEL MORTERO CONVENCIONAL
Nº
PORCENTAJE
DE
RESISTENCIA
EDAD DE
LA
MUESTRA
(DÍAS)
RESISTENCIA
(kg/cm2)
1 0% 0 0
2 70% 7 284.9
3 95% 21 360.9
4 100% 28 379.9
Fuente: AUTORES
0
284.9
360.9
379.9
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 5 10 15 20 25 30
RE
SIS
TE
NC
IA (
kg/c
m2)
EDAD DE LA MUESTRA (DÍAS)
CURVA EDAD DEL MORTERO CONVENCIONAL
102
COMPARACIÓN DE CURVAS DE RESISTENCIA ENTRE EL MORTERO CONVENCIONAL Vs EL MORTERO
FOTOLUMINISCENTE.
0
284.9
360.9 379.9
289.8
337.8 358.2
377.1
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 5 10 15 20 25 30
RE
SIS
TE
NC
IA (
kg/c
m2)
EDAD DE LA MUESTRA (DÍAS)
CURVA DE RESISTENCIA MORTEROS
CURVA MORTERO CONVENCIONAL
CURVA MORTERO FOTOLUMINISCENTE
103
Para poder llevar a cabo la comparación se realizó en el mismo lapso, los dos
tipos de morteros ensayándoles a las mismas edades indicadas en la NORMA
TÉCNICA ECUATORIANA INEN 488:2009 “CEMENTO HIDRAULICO.
DETERMINACION DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION DE
MORTEROS EN CUBOS DE 50mm DE ARISTA”
Se realizó la comparación entre el mortero fotoluminiscente y el mortero
convencional donde se demuestra que el aluminato de estroncio no produce
ninguna alteración, en los elementos que compone el mismo, lo cual no afecta a la
resistencia como propiedad principal.
Análisis del diseño para el mortero fotoluminiscente:
Para el diseño del mortero fotoluminiscente se tomó como seguimiento la
bibliografía del libro “Tecnología del concreto y del mortero/ Diego Sánchez de
Guzmán, 2001” en el cual basados en los ensayos a los materiales obtenemos
resultados descritos en el siguiente cuadro:
TIPO CEMENTO: Cemento Portland
Blanco AGREGADO
FINO:
Polvo de piedra PIFO,
retenido en los tamices
N°16 y N°50
RESISTENCIA A
DISEÑAR: 280 Kg/cm
2
MODULO DE FINURA
ARENA: 2.7
DENSIDAD APARENTE SECA
ARENA: 2.58 g/cm
3
DENSIDAD ESPECIFICA CEMENTO: 3.04 g/cm3
HUMEDAD NATURAL DEL
AGREGADO 0.2 %
% ABSORCIÓN DEL AGREGADO 2.95 %
Obteniendo una dosificación de:
TIPO DE CEMENTO: CEMENTO BLANCO PORTLAND
DOSIFICACIÓN:
Cemento : 650 g 1 Arena: 1950 g 3
Agua: 587.7 g 0.90 Aluminato de
estroncio: 30% Del peso del cemento
104
Estos datos están propuestos, para una resistencia a diseñar de 280 kg/cm2
lo cual
al obtener la dosificación final y realizar las probetas para los ensayos se obtiene
resistencias más altas a las diseñadas como se especifica en el siguiente cuadro:
RESISTENCIAS DE LA MUESTRA DEL MORTERO (650g cemento)
Nº PORCENTAJE DE
RESISTENCIA
EDAD DE LA
MUESTRA
(DÍAS)
RESISTENCIA
(kg/cm2)
1 0% 0 0
2 70% 7 289.8
3 80% 14 337.8
4 95% 21 358.2
5 100% 28 377.1
Esto se debe al tipo de cemento que se está utilizando y al agregado fino libre de
materia orgánica que afecta a la resistencia. Se verificó que al momento de
disminuir la cantidad de cemento, la resistencia se reduce como se demuestra con
la siguiente tabla:
TIPO DE CEMENTO: CEMENTO BLANCO PORTLAND
DOSIFICACIÓN:
Cemento : 500 g 1
Arena: 1950 g 3.9
Agua: 497.7 g 1.00 Aluminato de
estroncio: 30% Del peso del cemento
RESISTENCIAS DE LA MUESTRA DEL MORTERO (500g cemento)
Nº PORCENTAJE DE
RESISTENCIA
EDAD DE LA
MUESTRA
(DÍAS)
RESISTENCIA
kg/cm2
1 0% 0 0
2 70% 7 99.4
3 95% 21 134.9
4 100% 28 149.9
Al aumentar la cantidad de cemento es evidente que cubre todas las partículas de
arena y así mismo la resistencia queda sobredimensionada lo cual es innecesario
105
debido a los costos adicionales que implica, como se muestra en el siguiente
cuadro:
TIPO DE CEMENTO: CEMENTO BLANCO PORTLAND
DOSIFICACIÓN:
Cemento : 750 g 1
Arena: 1950 g 2.6
Agua: 497.7 g 0.66
Aluminato
de estroncio: 30% Del peso del cemento
RESISTENCIAS DE LA MUESTRA DEL MORTERO (750g cemento)
Nº
PORCENTAJE
DE
RESISTENCIA
EDAD DE
LA
MUESTRA
(DÍAS)
RESISTENCIA
kg/cm2
1 0% 0 0
2 70% 7 388.4
3 80% 14 451.0
4 95% 21 499.4
5 100% 28 543.0
Se realiza una comparativa de curvas de resistencia de acuerdo a la cantidad de
cemento empleada. Se optó por una resistencia promedio de 377 kg/cm2, ya que al
seguir disminuir la cantidad de cemento era evidente la disminución de la
resistencia, pero esto afectaba al color del mortero, dando así una desventaja al no
cubrir todas las partículas del agregado fino y no ser evidente la
fotoluminiscencia.
Foto 25: COMPARACIÓN DE MORTEROS
Fuente: AUTORES
106
0
388.4
451.0
499.4
543.0
0
99.4 134.9
149.9
0
289.8 337.8
358.2
377.1
0
100
200
300
400
500
600
0 5 10 15 20 25 30
RE
SIT
EN
CIA
(k
g/c
m2)
EDAD DE LA MUESTRA (DÍAS)
CURVA DE RESISTENCIA CON DIFERENTES CANTIDADES DE CEMENTO
CURVA DE RESISTENCIA (750 g CEMENTO) CURVA DE RESISTENCIA (500 g CEMENTO)
CURVA DE RESISTENCIA (650 g CEMENTO)
107
6.2 VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MORTERO
FOTOLUMINISCENTE
Nº Ventajas Desventajas
1
El mortero fotoluminiscente durante un
colapso de luz, tiene una duración de
aproximadamente 8 horas de
luminiscencia.
El valor de elaboración del mortero
fotoluminiscente es costoso.
2
Este mortero cubre una mayor área
para el caso de señalética, comparando
con la señalética convencional que se
emplea para casos de emergencia.
Al optar por un modelo convencional
como es con las dimensiones de una
baldosa se necesita de un refuerzo
(malla) para evitar su rotura.
3
El mortero funcionara a partir de tener
una fuente de carga ya sea natural o
artificial y no dependerá de las
condiciones meteorológicas para su
funcionamiento óptimo.
Para poder obtener estos morteros
fotoluminiscentes se necesita
estrictamente de cemento blanco para
que el aluminato de estroncio
funcione de forma adecuada.
4
Su mantenimiento y emisión de
luminiscencia son bajos, dado que
estos dependen de la luz natural o
artificial por breves minutos.
5
Para emplear de forma ornamental se
tiene un excelente acabado y de forma
llamativa.
6
Al adoptar una forma geométrica
facilita la aplicación en el lugar
deseado.
7
El mortero fotoluminiscente se puede
realizar de manera casera sin la
necesidad de utilizar aparatos
sofisticados
108
CAPITULO VII: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
7.1 CONCLUSIONES
El aluminato de estroncio siendo un material utilizado como base para
muchos productos fotoluminiscentes, es fácil de encontrarlo en el
mercado ecuatoriano, pero su costo es elevado lo que encarece el valor
económico del mortero.
Basándonos en el Anexo 2 (ESPECIFICACIONES DE ECUAGLOW)
describe utilizar del 10% al 50% de aluminato de estroncio de acuerdo
al peso del material donde se va a aplicar. Para el proyecto se realizó
varios ensayos prueba y error donde con un porcentaje menor al 30%
de aluminato de estroncio no se tiene una adecuada distribución que
cubra toda las partículas del cementante a utilizar, por el contrario al
superar el porcentaje propuesto existe un exceso en vano de partículas
de aluminato de estroncio lo cual no acredita que la luminiscencia sea
más evidente sino que aumente los costos insustancialmente. Por lo
que se llegó a determinar que la cantidad de aluminato de estroncio
adecuado es el 30% del peso total de cemento ya que este es el
predominante del mortero, y considerando este porcentaje como la
cantidad más óptima por distribución y costo.
Para una colocación sencilla, rápida y sin gran cantidad de
desperdicios del mortero fotoluminiscente, se optó por una forma
geométrica cuadrada y similar a una baldosa.
El mortero fotoluminiscente puede instalarse interna o externamente en
una edificación, sin que la condición meteorológica afecte a la
luminiscencia que arroja el mismo.
No se empleó cemento gris para este proyecto ya que la
fotoluminiscencia es notoria por excelencia en colores claros como el
blanco.
El mortero fotoluminiscente aun fraccionado en múltiples partes
mantiene su propiedad de luminiscencia en comparación con otros
109
tipos de señalética de emergencia que su funcionamiento es
electrónico.
Realizando compresiones en cubos de morteros con la misma
dosificación, se demostró que el aluminato de estroncio no influye en
la resistencia y duración del mismo, ya que es un compuesto no
soluble.
La resistencia propuesta en el diseño del mortero fue de 280 Kg/cm2,
finalizando con una resistencia promedio de 377 Kg/cm2, esto es por la
utilización del cemento blanco Portland y las buenas propiedades
mecánicas del agregado fino procedentes de la cantera de Holcim en
Pifo.
Se optó por una resistencia promedio de 377 kg/cm2, ya que al seguir
disminuyendo la cantidad de cemento era evidente la disminución de la
resistencia, pero esto afectaba al color del mortero, dando así una
desventaja al no cubrir todas las partículas del agregado fino y no ser
evidente la fotoluminiscencia.
No se propone realizar un reemplazo de los sistemas para salidas de
emergencias existentes y más usuales, sino una opción más acorde a un
acabado arquitectónico cumpliendo con la misma función.
Se puede reducir el costo de elaboración del mortero fotoluminiscente
y aumentar una mayor área de aplicación, si se utiliza una arena con un
módulo de finura más bajos del diseño propuesto (MF=2.7), pero se
va obtener un mortero frágil al desgaste para zonas transitadas, pero
útil en revestimientos de paredes.
Si comparamos el costo del mortero fotoluminiscente con las
señaléticas de evacuación existentes, su valor de elaboración es alto sin
que exista un valor adicional para el mantenimiento de luminiscencia o
reemplazo por falla electrónica.
Si el contenido de cemento es alto las características serán de alta
resistencia, si el contendido de arena es alto la resistencia disminuirá
considerablemente y será poco trabajable pero el mortero tendrá poca
retracción.
110
Los módulos de finura bajos requieren más agua que los gruesos para
la misma consistencia, por lo cual se generan morteros frágiles y
porosos.
7.2 RECOMENDACIONES
Para la dosificación de una manera correcta se deberá tener sumo
cuidado en el porcentaje de humedad, tanto del agregado fino como del
aluminato de estroncio lo cual provoca una fluidez excesiva en la
mezcla disminuyendo la resistencia.
Se sugiere realizar más ensayos al cemento blanco ya que la
información que se obtiene por fuentes bibliográficas es nula.
Por tratarse de un mortero de color blanco tiende a estar expuesto a manchas
ambientales, lo cual para su durabilidad se recomienda utilizar un sellante
acrílico el cual no afectara las propiedades fotoluminiscentes del mismo.
El agregado fino empleado para el diseño de morteros
fotoluminiscentes debe tener buenas propiedades mecánicas para
garantizar la resistencia y durabilidad del mortero.
Procurar ocupar agregados finos de colores claros ya que los mismos
no afectaran al color blanco del cementante, cambiando su apariencia
estética.
Para mantener su blancura su puede utilizar como modo de limpieza agua y
cloro los cuales no afectaran a la emisión de luminiscencia del mortero.
Se recomienda para darle un acabado esmaltado y sin necesidad de sellantes
acrílicos se puede pulir, siempre que el agregado a emplearse para su
fabricación, tenga propiedades mecánicas de dureza altas.
Se recomienda que el mortero fotoluminiscente se puedan utilizar como
reemplazo de emporador en los acabados con baldosas si se quiere cubrir una
mayor área con costos bajos.
111
8. BIBLIOGRAFIA:
1. ARIAS, M. (2005). Manual de Sistemas de Agua Potable y Alcantarillado.
Quito, Ecuador.
2. CASANOVA, A. A. (2013). PSICOLOGÍA DE LA PERCEPCIÓN
VISUAL. BARCELONA: Ph DrVision & Control of Action (VISCA)
groupDept.
3. CHOW Ven Te, M. D. (1994). Hidrologia Aplicada. En Hidrologia
Aplicada. Bogota -Colombia: McGraw-Hill.
4. COPENHAGUE., F. (2015). Materiales fosforescentes. Obtenido de
http://www.cientificosaficionados.com/tecnicas/fosforos.htm
5. DISENSA. (2016). Obtenido de
http://disensa.com/main/images/pdf/cemento_blanco.pdf
6. DUDA, D. I. (2003). Cemento manual tecnológico. BARCELONA:
EDITORES TÉCNICOS ASOCIADOS S.A.
7. ECUATORIANA, N. T. (2010). Aridos para usos de morteros para
mamposteria . Obtenido de
https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.2536.2010.pdf
8. ECUATORIANA, N. T. (2010). Morteros para unidades de mamposteria
. Obtenido de https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.2518.2010.pdf
9. ECUATORIANA, N. T. (2012). Cemento para morteros . Obtenido de
https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.2615.2012.pdf
10. ESCOBAR, S. C. (2010). Materiales de Construccion para Edificacion y
Obra Civil. En S. C. Escobar, Materiales de Construccion para
Edificacion y Obra Civil (págs. 153-161). San Vicente (Alicante): Club
Universitario.
11. GARCÍA, D. R. (Abril de 2014). Cronica.com.mx. Obtenido de
http://www.cronica.com.mx/notas/2014/829950.html
112
12. INEN. (s.f.). Norma técnica ecuatoriana. Obtenido de
https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.0872.2011.pdf
13. Instituto Español del Cemento y sus Aplicaciones . (s.f.). Instituto Español
del Cemento y sus Aplicaciones . Obtenido de
https://www.ieca.es/default.asp?id_cat=3
14. LA GUIA QUÍMICA. (Noviembre de 2010). Obtenido de La Guia
Química: http://quimica.laguia2000.com/conceptos-
basicos/fosforescencia#ixzz4EuL1FAfz
15. PROAÑO, M. M. (2013). Escuela Politecnica del Ejercito. Obtenido de
http://publiespe.espe.edu.ec/librosvirtuales/hormigon/temas-de-hormigon-
armado/hormigon02.pdf
16. REGLA PARA PREVENCIÓN DE INCENDIOS. (s.f.). Obtenido de
http://www.utm.edu.ec/unidadriesgos/documentos/reglamento-
incendio.pdf
17. RIVERA, A. F. (2016). Seguridad en Carteles . Obtenido de
http://www.seguridadencarteles.com.ar/detalle.php?a=fotoluminiscentes&t
=5&d=54
18. STULZ,Roland S. (1993). Materiales de construcción apropiados. En S.
Roland Stulz, Materiales de construcción apropiados (pág. 442). London:
SKAT & IT Publications.
19. RURAL, I. (2013). Escuela Universitaria de Ingeniería Técnica Agrícola
de Ciudad Real. Obtenido de
https://www.uclm.es/area/ing_rural/Trans_const/Tema9.pdf
20. TULCAN, G. M. (26 de 06 de 2012). Recuperado el 08 de 12 de 15, de
http://www.gmtulcan.gob.ec/index.php/2012-06-06-13-19-44/2012-06-06-
13-21-17/2012-06-06-13-41-11/18-parroquias
113
9. ANEXOS:
ANEXO 1. DETALLE DE LA FORMA DE APLICACIÓN
DORMITORIO 1
DORMITORIO 2DORMITORIO
MASTER4.
14
0.79
0.30
0.30
0.3
0.3
6.30
3.10
3.10
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORFACULTAD INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
DISEÑO DE MORTEROS FOTOLUMINISCENTES
EJEMPLO APLICATIVO
TEMA:
AUTORES PROYECTO:
GRIJALVA FERNANDEZ
FERNANDO GEOVANNY
UBICACIÓN:
PROVINCIA:
CANTÓN:
PARROQUIA:
SECTOR:
PICHINCHA
CONTIENE: PLANO ARQUITECTONICO DOMICILIO A
APLICAR / DETALLE DEL MORTERO
TUTOR:ING. LASSO MOLINA CARLOS ALBERTO
QUITO
COTOCOLLAO
SANTA ANITA LAINES MANGIATATIANA BELEN
FECHA:
SEPTIEMBRE 2016
LÁMINA:01 DE:
01
CROQUIS DE UBICACIÓN
N
MORTERO:
DOSIFICACIÓN:
Cemento: 1
Agua: 0.90
Agregado fino: 3
Aluminato de estroncio: 30%
peso del cemento
ESPECIFICACIONES TÈCNICAS
0,3
0,005
0,3
0,3
DETALLE DEL MORTERO
FOTOLUMINISCENTE
MORTERO FOTOLUMINISCENTE
MALLA
MORTERO CONVENCIONAL
BALDOSA NEGRA TRADICIONAL
BALDOSA BLANCA TRADICIONAL
MORTERO FOTOLUMINISCENTE
0.005
0,3
CASA FAMILIA LAINES M.
114
ANEXO 2. ESPECIFICACIONES DE ECUAGLOW
¿Qué es el pigmento o polvo foto luminiscente?
Es la base de casi todos los productos que brillan en la oscuridad. Esta sustancia
en polvo absorbe la luz y vuelve a emitirla en una longitud de tiempo. El brillo se
produce cuando los electrones caen de una órbita superior a una órbita más baja.
Cuando caen a una órbita más baja, emiten energía en forma de luz visible. Estos
productos tienen los productos químicos en ellos con los electrones que se
entusiasman por las ondas de luz. Ninguna reacción química se produce
realmente.
¿Qué puedo hacer yo con el polvo?
Deje volar su imaginación! Usted puede hacer prácticamente cualquier cosa con
nuestros pigmentos versátiles! Es seguro para la aplicación en productos de
consumo, tales como ropa, zapatos, gorras, relojes, novedades, abordar y artículos
deportivos.
Cuenta con excelentes resultados en los campos de la construcción, decoración,
tráfico de vehículos, instalaciones militares, el sistema de emergencia de incendio,
y signos de las vías de escape.
El pigmento se puede mezclar con una variedad de resinas y aglutinantes
TRANSPARENTES incluyendo pero no limitado a resina acrílica, parafina, resinas
de poli, lacas, barnices, colas, plásticos - PE, PP, ABS, PVC. Y, por supuesto,
cosas artesanales, cerámica, esmalte de cerámica, pintura de tela, pintura al óleo,
pintura acrílica todo con nuestros pigmentos!
¿Es el resplandor del polvo seguro para los niños?
Sí, el polvo de brillo no es tóxico y no radiactivo y el medio ambiente. Nuestros
productos son fotoluminiscente de seguridad certificada.
¿Puedo añadir a jabón y otros productos para la piel?
Nuestros pigmentos han sido probados y son seguros para el contacto prolongado
con la piel. Al igual que con cualquier producto químico, siempre existe la
115
posibilidad de irritación de la piel, por lo que se aplican a un área de prueba
primero.
¿Cómo se utiliza polvo?
Es, muy fácil sólo lo mezcla con el medio que desee usar. El polvo no se derrite,
pero se suspende en el medio. Usted puede utilizar el polvo glow en casi
cualquier aplicación. Para la pintura, señuelos de pesca de calafateo, pegamento,
plástico, tintas, ceras, plastisol, etc. Las limitaciones son infinitas, sólo tienes que
seguir las
Instrucciones básicas antes indicadas.
¿Cuál es la composición del polvo? Verde, aguamarina, son aluminato
alcalinotérreo activado por iones de tierras raras. (Aluminato de estroncio con
europio como activador ( SrAl03 : . Eu).
El efecto deseado depende de vehículo usado, proceso y aplicación. En promedio
10 % -50 % en peso es la mejor relación de mezcla en polvo del resplandor a un
vehículo. El porcentaje depende de cómo se desea mucho brillo. Si la base es de
un color diferente al blanco puede que tenga que agregar más Glow Powder para
lograr los resultados deseados.
Las cantidades indicadas son para máximo glow.
1 onza - pigmento 14gm
lt Pint - 1/2 lb pigmento
1 Galón - 2 pigmento lb
1 oz = 28gm
1kg = 2,2 libras
Un kilogramo de polvo seco Glow puede cubrir un área de aproximadamente 6 a 8
metros cuadrados. Un gramo cubre aproximadamente 25 cm cuadrados.
¿Cómo se carga el polvo?
El polvo responde mejor a las fuentes de luz rica en rayos ultravioleta como la luz
solar, lámparas negras y lámparas halógenas. Lámparas de tungsteno (bombillas
típicas del hogar) tardan más en recargarse el pigmento debido a que su salida de
UV es baja. Las lámparas fluorescentes, que son ricas en UV, proporcionan
excitación más rápido cuando el producto es colocado cerca de ellos.
116
La luz del sol - 5 minutos / luz UV (luz Negro) - 5 a 10 minutos / luz normal - de
20 a 30 minutos. La luz del sol es la mejor fuente para la carga de los productos,
sino prácticamente cualquier fuente de luz es suficiente. La Luz Negra es un buen
proveedor de la luz UV.
¿Cuántas veces puedo cargarlo?
Puede cargar el pigmento UNA Y OTRA VEZ es decir indefinidamente! La vida
útil es de un mínimo de 10 años. Una vez mezclado en el medio de su elección, la
vida interior es de 5-10 años y la vida al aire libre es de 4-6 años.
¿De qué color son los polvos en la luz del día?
Agua, verde son tonos que en el día son de color amarillo pálido.
¿La luz solar daña el polvo glow?
Nuestros pigmentos fosforescentes son muy estables en el exterior y pueden durar
muchos años.
¿Qué presentaciones tenemos?
Pigmento Fotoluminiscente Verde y Celeste Kg $ 380,00
Pigmento Fotoluminiscente Verde y Celeste 1/2 kg $ 190,00
Pigmento Fotoluminiscente Verde y Celeste 1/4 kg $ 120,00
Pigmento Fotoluminiscente Verde y Celeste 100 gr $ 40,00
Pigmento Fotoluminiscente Verde y Celeste 60 gr $ 26,00
¿Cuál es el tratamiento de primeros auxilios?
A pesar de que está libre de los metales pesados y de cualquiera de las sustancias
radiactivas, se recomienda usar la máscara de polvo u otros dispositivos de
seguridad, la manipulación de nuestros productos. Puede causar irritación de la
nariz, la garganta, los ojos y la piel. Lavar con agua cuando la piel o los ojos están
expuestos a nuestros productos. Mantenga los productos alejados de la humedad y
sellarla cuando no esté en uso. Por favor, consulte las hojas de MSDS adjuntada al
final.
¿Los polvos tienen un olor?
Todos los pigmentos por ahora están libres de olor.
117
¿Ofrecemos precios al por mayor?
¡Sí! Por favor envíenos un email a [email protected] pedido mínimo es de 10
kg, costo del Kilo $ 300,00.
¿La distribución de pigmentos en el país se encuentra patentada?
¡Sí! Tenemos los números de patente, además los derechos legales completos
para distribuir nuestros productos en todo el país.
Estaremos gustosos de poder contar con usted, para formar parte de nuestro
exclusivo grupo de clientes que quiere hacer brillar las cosas en la oscuridad,
nosotros ofrecemos nuestra garantía del producto, servicio y precio, cualquier
inquietud o si desea información adicional no dude en comunicarse con nosotros.
Atentamente;
Clara Vásquez
Móvil: 0998281673
118
HOJA DE SEGURIDAD
1. IDENTIFICACIÓN DE LA SUSTANCIA / PREPARADO Y DE LA
SOCIEDAD / EMPRESA:
Nombre comercial:
PL PIGMENTOS Glow-in-the-dark pigmento
2. COMPOSICIÓN / INFORMACIÓN SOBRE LOS COMPONENTES
Caracterización química:
- C.A.S. Denominación: 12004-37-4
EINECS No. : 234-455-3
Nombre y Alias: Aluminato de estroncio, dialuminio estroncio tetróxido
Formula: MAl2O4.nB2O3: Eu2 + Dy3 + (M significa uno o algunos de Sr,
Ca, Ba, etc).
Contenido: Sr, Ca, Ba, Al, Eu, B, Dy, etc.
3. IDENTIFICACIÓN DE PELIGROS:
Destino Peligro: Adicionales sobre los riesgos para personas y el medio
ambiente: la experiencia en el uso del producto indica que no es un riesgo
conocido para la salud humana ni para el medio ambiente.
Sistema de clasificación: La clasificación corresponde con la lista actual
de la CE. Se amplió, pero siempre completada por la literatura
especializada y los informes de las empresas proveedoras.
4. MEDIDAS DE PRIMEROS AUXILIOS:
Recomendaciones generales: ninguno
Si se inhala: trasladar al aire libre. Llame al médico
Contacto con la piel: lavar con agua simple.
Contacto con los ojos: lavar con una solución de jabón suave.
Tras ingestión: buscar ayuda médica de inmediato
119
Indicaciones para el médico: nada de particular, consulte al médico para un efecto
prolongado.
5. MEDIDAS PARA COMBATIR INCENDIOS:
Medios de extinción adecuados: agua pulverizada, espuma, dióxido de carbono,
polvo seco.
Medios de extinción no apropiados por razones de seguridad: ninguno
A continuación se puede emitir en un incendio: no se requiere como no
inflamable.
Equipo de protección especial: Ninguno
Más información: Ninguno
6. MEDIDAS EN CASO DE VERTIDO ACCIDENTAL:
Precauciones personales: no se exigen como no peligroso, en caso de barrido
derrame y ponerlo contenido y lavar el área con agua.
Precauciones ambientales: Ninguno
Métodos de limpieza: Barrer y colocar en un recipiente con cierre, para su
eliminación.
7. MANIPULACIÓN Y ALMACENAMIENTO:
Manipulación: mantenerse en un recipiente bien cerrados, almacenados en un
lugar fresco, seco y ventilado, mantener lejos del agua.
Protección contra incendios y explosiones: no es explosivo; ninguna precaución
especiales, mantener alejado del fuego
Almacenamiento: Embalaje adecuado.
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8. CONTROLES DE LA EXPOSICIÓN Y PROTECCIÓN
PERSONAL:
Información adicional sobre el trazado de instalaciones técnicas:
EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL:
Protección respiratoria: Usar mascarilla de tela
Protección de las manos: guantes
Protección de los ojos: Gafas
Protección del cuerpo: Utilizar ropa protectora para evitar el contacto del cuerpo
Seguridad general y la higiene
Medidas: utilizar mascarillas si es necesario con filtro adecuado es recomendado.
9. PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS:
Forma: Polvo
Olor: inoloro
Cambio en la etapa física:
Punto de fusión / 1745 °C
Punto / intervalo de ebullición: n.a. °C
Punto de inflamación: n.a. °C
Combustibilidad: libre de combustibilidad
Límites de explosión: n.a.
Temperatura de ignición: n.a.
Temperatura de auto ignición: n.a.
Encendido sin asistencia: n.a.
Peligro de explosión: n.a.
Propiedades comburentes: n.a.
Presión de vapor: n.a.
Densidad: 3.6 g/cm3
Densidad aparente: 935 Kg/m3
Solubilidad en agua: Se descomponen en el agua
Solubilidad en otros disolventes: n.a.
Valor de pH: 6-8 en g / 1 ° C
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Coeficiente de partición agua / octanol (log Pow):
Viscosidad: n.a. ° C
10. ESTABILIDAD Y REACTIVIDAD:
Condiciones que deben evitarse: Evite el contacto con el agua y los ácidos.
Sustancias a evitar: Ácidos.
Reacciones peligrosas: n.a.
Productos de descomposición peligrosos: este producto es producto
bórico-aluminato y se puede trabajar a una temperatura entre -20 ~ 500 °
C. No hay productos peligrosos a humana y el medio ambiente después de
la descomposición en el agua.
11. INFORMACIÓN TOXICOLÓGICA:
LD50 oral / rat: >5000 mg/Kg
LC50 inhall. / rat: n.a. mg/l
Irritación de piel / No irritante
Irritación / ojos: No irritante
Sensibilidad: n.a.
Toxicidad Subacut-crónica: n.a.
Experiencia en humanos: n.a.
Información adicional: n.a.
12. INFORMACIÓN ECOLÓGICA:
Indicaciones para la eliminación: limpiar y barrer y lavar el área con agua.
Descomposición del producto en el agua sí. Pero TPG y series W.
Clase de peligro para las aguas: WGK (clase de peligro para el agua en
RFT) = 0 no peligroso (autoevaluación)
13. CONSIDERACIONES SOBRE LA ELIMINACIÓN:
Producto: De conformidad con las regulaciones federales, estatales y
locales
14. INFORMACIÓN DE TRANSPORTE:
No hay ninguna singularidad para el transporte.
Fuente: ECUAGLOW (Alberto Ibarra)
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ANEXO 3. ESPECIFICACIONES
CEMENTO ARGOS
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