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"APLICACIÓN DE CONCRETO RECICLADO EN LA PRODUCCIÓN DE ADOQU

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kathereen castañeda

on 13 February 2014

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Transcript of "APLICACIÓN DE CONCRETO RECICLADO EN LA PRODUCCIÓN DE ADOQU

pROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
TRABAJO DE CAMPO Y DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES
TRABAJOS DE LABORATORIO
DISEÑO DE MEZCLAS PARA ADOQUINES
(NTP 400.042)
Conclusiones
INTRODUCCIÓN
El reciclaje de residuos de la construcción, ha sido de interés en grandes proyectos relativos a la rehabilitación y reconstrucción después de desastres naturales, pero también debe serlo en lugares como el nuestro, pues son muchas las porciones de paisaje que se han ido perdiendo debido a la extracción de materias primas para la confección de materiales para la construcción, como también los problemas de su vertido, que afectan no sólo lo estético, sino la vida útil de los rellenos sanitarios y, por consiguiente, las condiciones de habitabilidad urbana.

La propuesta de un nuevo concreto provenientes del reciclado de escombros es totalmente válida, si recordamos que el concreto, dadas las nuevas tecnologías de construcción introducidas en nuestro medio, sigue siendo el protagonista, es por eso que analizamos e investigamos en usar este tipo de concreto en la fabricación de adoquines de concreto.

1. El reciclaje de concreto para fabricar agregado grueso y sustituir al natural es una práctica que debe empezar a realizarse a la brevedad posible, ya que la disponibilidad de bancos de materiales pétreos es cada día más escasa.

2. El concreto reciclado debe estar libre de escoria, fierros, cerámicos, madera, etc. Ya que podría afectar sus características.

3. Es necesario analizar el uso de polvo de concreto reciclado para otras condiciones de la ingeniería como por ejemplo para la utilización de un nuevo cemento

MARCO METODOLÓGICO
TIPO DE INVESTIGACIÓN

Por el Fin que se persigue : Investigación Aplicada
De acuerdo al tipo de Datos analizado: Investigación Cuantitativa
De acuerdo a la metodología para demostrar la hipótesis: Investigación Experimental

"APLICACIÓN DE CONCRETO RECICLADO EN LA PRODUCCIÓN DE ADOQUINES DE CONCRETO PARA PAVIMENTOS DE TRANSITO VEHICULAR LIGERO EN LA CIUDAD DE CHICLAYO"
"APLICACIÓN DE CONCRETO RECICLADO EN LA PRODUCCIÓN DE ADOQUINES DE CONCRETO PARA PAVIMENTOS DE TRANSITO VEHICULAR LIGERO EN LA CIUDAD DE CHICLAYO"
T E S I S
Para Obtener el Título Profesional de:
INGENIERO CIVIL

Presentado por:
CASTAÑEDA CRUZ KATHEREEN JHOANNA.
VÁSQUEZ BARRETO EDER LENNER.

Asesor:
ING. NEPTON DAVID RUIZ SAAVEDRA


Pimentel, Febrero del 2014

La industria de la construcción genera importantes volúmenes de residuos de materiales de construcción. vertido directo al terreno.
Aumento del deterioro del espacio público.
Exceso del uso del agregado de cantera es muy costoso.
Chiclayo aún no se consolida a nivel de infraestructura.

REALIDAD PROBLEMÁTICA


Este estudio propone el desarrollo del aprovechamiento de los escombros como agregados de concreto en la producción de adoquines para uso en pavimentos destinados al tránsito vehicular ligero en la ciudad de Chiclayo.

JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA

La investigación se realizara debido a que la situación sobre el manejo y uso del concreto reciclado es incipiente, pues hasta la fecha hay poco conocimiento del uso del concreto reciclado, es por esto que esta investigación surge para establecer y proporcionar una alternativa al manejo del concreto reciclado en la producción de adoquines de concreto.

OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN.

Analizar y determinar el precio total del adoquín elaborado con concreto reciclado que cumpla con las especificaciones establecidas (resistencia a la compresión y flexión) para funcionar como un adoquín para pavimentos de tránsito vehicular ligeros y comparar precios con los proveedores más importantes en la venta de adoquines para pavimentos en la ciudad de Chiclayo.

Objetivos específicos
Determinar los costos de para la fabricación de adoquines de concreto.
Determinar el costo del m3 de concreto procesado y listo para la fabricación de adoquines.

Objetivo general

Elaborar adoquines de concreto para pavimentos en la ciudad de Chiclayo, utilizando un porcentaje de concreto reciclado y otro porcentaje de agregado natural en el diseño de mezcla habitual, sin alterar las características que son recomendadas para esta clase de concreto.

Objetivos específicos
Determinar las propiedades o características del concreto reciclado para emplearse como un agregado convencional en la fabricación de adoquines para pavimentos.

Objetivos específicos
Comparar resistencias a la compresión de un concreto utilizando concreto reciclado y/o convencional.

Objetivos específicos
Determinar el porcentaje de agregado de concreto reciclado que se pueda verter a un diseño de mezclas para adoquines sin encontrar diferencias en la durabilidad del concreto.

Objetivos específicos
ALCANCES Y LIMITACIONES DE LA INVESTIGACIÓN

Esta investigación se realizó sólo con cemento Portland Pacasmayo antisalitre MS.
Los ensayos en el Concreto se limitaron sólo a la prueba de asentamiento (slump), Peso Unitario, Resistencia a la Compresión, Resistencia a la flexión.
El concreto reciclado que fue utilizado se obtuvo de los escombros de demoliciones o rehabilitaciones (columnas y vigas), universidad Señor de Sipán y SENCICO.
Las propiedades del concreto que evaluamos fueron: en el estado fresco prueba de revenimiento (SLUMP), y peso unitario, y en el estado endurecido su resistencia a la compresión y a la flexión a los 7, 14 y 28 días.
No se realizaron probetas cilíndricas, sino adoquines.
No se emplearon aditivos.

Por tratarse de un estudio experimental, con el concreto que se desechan, la resistencia a compresión especificada que se obtuvo de la rotura de las probetas de ensayo, estuvieron en función de las siguientes relaciones:

Dosificaciones propuestas utilizando el 100% de agregado fino de cantera y variando el % de agregado grueso de cantera.
Dosificaciones propuestas utilizando el 100% de agregado fino de cantera y variando el % del agregado grueso reciclado.
Dosificaciones propuestas utilizando el 100% de agregado grueso de cantera y variando el % del agregado fino reciclado.
Dosificaciones propuestas variando el % del agregado fino y grueso de cantera con agregado fino y grueso de concreto reciclado.
HIPÓTESIS

El porcentaje máximo de agregado de concreto reciclado que se añade a un diseño de mezclas de concreto para adoquines es de 30%, sin que se afecte la resistencia a la compresión del concreto el mismo que puede ser utilizado para la elaboración de adoquines para pavimentos de tránsito vehicular ligero.

RECOPILACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
(CONCRETO RECICLADO)

RECOPILACIÓN DE LA MATERIA PRIMA (CONCRETO RECICLADO)
Los agregados reciclados están constituidos de partículas chancadas y graduadas, provenientes de materiales que han sido usados en construcción como concreto de diferentes tipos de estructuras.
Para la producción del concreto reciclado se empleó las típicas chancadoras de materiales pétreos (agregado grueso) utilizados para elaborar concretos convencionales.
Antes y con posterioridad al chancado, fue necesario remover los materiales extraños para conseguir un producto limpio.

DESCRIPCIÓN DE LOS MATERIALES EMPLEADOS
cemento
Cemento Pacasmayo TIPO MS (moderada resistencia a los sulfatos).
El cemento posee propiedades adhesivas y cohesivas, dichas características le dan la capacidad de aglutinar los agregados para formar el concreto.

El agua es el elemento que hidrata las partículas de cemento y lo vuelve un elemento aglutinante. 
Debe estar limpia y libre de cantidades perjudiciales de aceites, ácidos, álcalis, sales, materia orgánica u otras sustancias nocivas para el concreto.

agua
El aire es un elemento del concreto que debe tomarse en cuenta, ya que cuando el concreto se encuentra en el proceso de mezclado queda aire atrapado en la masa, éste aire es liberado de la pasta por medio de la compactación es decir la vibración a la que es sometida después de su colocación.

aire
Los agregados son todos aquellos materiales que tienen una propia resistencia, no perturban ni afectan el proceso de endurecimiento del cemento hidráulico.

agregados
AGREGADO FINO (Cantera)
Arena Amarilla (Cantera La Victoria) = S/.35.00
Arena Parda (Cantera Pacherres) = S/.25.00


AGREGADO FINO ( Concreto reciclado)
Agregado fino de concreto reciclado = S/.23.60

AGREGADO GRUESO (Cantera)
Confitillo (Cantera Pacherres) = S/.35.00



AGREGADO GRUESO ( Concreto reciclado)
Agregado grueso de concreto reciclado = S/.23.60

composición está formada por cemento, agregados, agua, aire y opcionalmente aditivos, donde estos últimas no serán utilizados en esta investigación

concreto
Un pavimento es una estructura diseñada con la capacidad de absorber las fuerzas causadas por acción de la circulación de vehículos, durante el periodo de tiempo para el cual ha sido diseñado.
PAVIMENTOS.
Adoquines
NTP399.611

Tipo I: Adoquines para pavimento de uso peatonal
Tipo II: Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular ligero.
Tipo III: Adoquines para pavimentos de tránsito vehicular pesado, patios industriales y contenedores.


Determinación de la distribución por tamaño de partículas del agregado fino, grueso y global por tamizado y módulo de fineza.
Norma ASTM C-136 ó N.T.P. 400.012.

MATERIALES y EQUIPOS
Agregados
Brocha
Escobilla
Bandejas
cucharon
Balanza
Horno
Tamices
GRANULOMETRÍA

Determinación del Peso específico de la masa, superficialmente seco y aparente; y absorción de agregados finos y gruesos

norma ASTM C128 y NTP 400.022

MATERIALES y EQUIPOS
Agregados
Balanza
Horno
Canastilla
Fiola
Tela absorbente
Secadora

PESO ESPECIFICO Y ABSORCIóN
agregado fino
agregado grueso
Este método de ensayo cubre la determinación del peso unitario suelto o compactado y el cálculo de vacíos en el agregado fino, grueso o en una mezcla de ambos, basados en la misma determinación. Este método se aplica a agregados de tamaño máximo nominal de 150 mm.
N.T.P. 400.017

MATERIALES y EQUIPOS
-Agregados -Balanza
-Horno -Barra Compactadora
-Cucharon -Recipiente de Medida

PESO UNITARIO
resultado de ensayo
CANTERA:
CONCRETO RECICLADO:
GRUESO
FINO
CONFITILLO
ARENA GRUESA
resultado de ensayo
ARENA GRUESA
CANTERA:
CONCRETO RECICLADO:
FINO
resultado de ensayo
CANTERA:
CONCRETO RECICLADO:
DATOS OBTENIDOS DE LOS ENSAYOS
DISEÑO DE MEZCLAS para adoquines
DISEÑO DE MEZCLAS f´b = 420 Kg/cm2 ->ADOQUÍN 20x10x6cm
DISEÑO DE MEZCLAS f´b = 380 Kg/cm2 ->ADOQUIN 20x10x8cm

PRODUCCIÓN DE ADOQUINES
MEZCLADO
En primer lugar se dispondrá de arena, encima el agregado grueso; seguidamente se agregará el cemento, realizando el mezclado en seco empleando planchas de batir. Será preciso realizar por lo menos dos vueltas de los materiales.


Los moldes para fabricar los adoquines de concreto se les unta aceite para evitar que el concreto se adhiera a ellos. El método de llenado se debe realizar en capas (2) y con la ayuda de una varilla se puede acomodar la mezcla. El vibrado empieza una vez colocada cada capa con el fin de acomodar la mezcla, cada una de estas recibe 12 golpes con el fin de compactar la mezcla.
moldeado
mezclado mecánico
Una vez fabricados los adoquines, éstos deben permanecer en un lugar que les garantice protección del sol y de los vientos.
Si los adoquines se dejarán expuestos al sol o a vientos fuertes se ocasionaría una pérdida rápida del agua de la mezcla, o sea un secado prematuro, que reducirá la resistencia final de los adoquines.

fraguado
El curado de los adoquines consiste en mantenerlos húmedos para permitir que continúe la reacción química del cemento, con el fin de obtener una buena calidad y resistencia especificada. Por esto es necesario curar los adoquines como cualquier otro producto de concreto.

curado
Sumergiendo los adoquines en un tanque lleno de agua saturada , durante un periodo requerido ( 7, 14, y 28 días respectivamente).
Una vez curado los adoquines se dejan al medio ambiente para ser ensayados.
ENSAYOS REALIZADOS AL CONCRETO FRESCO
Para nuestro estudio se usó un concreto con slump menor igual a 1”.
El slump escogido genera una pobre trabajabilidad si son compactadas con técnicas manuales.

EQUIPO
Cono de Abrams
Varilla
wincha
NTP 339.035
ASTM C 143
PRUEBA DE REVENIEMIENTO
PESO UNITARIO DEL CONCRETO FRESCO
NTP 339.046
ASTM C 138
Para nuestro estudio se procedió a hallar el volumen de los adoquines frescos y calcular su peso para determinar el peso de 1m3 de concreto. El peso unitario normalmente está entre 2240kg/m3 a 2460kg/m3
PUCF ADOQUÍN 6
PUCF ADOQUÍN 8
REFRENTADO DE ADOQUINES
Refrentado con yeso–cemento: Extender uniformemente en una superficie no absorbente, una pasta de yeso-cemento de alta resistencia y agua.
Poner la superficie en contacto con la pasta de Refrentado; presionar firmemente hacia abajo el espécimen, manteniéndolo de modo que su eje sea perpendicular a la superficie del Refrentado.
El espesor medio del refrentado no excederá de 3,2 mm. No se permitirá el parchado del refrentado.
N.T.P. 399.604

ENSAYOS REALIZADOS A LOS ADOQUINES DE CONCRETO
Para efectuar este ensayo se requiere de una prensa con una capacidad de carga compatible con la resistencia de estos elementos, aplicada a una velocidad de aproximadamente 25 kg/cm2 por segundo.
La resistencia a la compresión de cada unidad se calcula dividiendo la carga máxima anotada por el área neta del adoquín.


RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN

DONDE: S = Esfuerzo unitario, kg/cm2
P = Carga aplicada, kg
A = Área sobre la cual actúa la carga.
RESISTENCIA A LA FLEXION
Cada adoquín se debe llevar hasta la ruptura como una viga simplemente apoyada, cuyo eje coincida con el eje mayor del rectángulo inscrito, mediante la aplicación de una carga uniformemente distribuida a lo ancho del adoquín y sobre la proyección, en la superficie de desgaste, del eje menor del rectángulo inscrito
Cada adoquín se debe llevar hasta la ruptura como una viga simplemente apoyada, cuyo eje coincida con el eje mayor del rectángulo inscrito, mediante la aplicación de una carga uniformemente distribuida a lo ancho del adoquín y sobre la proyección, en la superficie de desgaste, del eje menor del rectángulo inscrito.

resultados del ensayo
resultados del ensayo a flexión
adoquín 6cm
adoquín 8cm
ANALISIS DE COSTO DEL M3 DE CONCRETO RECICLADO PROCESADO Y LISTO PARA LA FABRICACIÓN DE ADOQUINES (CHANCADO)
Basados en los ensayos de compresión y flexión vemos que el diseño óptimo a elegir para hacer el análisis de costos de insumo para la fabricación de adoquines concreto reciclado es el diseño EK-44 (adoquín de 20x10x6cm) que establece 30% de agregado fino de cantera, 70% de agregado fino de concreto reciclado, el 30% de agregado grueso de cantera y el 70% de agregado grueso de concreto reciclado.
ANALISIS DE COSTOS DE INSUMOS PARA LA FABRICACIÓN DE ADOQUINES DE CONCRETO
ADOQUIN 6cm
ANÁLISIS DE COMPARATIVO DE
COSTOS DE ADOQUINES
20x10x6 cm
Basados en los ensayos de compresión y flexión vemos que el diseño óptimo a elegir para hacer el análisis de costos de insumos para la fabricación de adoquines de concreto es la diseño EK-34 (adoquín de 20x10x8cm) que establece una mezclas son en agregado fino: 30% cantera y 70% concreto reciclado; agregado grueso: 100% de agregado de cantera.
ADOQUÍN 8cm
1. Los resultados del ensayo indican la viabilidad de utilizar concreto reciclado como agregado para la producción de adoquines de concreto

2. A la dosificación convencional se le reemplazará el 70% de agregado fino y 70% de agregado grueso ambos provenientes de concreto reciclado, para adoquines de 20x10x6 cm.

3. Para adoquines de 20x10x8 cm.se le reemplazará solamente el 70% de agregado fino proveniente de concreto reciclado.


4. El uso concreto reciclado como agregado en una mezcla de concreto demostró ser compatible en el desarrollo de las características mecánicas de la misma, pues con la dosificación expresada en el párrafo anterior se obtiene una mayor capacidad de la resistencia a la compresión y la flexión, según estándares de la NTP 399.611.

5. Según los ensayos de laboratorio el porcentaje de absorción del concreto reciclado (fino y grueso) es más alto que un agregado convencional (arena parra y confitillo) para concreto.
6. El metro cúbico de concreto reciclado y listo para emplearse en la fabricación de adoquines de concreto como agregado grueso y fino es más barato que el confitillo y que la arena parda utilizada nuestro estudio.

7. Según el análisis de costos comparativo entre el adoquín seleccionado de nuestro estudio con el adoquín producido por la empresa DINO, resulta mas barato el elaborado con concreto reciclado.
8. Este trabajo de investigación reveló que el agregado reciclado con granulometría adecuada produce mezclas de buena calidad y con un comportamiento mecánico similar al de los concretos naturales.

9. Los concretos reciclados pueden ser utilizados para la fabricación de adoquines para pavimentos de tránsito vehicular ligeros.
RECOMENDACIONES
capa imprimante
CONFITILLO
CONFITILLO
CONFITILLO
ARENA GRUESA
FINO
GRUESO
F´b=420 Kg/cm2 ->ADOQUIN 20x10x6cm
F´b=380 Kg/cm2 ->ADOQUIN 20x10x8cm
ADOQUINES PRECIO
POR UNIDAD
EK-44 (con IGV) S/. 0.74
DINO (con IGV) S/. 0.78


ADOQUINES PRECIO
POR UNIDAD

EK-44 (con IGV) S/. 0.81
DINO (con IGV) S/. 0.85
ANÁLISIS DE COMPARATIVO DE
COSTOS DE ADOQUINES

20x10x8 cm
ensayo de sales solubles totales
OBJETIVOS

El objeto de esta norma es la determinación del contenido en sales solubles en agua destilada de los suelos.

MATERIALES y EQUIPOS

o Frasco de vidrio con boca ancha y tapón hermético
o Cápsulas de porcelana
o Equipo de filtración, con papel de poro fino
o Balanza
o hornilla
o Ácido clorhídrico
o Agua destilada
o Pipeta
o Tamiz N°10
o Horno
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