A la memoria de mi abuela materna que no pudo ver realizado este sueño. A mis padres por darme todo el amor y cariño del mundo. A mi hermana por estar siempre a mi lado apoyándome. Agradecimientos A mi mamá y a mi papá por apoyarme en mis estudios y demás. A mi hermana por estar presente cada vez que lo necesito. A mis tíos y primos que de una forma u otra han contribuido a la realización de mi carrera. A los dos tutores que he tenido por dedicarme su tiempo y espacio. Al colectivo de trabajadores del Combinado de Hormigón “Rolando Morales” por el apoyo brindado durante el estudio. A los trabajadores de la Industria de Materiales que me brindaron su ayuda incondicional en todo momento. A las personas que trabajan en el laboratorio de la ENIA por todo entusiasmo, dedicación y esfuerzo a los resultados de este estudio. A Yoel por su ayuda incondicional. A todos mis amigos de la universidad y en especial a Yeny por soportarme. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. Resumen En el presente trabajo se muestra una caracterización del residual surgido del proceso de producción de baldosas de terrazo en el Combinado de Hormigón “Rolando Morales”. El objetivo fundamental que se persigue con el estudio es definir la utilización que se le puede dar a dicho residual, como puede ser en la producción de bloques huecos de hormigón, en morteros de albañilería y en hormigón hidráulico, sin provocar alteraciones en las propiedades de estos materiales. Para el desarrollo de la investigación se elaboraron diferentes muestras bajo los parámetros establecidos en las normas cubanas. El diseño del experimento constó de varias etapas como caracterización del residual y de las materias primas empleadas, elaboración de las muestras y ensayos a los materiales obtenidos. Después de un largo proceso de curado de las muestras y de realización de los ensayos se comprobó que los materiales elaborados con los diferentes por cientos de residual, cumplían con los requisitos definidos en las normas cubanas. Por tanto, se puede definir la posible utilización del residual, procedente del proceso de pulido de la baldosa, en la producción de bloques huecos de hormigón como una adición y en morteros de albañilería como sustituto de la materia prima hidrato de cal. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. Índice Introducción / 1 Capítulo 1: Estado del Arte / 4 1.1 Áridos / 4 1.1.1Granulometría de los áridos / 4 1.2 Los finos en hormigones / 5 1.2.1 La influencia de los finos en la laborabilidad del hormigón / 6 1.2.2 La influencia los finos en cuanto a la exudación del hormigón / 6 1.2.3 La influencia de los finos en la impermeabilidad del hormigón / 8 1.2.4 Porciento de material más fino que el tamiz 200 (0.074mm) que admite el hormigón en los áridos. / 8 1.3 Morteros / 9 1.3.1 Definición / 9 1.3.2 Dosificación / 10 1.3.3 Componentes / 10 1.3.4 Características / 13 1.3.4.1 En estado fresco / 13 1.3.4.2 En estado endurecido / 14 1.3. Residuales / 15 1.3.1 Producción de residuos de construcción y reciclaje. / 15 1.3.2 Descripción del residual surgido del proceso de producción de baldosas en el Combinado Rolando Morales. / 17 Capítulo 2: Caracterización del residual de la producción de baldosas de terrazo. / 20 2.1 Proceso de fabricación de las baldosas. / 20 2.1.1 Descripción del proceso tecnológico. / 21 2.2 Diseño del Experimento. / 23 2.2.1 Caracterización del residual. / 23 2.2.2 Ensayos realizados a las materias primas. Resultados de estos. / 25 Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 2.2.3 Dosificaciones empleadas en el experimento. / 30 2.2.4 Ensayos realizados a los productos terminados. / 32 Capítulo 3: Evaluación de las producciones realizadas con la incorporación del residual como adición. / 33 3.1 Resultados de los ensayos realizados a las muestras de bloques. / 33 3.1.1 Ensayo de resistencia a la compresión de los bloques después de los 7 días. / 33 3.1.2 Ensayo de resistencia a la compresión a los bloques después de 28 días. / 34 3.1.3 Resultados del ensayo de absorción de agua. / 34 3.2 Resultados obtenidos de los ensayos realizados a las muestras de hormigón seco para bloque. / 35 3.2.1 Ensayo de resistencia a la compresión del hormigón seco después de 7 días. / 35 3.2.2 Ensayo de resistencia a la compresión del hormigón seco después de 28 días. / 36 3.2.3 Ensayo de absorción de agua en el hormigón seco para bloques. / 37 3.3 Resultados obtenidos de los ensayos realizados a las muestras de hormigón hidráulico. / 37 3.3.1 Ensayo de resistencia a la compresión del hormigón hidráulico después de los 28 días. / 37 3.3.2 Ensayo de absorción por capilaridad y por inmersión. / 3.3.3 Ensayo de Porosidad. / 38 3.3.4 Ensayo de la masa volumétrica, volumen real y contenido de aire. / 38 3.4 Resultados obtenidos de los ensayos realizados a las muestras de mortero. / 38 3.4.1 Ensayo de resistencia a la compresión y a la flexo-tracción de los morteros después de los 28 días. / 38 Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 3.4.2 Ensayo de absorción por capilaridad y retención de agua. / 39 3.4.3 Ensayo de adherencia (mediante ensayos indirectos). / 39 3.4.4 Ensayo de la masa volumétrica, volumen real y contenido de aire. / 39 Conclusiones / 40 Recomendaciones / 41 Referencias / 42 Anexos / 44 Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 1 Introducción Los países del tercer mundo se ven afectados constantemente por la escasez de materias primas para la fabricación de materiales de construcción. La necesaria elaboración de estos, de una forma económica, hace que se investiguen materias primas alternativas donde no se alteren las propiedades, ni se afecte la calidad y la disponibilidad que requieren los materiales de la construcción para utilizarse en diferentes tipos de edificaciones. En nuestro país se realizan investigaciones sobre el reciclaje de diferentes tipos de desechos que son obtenidos en el proceso de elaboración de los materiales de construcción. A pesar de tener pocas aplicaciones práctica de los mismos, se persiste en los estudios para lograr que las empresas sean cada vez más competitivas y logren una mayor economización de los recursos. A demás, los desechos, para las fábricas de materiales de la construcción resultan un problema; pues al no contar con un espacio diseñado para depositarlos, tienen que ser vertidos directamente en el medio natural. Con el paso del tiempo, el hábitat de esos lugares se va deteriorando hasta alcanzar altos niveles de contaminación. En el Combinado de Hormigón “Rolando Morales”, la producción de baldosas de terrazo origina un residuo que pudiera ser reciclado ya que sus componentes son los mismos de la baldosa pero en forma de polvo. Para dicha entidad, resulta imprescindible encontrar un uso para este desecho, debido a que el medio donde es vertido actualmente está saturado y la vegetación está siendo afectada. El presente trabajo contiene el estudio que se le realizó al residual en busca de una solución al problema que presenta este Combinado. También se persiguió el fin de utilizar este residual como una materia prima alternativa en la producción de materiales y en la construcción. A continuación se muestra el diseño metodológico que se empleó: Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 2 Objeto de estudio: Material residual producido durante el proceso de desbaste y pulido de las baldosas de terrazo en el Combinado de Hormigón “Rolando Morales” en el municipio de Cifuentes, provincia Villa Clara. Hipótesis: Si se hace un estudio y caracterización del residual surgido en la producción de baldosas de terrazo en el Combinado de Hormigón “Rolando Morales”, entonces se puede definir el campo de aplicación de dicho residual en la construcción. Planteamiento del problema: ¿Es posible producir bloques y morteros utilizando el residual surgido del proceso de producción de baldosas? ¿Cumplen con las especificaciones técnicas recogidas en las normas los productos antes mencionados con adicción del residual surgido del proceso de producción de baldosas? Objetivo General: Formular recomendaciones para el empleo adecuado del material residual de la producción de baldosas de terrazo en hormigones que se fabrican en la misma industria. Objetivos específicos: Evaluar el comportamiento de los hormigones fabricados con distintos por cientos del residual. Definir el campo de aplicación del residual en la producción de bloques. Confeccionar un documento técnico que sirva como guía para la utilización práctica del material residual derivado del desbaste y pulido de las baldosas. Novedad de la investigación: Por primera vez se logra utilizar el residuo surgido de la producción de baldosas de terrazo, utilizándolo en la producción de morteros de albañilería y de bloques y así atenuar el impacto ambiental negativo de este residuo. Valor Práctico: Será aplicado de manera gradual en la producción morteros de albañilería y bloques. Se logra un ahorro de materias primas y un mejoramiento en la atenuación del impacto ambiental negativo del residual. Estructura del trabajo: Resumen. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 3 Índice. Introducción. Desarrollo: Capítulo I. Estado del arte sobre el empleo de adiciones en los hormigones Capítulo II. Caracterización del residual de la producción de baldosas de terrazo. Capítulo III. Evaluación de las producciones realizadas con la incorporación del residual como adición. Conclusiones. Referencias. Anexos Metodología de la investigación: Definición del problema de estudio Recopilación bibliográfica general. Formación de la base teórica. Planteamiento de la hipótesis. Definición de los objetivos de la investigación. Estudio de la bibliografía existente. Búsqueda actualizada de la temática. Procesamiento de la información obtenida Realización del diseño del experimento. Procesamiento de los resultados. Generalización, recomendaciones y conclusiones. Etapa I Etapa II Etapa III Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 4 Capítulo I Estado del arte sobre el empleo de adiciones en los hormigones. 1.1 Áridos Según la Norma Cubana (NC) 54-395:1987[1], el árido natural es un material granular procedente de rocas trituradas natural o artificialmente; cuyas dimensiones varían desde 0.074 mm hasta el tamaño máximo, que puede llegar a ser en casos especiales, de 250 ó 300 mm. Por otra parte, establece que el árido artificial es un material granular obtenido de materiales naturales y de desechos industriales mediante proceso de elaboración térmica de otros tipos. 1.1.1Granulometría de los áridos El libro de Materiales de Construcción, de Jorge Acevedo et al (1985; 49) [2] establece que la granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas del árido. Este factor tiene una influencia grande sobre el comportamiento del hormigón en cuanto a la facilidad de mezclado, transporte, colocación y compactación sin producir separación de las partículas de diferentes tamaños las cuales integran el árido. La granulometría puede ser continua o discontinua; la continua es aquélla en que aparecen partículas de áridos de diferentes tamaños y la discontinua es aquella que omite ciertos tamaños de las partículas de los áridos. La granulometría de los áridos es uno de los parámetros más importantes empleados para la dosificación del hormigón; pues constituye su esqueleto y tiene una gran influencia sobre sus propiedades como durabilidad, resistencia e impermeabilidad. Para que dichas propiedades se cumplan, el hormigón debe tener compacidad entre los áridos, es decir, que exista una buena granulometría tanto del árido grueso como del árido fino. Sin embargo, es más importante la granulometría del árido fino; pues los huecos que pueda dejar la granulometría del árido grueso puede enmendarse con la fracción de árido Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 5 fino; pero el del fino solo pude ser llenado por la pasta de cemento y sus posibles adiciones, que resultan las más costosas. 1.2 Los finos en hormigones Fino o filler La NC 251-2005 [3] establece que el fino o filler es un material inerte, finamente dividido, el cual puede ser empleado para disminuir la retracción, además de actuar como extensores y mejorar la laborabilidad, la coherencia en morteros y hormigones. Según Hugo Muñoz, en su artículo “Comparación de contenido de finos en la normativa y recomendaciones” [4], los finos en el hormigón pueden ser en forma de partículas sueltas y de grumos o adheridos a las partículas de agregado. No solo son importantes la cantidad de estos; sino también la composición de los finos, la cual puede ser limo, arcilla, humus orgánicos y otros. Los materiales más finos que la malla No 200 (0,074 mm), en especial los limos y las arcillas, cuando forman una capa alrededor del agregado, pueden debilitar la adherencia entre la pasta de cemento y el árido. Ciertos tipos de limos y arcillas presentes en cantidades excesivas tienden a incrementar la exigencia de agua en las mezclas de manera importante [4]. En los comentarios del capítulo 3 del Reglamento CIRSOC 201[5], se plantea que una variación excesiva en el contenido de material fino que pasa el tamiz de IRAM 75 μm (Nº 200), origina en el hormigón problemas tales como aumento en el requerimiento de agua para una misma trabajabilidad, aumento de su velocidad de retracción, aumento de la consistencia, disminución de su resistencia y aumento de su contracción por secado. Hernán Zabaleta, Ingeniero Civil y Consultor (2005; 46) [6] hizo un estudio sobre los micro-finos en el hormigón, que consistió en verificar la influencia en la resistencia de un hormigón con una razón agua / cemento constante, la introducción de granos finos aportados por una arena que mejora el ajuste granulométrico en la zona de la malla # 200 ASTM. Este estudio permitió conocer la influencia de una arena fina sobre la resistencia del hormigón, Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 6 variando su porcentaje de incorporación en 0%, 50% y 100% de la arena utilizada en el hormigón. Se pudo apreciar que los valores de los coeficientes K de Bolomey se ordenan de acuerdo al uso de la mezcla de arenas, siendo el más alto el correspondiente al empleo exclusivo de arena fina para dosificar el hormigón (arena gruesa/arena fina 0/100). A continuación siguen los coeficientes K correspondientes a las mezclas arena gruesa/arena fina 50/50 y 100/0, considerando que la arena fina ensayada contiene un 16% de partículas bajo la malla # 200 ASTM, superior a lo que acepta NCH 163, incluso para áridos tratados por trituración (7%). Ello indica que ese porcentaje no significa una limitación en la calidad del árido al incorporarlo en el hormigón [6]. 1.2.1 La influencia de los finos en la laborabilidad del hormigón Jorge Acevedo, et al [2] considera que las mezclas ricas en cemento son más laborables que las pobres. Las mezclas con poco cemento producen un hormigón áspero y tienen poca cohesión, lo cual hace que la fricción que ocasiona es alta y con gran tendencia a la segregación. A su vez, origina hormigones con una pobre laborabilidad debido a la escasez de material de la finura de cemento. La mezcla de bajo contenido de cemento puede ser mejorada de manera significativa con el uso de aditivos introductores de aire o aditivos minerales finamente molidos. Lo que determina la cantidad de cemento para un hormigón dado, es la durabilidad y la resistencia a los esfuerzos mecánicos que se desee lograr 1.2.2 La influencia los finos en cuanto a la exudación del hormigón La exudación es una propiedad intrínseca de la mezcla de hormigón fresco, la cual depende fundamentalmente de la cantidad de agua y de la superficie específica de las partículas que integran la mezcla. Según Jorge Acevedo et al [2], esto fue demostrado en las investigaciones realizadas por Powers y por Steinow. El aumento de un 20% en el contenido de agua de una mezcla de hormigón puede aumentar la velocidad de exudación 2.5 veces. Para obtener una pequeña velocidad de exudación tiene que haber una reducción del agua de la mezcla. Sin embargo se debe tener en cuenta que la excesiva disminución del agua por debajo del límite requerido por la Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 7 laborabilidad, provoca que el hormigón no compacte adecuadamente y por tanto las propiedades se ven afectadas; tales como resistencia a los esfuerzos mecánicos, permeabilidad, durabilidad, etcétera. Como plantea Jorge Acevedo et al [2], la exudación de la mezcla depende de la superficie específica de las partículas que la componen. A medida que se incrementa la superficie específica de los materiales que componen la mezcla, la exudación disminuye. La misma puede aumentarse con el uso de materiales finos suplementarios en la mezcla. La cantidad de adiciones de materiales finos requeridos para disminuir la exudación en un 50% aparece en la siguiente tabla 1. Tabla 1.1 Tamaño o clase de partículas Superficie específica de la adición en cm2/g Volumen de adición al volumen de cemento Materiales entre los tamices #100 y # 200 400 3,25 15 micras 4000 0,55 5 micras 12000 0,177 1 micra 60000 0,033 coloidal 2*10^6 0,001 Adición de cemento 5000 0,43 Nota: Los datos que aparecen en la tabla fueron obtenidos por Powers. Como se puede apreciar en la tabla, los materiales entre los tamices #100 y #200 hacen que el volumen de estos sea considerable y tengan un efecto despreciable sobre la velocidad de exudación ya que la superficie específica es pequeña. Los materiales muy finos que pasan por el tamiz #200 aportan mayor superficie específica y el volumen de adición es mucho menor. A medida que las partículas sean más pequeñas el volumen de adición será mucho menor. Por tanto, en mezclas ricas en cemento no hay necesidad de adicionarle materiales finos, debido a que el cemento es también un material muy fino y hace que la superficie específica aumente y disminuya la exudación. Sin embargo, en las mezclas pobres en cemento, es necesario emplear materiales inertes finamente divididos para que estos aumenten la superficie específica. La presencia excesiva de estos materiales puede requerir más agua en la Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 8 mezcla debido a la laborabilidad que esta necesite y hace que la resistencia del hormigón diminuya. 1.2.3 La influencia de los finos en la impermeabilidad del hormigón Jorge Acevedo et al [2] considera que la permeabilidad del hormigón se debe a dos causas principales, una a los capilares que se producen por la exudación y la otra a los capilares que existen en la pasta de cemento. Los capilares producidos por la exudación se obtienen cuando la relación entre el área de la superficie específica de las partículas sólidas y el volumen del agua es baja; mientras la velocidad de exudación es alta. Inmediatamente después de colocadas las partículas sólidas de la mezcla se produce un asentamiento de las mismas, lo cual puede provocar, en el caso de mezclas húmedas, la formación de canales de exudación a través de la masa de hormigón y de la aparición de agua libre sobre la superficie. Para que dicha agua no quede libre, en las mezclas que son pobres en cemento, es necesario aumentar la superficie específica con la adición de finos inertes. Sin embargo, las mezclas ricas en cemento no necesitan la adición de finos, pues el cemento aumenta la superficie específica y diminuye la velocidad de exudación, lo cual permitirá que no aparezca agua libre sobre la superficie. 1.2.4 Porciento de material más fino que el tamiz 200 (0.074mm) que admite el hormigón en los áridos. Mundialmente las normas y especificaciones establecen límites para el material fino que pasa el tamiz Nº 200 (0.075mm). En el caso de nuestro país, la NC 251-2005 [5] establece que el % permitido de material más fino que el tamiz 200 en los áridos gruesos para cualquier hormigón es inferior o igual a 1%. En la misma norma se establece que el contenido de material más fino que el tamiz 200 en los áridos gruesos puede ser incrementado hasta el 1,5 %, si este está esencialmente libre de arcilla o esquistos (El contenido de arcilla o esquisto será el resultado del procedimiento de ensayo que se adopte). Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 9 El % permitido de material más fino que el tamiz 200 en los áridos finos para hormigones sometidos a la abrasión es 3% y para los restantes hormigones es 5%. Si el material más fino que el tamiz 200 está esencialmente libre de arcilla o esquistos puede incrementarse los por cientos hasta 5 en hormigones sometidos a la abrasión y en los restantes hormigones hasta 7%. La norma chilena (NCh:163, 1979), según Muñoz et al [4], establece que el contenido de los finos menores que la fracción de diámetro de 0.080 mm es de 1% y 5% para grava y arena respectivamente. En el caso de áridos tratados por trituración, los límites suben a 1% y 1.5 % en la grava y a 5% y 7% en la arena. Cuando no se cumplan estos requisitos se debe decidir sobre la base del ensayo de arena equivalente. En los comentarios del capítulo 3 del Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón (CIRSOC) 201[5], se plantea que algunas normas establecen para el agregado grueso, un límite variable entre 0,25 % y 0,50 % para el material fino que pasa el tamiz de 75 μm (Nº 200), el cual es más limitado que el establecido por la norma IRAM 1531 y este Reglamento. Cuando se manipula y transporta el agregado grueso triturado se genera polvo, que aumenta levemente la cantidad de material que pasa el tamiz 75 μm (Nº 200). Como consecuencia, estos límites tan limitados son difíciles de cumplimentar sin un relavado del agregado y en general se especifican para trabajos especiales, en donde es necesario usar hormigones de muy alta resistencia o “performance” .Como puede apreciarse, no todas las normas de los distintos países limitan el contenido máximo de finos en los áridos en las mismas proporciones. 1.3 Morteros 1.3.1 Definición El mortero es una mezcla de uno o varios conglomerantes minerales, áridos, agua y a veces adiciones y/o aditivos. Que sirve para unir elementos como ladrillos, bloques, celosías y otros, también sirve para revestimientos de paredes y techos según establece la NC 175-2002 [7]. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 10 1.3.2 Dosificación Las dosificaciones se expresan indicando el numero de partes, en volumen, de cada uno de sus componentes, comenzando por el cemento, a continuación la cal, y luego la arena. Atendiendo a la dosificación, composición y resistencia característica, los morteros se pueden clasificar, según la norma de morteros de albañilería NC 175-2002[7]. 1.3.3 Componentes Morteros de cementos Hidráulicos Fernando Aguado (290; 1982) [8] planteó que los morteros hidráulicos se hacen con cemento Portland; como tienen menos laboriosidad que los morteros de tercio, se les hecha un poco de hidrato de cal para darles correa y para el agarre a las paredes en los revoques. En Cuba se ha seguido una mala práctica de añadir a los morteros una cantidad de recebo (polvo piedra caliza con un por ciento de arcilla) de manera que resulta más económicos, pierden en resistencias mecánicas, lo cual es importante cuando se utiliza para levantar muros. En nuestro país, según Fernado [8], las personas tratando de buscar una opción más económica sustituyen el hidrato de cal en los morteros por un polvo de caliza que contiene un por ciento de arcilla; lo cual hace que el mortero pierdan resistencia mecánica. Por tanto, sería muy adecuado sustituir el hidrato de cal por un polvo caliza que no contenga arcilla. Conglomerantes: Según la NC 175-2002[6] es un material utilizado para unir un conjunto de partículas sólidas de manera que formen una masa coherente; por ejemplo cemento, cales para construcción, etc. En la fabricación del mortero de albañilería se pueden utilizar otros conglomerantes minerales si se puede demostrar que proporcionan al mortero las propiedades descritas en esta norma y que no tienen efectos nocivos sobre los demás componentes, además Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 11 que los cementos y cales cumplan con las especificaciones de sus respectivas normas cubanas. Áridos: Según la NC 175-2002[7], los áridos empleados en morteros de albañilería pueden ser arenas naturales, arena de gravas trituradas, arena de roca triturada. La arena debe carecer de materias orgánicas que alteren las propiedades del mortero. Los áridos para morteros de albañilería deberán cumplir con los rangos granulométricos establecidos en la Tabla 1 de la NC 657-2008[9] . Tabla 1.2: Granulometría de los áridos Tamices Por ciento pasado No mm Arena natural Arena triturada 4 4.76 100 100 8 2.38 95-100 95-100 16 1.19 70-100 70-100 30 0.59 40-75 40-75 50 0.297 10-35 20-40 100 0.149 2-15 10-25 200 0.074 ----- 0-10 Una vez que el árido cumpla con el requisito anterior no deberá contener más del 50 % del material retenido en dos tamices consecutivos de los especificados en la Tabla 2 y no más del 25 % entre los tamices 0.297 y 0.149 mm. El módulo de finura no debe diferir en más de 0.20 del valor escogido para el mortero; si no se realiza un ajuste adecuado en las proporciones para compensar el cambio en la granulometría, se debe rechazar el árido [9]. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 12 Material más fino que el tamiz 200 (0.074 mm) en los áridos El por ciento permitido de material más fino que el tamiz 200 en la arena triturada será inferior o igual que 10%. Este podrá ser incrementado hasta el 15 % si está esencialmente libre de arcillas [9]. Impurezas El árido no contendrá impurezas cuya naturaleza o cantidad no excedan la placa C, de manera que no se afecten las propiedades esenciales del mortero. Se consideran prohibidas las partículas de carbón, de madera, coke, ceniza, escoria, asfalto, y otros que puedan afectar las propiedades del mortero. Se consideran toleradas cantidades de sulfato de calcio (yeso) y de sulfuro de hierro (pirita) siempre que el contenido total en azufre, expresado en anhídrido sulfúrico SO3, no sobrepasa el 1% del peso total de la muestra de árido seco. La distribución en el árido de las impurezas toleradas será uniforme y las partículas que la constituyen tendrán un volumen inferior de 0,05 m³ [9]. Aguas: Según la NC 175-2002[5], en la fabricación de morteros de albañilería se pueden utilizar un agua que no contenga sustancias nocivas, las cuales produzcan un efecto desfavorable sobre el mortero. Siempre que se pueda demostrar que le proporciona al mortero las propiedades descritas en esta norma. Aditivos: Como establece la NC 175-2002 [5], en la fabricación de morteros de albañilería se pueden utilizar cualquier tipo de aditivo, siempre que se pueda demostrar que las propiedades del mortero son las descritas en esta norma y que no ejerzan efectos perjudiciales sobre los demás componentes. Los aditivos que se utilicen no deben afectar desfavorablemente a la calidad de ejecución de la obra, a la durabilidad y a la resistencia de los agentes atmosféricos. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 13 Adiciones: La NC 175-2002 [5] plantea que la fabricación de morteros de albañilería se puede utilizar cualquier tipo de adición siempre que se pueda demostrar que las propiedades del mortero son las descritas en esta norma y que no ejercen efectos perjudiciales sobre los demás componentes. Las adiciones que se utilicen no deben afectar desfavorablemente a la calidad de ejecución de la obra, a la durabilidad y a la resistencia a los agentes atmosféricos. 1.3.4 Características 1.3.4.1 En estado fresco Plasticidad: Es la característica que define la manejabilidad o trabajabilidad del mortero. Depende de la consistencia de la mezcla, de la granulometría de la arena utilizada, de la cantidad de finos y del empleo de aditivos. Para mejorarla se utilizará cal, ya que aumenta el número de finos, sin perjudicar significativamente su resistencia. Otra forma de mejorarla es añadir plastificantes o aireantes [10]. Laborabilidad: Según la NC 175-2002[5], es la propiedad más importante del mortero fresco. El mortero laborable puede extenderse fácilmente sobre paredes y juntas de la unidad de albañilería, es capaz de soportar el peso de las unidades (ladrillos, bloques, etc.) cuando se colocan sobre él, facilitando su alineación y salir de las juntas cuando se aplica una presión sobre las mismas. Esta propiedad es el resultado de la lubricación de las partículas de áridos, mediante la pasta conglomerante. Una buena laborabilidad es importante para propiciar la máxima adherencia en las unidades de albañilería. La laborabilidad se mide en el laboratorio por medio de la fluidez, la cual indica el aumento del diámetro producido en una muestra de mortero fresco moldeado en un molde tronco-cónico de dimensiones determinadas, cuando la mesa de sacudidas se eleva y se deja caer desde una altura de 12,7 mm 25 veces en 15 segundos, girando la manivela con una velocidad constante. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 14 La fluidez recomendada para los morteros de albañilería y determinada por la NC 170 será de 190 mm ± 5 mm de diámetro. Retención de agua: Según la NC 175-2002[5], es la capacidad de un mortero de mantener su laborabilidad cuando éste ha sido sometido a la succión de las unidades de albañilería y al proceso de evaporación, o sea, es la capacidad del mortero de retener el agua. Esta se puede incrementar aumentando el contenido de cal o aire en el mortero, así como utilizando aditivos retenedores de agua. La capacidad de retención de agua se determina por la NC 169 y no será menor del 90 %. 1.3.4.2 En estado endurecido Resistencia a flexión y compresión: Según la NC 175-2002[5], la resistencia a la compresión aumenta con el incremento del contenido de cemento y disminuye con el aumento de la cal, arena, agua y contenido de aire. La resistencia a la compresión a los 28 días es generalmente usada como criterio principal para seleccionar el tipo de mortero, ya que es relativamente fácil de medir y en la mayoría de las veces se puede relacionar con otras propiedades, como la adherencia y absorción del mortero. Esta se determinará por la NC 173 [5]. Resistencia a la adherencia por tracción perpendicular: La NC 175-2002[5] establece que la adherencia es posiblemente la propiedad más importante del mortero endurecido. Existen muchas variables que afectan la adherencia como son: contenido de aire, succión de las unidades de albañilería, cohesión del mortero, retención de agua del mortero, presión aplicada sobre la junta o pared, rugosidad del substrato, condiciones de curado, etc. La adherencia se determinará acorde con la NC 172. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 15 Eflorescencia: Como plantea la NC 175-2002 [5], la eflorescencia es producto de depósitos cristalinos de sales solubles en la superficie o en los poros de la albañilería. Generalmente, son de color blanco cuando se presenta en el mortero de revestimiento exterior, la sal puede depositarse bajo la superficie de la unidad de albañilería, generando fuerzas de cristalización que pueden llegar a desintegrar el mortero. Para que exista eflorescencia es necesario, en primer lugar, que esté presente la sal soluble, que haya humedad para que reaccione la sal y la arrastre hacia la superficie, y por último que se produzca evaporación o presión hidrostática que provoque la migración de la solución. Las sales pueden encontrarse en las unidades de albañilería (ladrillos, bloques, etc.), en los componentes del mortero, en los aditivos y por otras fuentes. La cantidad y el carácter de los depósitos de sales varían de acuerdo con la naturaleza del material soluble, y las condiciones atmosféricas. Una buena selección de materiales y cementos de bajo contenido de álcalis, disminuye la probabilidad de que se produzca eflorescencia. La remoción de la eflorescencia de la superficie de la albañilería, puede llevarse a cabo por cepillado en seco, debido a que muchas sales son altamente solubles en agua, éstas pueden desaparecer por sí mismas, bajo un proceso climático normal. Sin embargo, algunas sales requieren un duro tratamiento físico y algunas veces tratamiento químico, para poder removerlas. 1.3. Residuales. 1.3.1 Producción de residuos de construcción y reciclaje. Según los ingenieros Erik K. Lauritzen y Niels Jorn Hahn en su artículo “Producción de residuos de construcción y reciclaje” [11], uno de los cambios tecnológicos más grandes de nuestro tiempo es limitar y utilizar la gran cantidad de residuos de la construcción e industriales, que son el resultado del desarrollo de la sociedad moderna. Dentro de esta estructura están los siguientes aspectos: la limitación de los residuos en concordancia con las Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 16 demandas de protección ambiental y la creciente falta de lugares de depósito apropiados y la utilización de los residuos para un reciclaje adecuado y reutilización, donde la energía y las fuentes puedan ahorrarse. La limitación y reciclaje de los residuos está considerada como la tecnología más limpia y amiga de los recursos naturales que es uno de los fines del plan de acción nórdico presentado por el Consejo Nórdico en el informe Naciones Unidas. Una gran parte de los residuos deriva de los desechos de la construcción, entre los que se encuentran normalmente los provenientes de: Demolición de viejos edificios y estructuras. Rehabilitación y restauración de edificios y estructuras existentes. Construcción de nuevos edificios y estructuras. Los residuos de construcción también provienen de la producción de materiales de construcción, por ejemplo una máquina de hacer hormigón, componentes del hormigón, artículos de madera. Por el momento, se recicla una cantidad muy limitada de residuos de construcción. La mayoría se deposita o se usa como relleno sin dar los pasos necesarios para evitar la agresión medioambiental. Desde que las cantidades de residuos se incrementan constantemente, hay muchas razones económicas y financieras para centrarse en el desarrollo de unas cuotas más altas de reciclaje. Los residuos de la construcción tienen buenas posibilidades de reciclarse comparado con otros tipos de residuos, y en muchos países industrializados se han introducido planes de acción para incrementar el reciclaje. Estos planes a menudo se dirigen hacia conseguir porcentajes de reciclaje como objetivos. Un programa efectivo para aumentar la reutilización de residuos de la construcción puede, por ejemplo, incluir los siguientes pasos: Cálculo de las cantidades y prognosis de la producción de residuos de construcción. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 17 Puesta en marcha y desarrollo eventual de los medios técnicos apropiados para la demolición, el manipulado y procesado de los residuos de obra. Establecimiento de las actuaciones apropiadas para el reciclaje de materiales junto con la fijación de unos estándares y sistemas de control de la calidad que pueden documentar la aplicabilidad de estos materiales. La gestión y regulaciones que puedan asegurar la aplicabilidad del proceso de reciclado a una situación dada o a las condiciones actuales dentro de la industria de construcción. Una condición necesaria para el reciclaje de los residuos de construcción es una separación cuidadosa. Los residuos de las nuevas construcciones y de restauraciones se seleccionan bien en el lugar de producción o bien en un lugar especial de tratamiento. La separación de las diversas categorías de materiales resulta en estos casos bastante simple. Una manipulación óptima y el reciclaje de los residuos de la construcción dependen de que los materiales se separen en el sitio y en coordinación con el proceso de demolición. Esto requiere que se introduzca la demolición selectiva, lo que obliga a que, antes y durante la demolición, se lleve a cabo una separación de los diferentes materiales, para prevenir la mezcla de materiales y la contaminación de las materias reciclables como la madera, el papel, el cartón y plástico, etc. 1.3.2 Descripción del residual surgido del proceso de producción de baldosas en el Combinado Rolando Morales. El proceso de pulido de la baldosa se realiza con el objetivo de desbastar y hacerla brillar hasta lograr un buen afloramiento del grano en la superficie, sin la presencia de rayas o rugosidades. Para esto se utiliza piedras abrasivas que son colocadas en la máquina pulidora y a la misma vez se abren las llaves de agua. De este proceso se origina un residuo semejante a una babilla. Esta se deposita por medio de unos canales a un estanque de decantación, donde se evapora un por ciento del agua que contiene hasta quedar una pasta blanca. Después se extrae del decantador y se desecha en espacios al aire libre donde es secado por el sol hasta convertirse en un polvo blanco. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 18 Los decantadores Residual en forma de lodo Turbina de extracción Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 19 Conclusiones Parciales: En la producción de hormigón como en la de mortero, la granulometría del conjunto es un factor importante; sin embargo, el factor más influyente es la relación agua/cemento, en la cual, el contenido de finos presente en la mezcla tiene una gran influencia. Si los áridos presentan defecto de finos, no se completa el esqueleto resistente; entonces el hormigón quedaría poroso, menos resistente, más permeable y menos durable. Sin embargo, si el contenido de finos es muy elevado, puede provocar que la resistencia disminuya y que se produzcan fallas en la adherencia. El efecto principal de la presencia de finos está relacionado con la superficie específica del conjunto. A mayor finura, mayor superficie específica; por tanto, mayor exigencia de agua de la mezcla para obtener la misma consistencia. Al incrementar el contenido de finos en las mezclas, se va mejorando la compacidad, pero se incrementa la superficie específica. La solución ideal es buscar la mínima cantidad de finos que satisfaga esta contradicción, lo cual estará en función de la cantidad de cemento utilizada en la mezcla. En los hormigones, el % de material más fino que el tamiz 200 (0.074 mm) en los áridos es normalmente más pequeño que el por ciento permitido en morteros. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 20 Capítulo II Caracterización del residual de la producción de baldosas de terrazo. 2.1 Proceso de fabricación de las baldosas. Definición La norma NC 237:2005 [12] define a la baldosa de terrazo como elemento premoldeado de hormigón apropiadamente prensado de forma y espesor uniforme, el cual cumple los requisitos geométricos especificados. La baldosa puede ser monocapa (compuesta por una sola capa de huella) o bicapa (compuesta por una capa de huella y capa de base o de apoyo). Dosificación Las baldosas de terrazo bicapa que se producen en el combinado de hormigón “Rolando Morales Sanabria” de Cifuentes tienen la siguiente dosificación: Primera capa o capa de huella. Cemento 45 kg. Granito 5 – 10 90 Kg. Marmolina 70 Kg. Con esta dosificación para la capa de huella se alcanza un rendimiento de 53 baldosas. Segunda capa o capa base. Cemento 50 kg. Arena 90 kg. Marmolina 80 kg. Con la dosificación para la capa base se alcanza un rendimiento de 40 baldosas Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 21 2.1.1 Según la IC-07-01[13] la descripción del proceso tecnológico es: 1) Dosificación de la primera capa: se dosifica de forma gravimétrica los materiales que corresponden a esta capa como: cemento, granito(10-5), marmolina. 2) El vertido de los materiales en la mezcladora se realiza de la siguiente manera: se vierte agua, áridos y cemento gris o blanco. El objetivo de la operación es lograr el vertido en el orden especificado. 3) Mezclado de los materiales: serán mezclados por espacio de dos minutos, con el objetivo de mezclar todos los materiales componentes de esta capa hasta lograr una mezcla homogénea de la misma y una movilidad tal que al ser vertida cubra toda la superficie del molde. 4) Vertido de la mezcla en los moldes y vibrado: se comienza con el llenado de los moldes de forma semiautomática, mediante el movimiento de la mesa se van llenando los marcos y es cuando inicia el funcionamiento de los vibradores para regar el hormigón en toda el área del marco. 5) Prensado de la primera capa: los moldes llenos contenidos en la mesa giratoria semiautomática giran hasta donde se encuentra situada la prensa para se realiza el prensado de la primera capa. Los pasos 6, 7 y 8 corresponden a dosificación de los materiales, vertido de los materiales en la mezcladora y mezclado de los materiales de la segunda capa, lo cual se realiza del mismo modo que en la primera capa. 9) Vertido del material de la segunda capa y prensado: el material contenido en la mezcladora pasa al dosificador de la segunda capa donde con el movimiento de alante hacia atrás del carro se inicia el llenado de los moldes con el material de la capa base o segunda capa, concluido éste baja el barredor limpiando el material dejado por el carro, después con el movimiento giratorio pasa a la prensa donde se realiza el prensado por espacio de diez segundos para compactar el material y que una capa se adhiera a la otra. 10) Desmoldeo: este es un proceso automático y continuo en el cual la baldosa, ya elaborada, se saca de los moldes; pues estos se levantan para dar Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 22 lugar a la entrada de la pala del extractor que extrae las cuatro baldosas contenidas en ese marco. 11) Colocación de la baldosa en el pallet y su transportación a la celda de curado: los pallets de hierro son depositados y se van moviendo hasta frente el extractor, éste entra la pala hasta la mesa giratoria que levanta el marco para sacar las cuatro baldosas contenidas en el mismo, las deposita en el pallet de hierro cuando estos son llenados son trasladados por la cinta hasta el apilador donde se le colocan los postes y las presillas hasta almacenar tres pallets, que serán trasladados hasta la celda de curado. 12) Curado: las baldosas son trasladados hasta la celda de curado donde son almacenados, se cierran las puertas y se espera un tiempo de tres horas para comenzar el riego del agua mediante el sistema instalado por 72 horas. Una vez transcurrido este tiempo se abren las puertas y son transportadas las baldosas a la pulidora para dar comienzo al proceso de pulido. 13) Elaboración de las piedras abrasivas: es la operación de elaborar cinco tipos de piedras abrasivas que serán utilizadas en la pulidora para el desbaste, pulido y brillado de la baldosa. La materia prima para la elaboración de las piedras son • Fondo de cemento: arena, granito y agua. • Fondo de magnesita: carbonato y cloruro de magnesio. • Muela de cemento: cemento, arena, piedra pómez, esmeril y agua. • Muela de magnesita: magnesita, esmeril, piedra pómez y cloruro de magnesio. 14) Pulido de la baldosa: una vez colocado en las mesas de trabajo cuatro pallets de hierro con baldosas, se procede a conectar el sistema de la máquina y se abren las llaves del agua, después se pone en funcionamiento cada uno de los cabezales comenzando por el Nº 1 hasta el Nº 5 sucesivamente. Se coloca la baldosa en la entrada y va pasando por cada uno de los cabezales transportada por la cinta de transportación hasta llegar a la estera de selección. En este proceso es donde surge el residual que hemos estudiado en la presente investigación. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 23 2.2 Diseño del Experimento. El diseño del experimento se realizó de la siguiente forma: Caracterización del residual. Caracterización de las materias primas utilizadas. Elaboración de las muestras. Los ensayos que se realizan a las muestras. Hormigón hidráulico, bloques Morteros de albañilería Materias primas utilizadas en la elaboración de las muestras. Arena de roca triturada de la cantera Mariano Pérez Balí “El Purio’’ Arena de yacimiento natural procedente de la cantera Sergio Soto ‘’El Hoyo’’. Polvo de piedra del Purio. Granito 10-5 de la cantera El Purio. Gravilla 19-5 de la cantera El Purio. Cemento Pórtland P-350 de la fábrica Carlos Marx de Cienfuegos. Cemento Pórtland PP-250 de la fábrica Carlos Marx de Cienfuegos. Residuo de la fabricación de baldosas en el combinado Rolando Morales. Aditivo MAPEFLUID N100 RC superfluidificante de alto rango para hormigones con un efecto retardante. Estos materiales se utilizan para la fabricación de morteros de albañilería, hormigones hidráulicos y bloques a partir de las dosificaciones establecidas en el diseño del experimento. 2.2.1 Caracterización del residual Ensayo granulométrico. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 24 Tabla 2.1 Análisis Granulométrico del Residual surgido en la producción de baldosas. Muestra Tamices Peso Retenido Peso Acumulado % Peso Acumulado % Pasado 9.52 0 0 0 100 4.76 0 0 0 100 2.38 0 0 0 100 1.19 4.6 0.92 0.92 99 0.59 8.0 1.60 2.53 97 0.297 20.3 4.07 6.60 93 0.149 165.9 33.30 39.91 60 0.074 194 38.94 78.86 21 Residual procedente de la fabricación de Baldosas. Vía Seca fondo 105.3 Módulo de finura =1,29 Contenido de agua en el lodo Humedad (a 110 ºC) ---------73.67 % El ensayo de humedad se le realizó a una muestra de residual en forma de lodo, que es el estado en que este se encuentra en el decantador. Otros ensayo de peso específicos y otros al residual. % que pasa por el tamiz 200-----------93.04% Peso específico Aparente--- --------- 2.59 g/cm³ a una humedad de 65% y temperatura de 23º Impurezas Orgánicas-------------Placa Nº 1 Peso Volumétrico Suelto------------------641 kg/m3 Peso Volumétrico Compactado---------705 kg/m3 Ensayo de composición química. Este ensayo se realizó en la Empresa Geominera del Centro. Para determinar la composición química cuantitativa de SiO2, SO3 y PPI se utilizaron métodos Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 25 gravimétricos y para el Al2O3, CaO y MgO métodos volumétricos. El resto de los análisis se hicieron por espectroscopia de absorción atómica. Tabla 2.2 Composición química del Residual. De t SiO 2 Al2 O3 Fe2 O3 Ca O Mg O Na2 O K2 O SO3 Mn2 O3 PPI CaC O3 MgC O3 TiO 2 % 3.3 1 1.13 0.77 50. 8 1.3 6 0.26 0.0 5 <0.1 0 <0.0 1 40.4 4 89.91 3.34 0.0 1 Otros ensayos químicos del residual. Tabla 2.3 Análisis químico (Espectroscopía de absorción atómica) CIAP Det Pb Cu Zn Nc Mn Co Fe Ca Mg Na % 0.0065 0.0019 0.0028 0.0051 0.0078 0.0065 0.2872 40.62 1.021 0.0235 2.2.2 Ensayos realizados a las materias primas. Resultados de estos. Caracterización de las materias primas a utilizar Al Cemento Los ensayos se realizaron al cemento P-350 y de acuerdo a la NC 54-207:1980 [14] se alcanzaron los siguientes resultados: 1. Resistencia la flexo-tracción y a la compresión (a los 28 días). Tabla 2.4 Resistencia la flexo-tracción y a la compresión del cemento P-350 Ensayo Unidad Resultado Especificaciones Incertidumbre Resistencia a Flexo-tracción A 7 días MPa 5.6 ≥ 4.0 ±1.27 Resistencia a Flexo-tracción A 28 días MPa 6.4 ≥ 6.0 ±0.39 Resistencia a Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 26 Compresión A 7 días MPa 29.4 ≥ 25.0 ±1.18 Resistencia a Compresión A 28 días MPa 40.0 ≥ 35.0 ±1.11 2. Finura (Retenido en el tamiz 170 y Blaine). Este cemento presenta una finura de molido del 2.7% cumpliendo con las especificaciones planteadas en la norma anterior (≤ 10). Blaine: 3325 cm2/g 3. Consistencia normal y tiempos de fraguado. Ensayo Resultado Especificaciones Tiempo de fraguado inicial-----------------------155 min --------------------- ≥ 45 Tiempo de fraguado final-------------------------3.50 hrs --------------------- ≤ 10 Consistencia normal ------------------------------- 24,8 % 4. Determinación del peso especifico real El cemento P-350 posee un peso específico real de 3.15 g/cm3 con una incertidumbre de ± 0.013. Peso unitario suelto: 1130 kg/m3 NOTA: las incertidumbres declaradas para los resultados de ensayos están expandidas con un factor de cobertura k = 2. 5. Composición química y de fases A la muestra de cemento se le realizó en el laboratorio de la propia fábrica de cemento de Cienfuegos. Tabla 2.5 Composición química del cemento Óxido CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O K2O MgO (%) 62,64 21,20 5,79 2,70 0,00 0,61 1,22 Tabla 2.6 Composición de Fases Fases C3S C2S C3A C4FA CaOlib (%) 41,52 29,46 10,78 8,22 1,50 Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 27 Ensayo Granulométrico de los Áridos. Este ensayo se realizó según la NC-178:2002 [15] en el laboratorio de la ENIA. Se hizo el tamizado de todas las materias. El rango de abertura se encuentra entre 9.52mm y 0.074mm en el caso de la arena y el polvo de piedra. En el caso del granito se encuentra entre 12.7mm y 0.074mm y la gravilla tiene una abertura entre 25.4mm y 0.074mm. Tabla 2.7 Análisis Granulométrico de la Arena del Hoyo. Muestra Tamices Peso Retenido %Peso Retenido % Peso Acumulado % Pasado 9.52 13.1 2.43 2.43 98 4.76 26.2 4.85 7.28 93 2.38 65.3 12.09 19.37 81 1.19 108.1 20.02 39.40 61 0.59 123.6 22.89 62.29 38 0.297 88.7 16.43 78.72 21 0.149 57.3 10.61 89.33 11 0.074 57.6 10.67 100 0 Arena de yacimiento de la cantera del Hoyo. fondo Módulo de finura=3.98 Tabla 2.8 Análisis Granulométrico de la Arena del Purio. Muestra Tamices Peso Retenido %Peso Retenido % Peso Acumulado % Pasado 9.52 0 0 0 100 4.76 13.9 2.72 2.72 97 2.38 136.7 26.73 29.45 71 1.19 142.4 27.84 57.29 43 0.59 103.1 20.16 77.45 23 0.297 66.9 13.08 90.54 9 0.149 32.8 6.41 96.95 3 0.074 0 96.95 3 Arena de roca triturada de la cantera El Purio. fondo 15.6 Módulo de finura=3,54 Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 28 Tabla 2.9 Análisis Granulométrico del polvo de piedra del Purio. Muestra Tamices Peso Retenido Peso Acumulado % Peso Acumulado % Pasado 9.52 0 0 0 100 4.76 28.4 5.51 5.51 94 2.38 143.5 27.85 33.36 67 1.19 107.2 20.81 54.17 46 0.59 82.2 15.95 70.13 30 0.297 51.8 10.05 80.18 20 0.149 34.6 6.72 86.90 13 0.074 30.9 5.99 92.90 7 Polvo de Piedra de la cantera El Purio. fondo 36.6 Módulo de finura = 4,23 Tabla 2.10 Análisis Granulométrico del Granito 10-5 del Purio. Muestra Tamices Peso Retenido Peso Acumulado % Peso Acumulado % Pasado 12.7 0 0 0 100 9.52 73.6 7.16 7.16 93 4.76 636.9 61.94 69.10 31 2.38 223.6 21.74 90.85 9 1.19 54.7 5.32 96.17 4 Granito 10-5 de la cantera El Purio. fondo 39.4 Módulo de finura =2,63 Tabla 2.11 Análisis Granulométrico de la Gravilla 19-5 del Purio. Muestra Tamices Peso Retenido Peso Acumulado % Peso Acumulado % Pasado 25.4 0 0 0 100 19.1 0 0 0 100 12.7 0 0 0 100 9.52 706.9 68.66 68.66 31 4.76 314.8 30.57 99.23 1 2.38 5.5 0.53 99.76 0 Gravilla 19-5 de la cantera El Purio. Vía Seca fondo 2.4 Módulo de finura= 2,68 Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 29 Ensayos de pesos específicos y otros Tabla 2.12 Peso específico, absorción y otros del árido fino. Ensayo Arena del “ Hoyo” Arena del “Purio” Polvo de piedra Del “Purio” % que pasa por el tamiz 200 2.33% 8.4% 15.04% Partículas de arcilla 1% 1.67% 0.92% Impurezas Orgánicas Placa Nº 1 Placa Nº 1 Placa Nº 1 Peso específico Compactado 2.55 g/cm³ 2.52 g/cm³ 2.56 g/cm³ Peso específico Suelto 2.62 g/cm³ 2.57 g/cm³ 2.62 g/cm³ Peso específico Aparente 2.73 g/cm³ 2.64 g/cm³ 2.73 g/cm³ Peso Volumétrico Suelto 1554 kg/m3 1472 kg/m3 1614 kg/m3 Peso Volumétrico Compactado 1691 kg/m3 1541 kg/m3 1873 kg/m3 % Absorción 2.55% 1.9% 2.5% Tabla 2.13 Peso específico, absorción y otros del árido grueso. Ensayo Granito 10-5 del Purio Gravilla 19-5 del Purio % que pasa por el tamiz 200 0.47% 0.46% Peso específico Compactado 2.51 g/cm³ 2.54 g/cm³ Peso específico Suelto 2.58 g/cm³ 2.60 g/cm³ Peso específico Aparente 2.71 g/cm³ 2.71 g/cm³ Peso Volumétrico Suelto 1391 kg/m3 1395 kg/m3 Peso Volumétrico Compactado 1941 kg/m3 1474 kg/m3 % Absorción 3% 2.4% Partículas Planas y Alargadas 6.4% 6.8% Partículas de arcilla 0% 0% Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 30 Estos ensayos fueron realizados en el laboratorio de la ENIA siguiendo lo establecido en las siguientes normas: NC182:2002 [16], NC 185:2002 [17], NC 179:2002 [18], NC181:2002 [19] y NC189:2002 [20]. 2.3 Dosificaciones empleadas en el experimento. En el caso de los morteros, se emplearon las dosificaciones de la NC 175:2002 [7] para tipo I, II y III. Para los morteros de tipo I se empleó una proporción de hidrato de cal, una de cemento y seis de arena, para el tipo II se utilizó una proporción de hidrato de cal, una de cemento y cinco de arena y para el mortero de tipo III una proporción de hidrato de cal, una de cemento y cuatro de arena. Luego, el hidrato de cal fue sustituido por el residual una misma proporción para los tres tipos de morteros, manteniéndose constantes los restantes materiales. En una segunda variante, se mantuvo la misma cantidad de cemento y de arena; pero se aumentó la proporción del residual a 1,5. Todas estas dosificaciones fueron elaboradas con el cemento P-350 y arena del Purio. Después se emplearon las dos variantes de dosificaciones con el mismo tipo de cemento y con arena del Hoyo (Anexo 1 Tabla 1). Luego en ambas variantes se utilizaron la arena del Purio y el cemento PP-250 (Anexo 1 Tabla 2). En todas las mezclas de mortero el agua se fue tanteada para lograr una fluidez aproximadamente de Ø = 190±5 mm. En los hormigones se utilizó una dosificación, que actualmente se usa en el laboratorio de la ENIA, la cual fue empleada como muestra patrón en la investigación. En dicha mezcla patrón se le adicionó el residual desde 0% hasta un 2,5%, incrementando este en 0.5% a cada mezcla (Anexo 1 Tabla 3). Para los bloques se utilizó la dosificación actual de la producción del Combinado de hormigón ‘’Rolando Morales’’. El residual se adicionó desde 0% hasta 5%, incrementando este en un 1%; siendo la mezcla del 0% del residual la mezcla patrón (Anexos 1 Tabla 4). Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 31 Para comprobar la influencia de este residual en el comportamiento de los bloques se hicieron probetas con la misma dosificación de estos bloques en el laboratorio donde se compacto el hormigón en una mesa vibratoria debido a que el hormigón es muy seco (Anexo 1 Tabla 5). Obtención de morteros mediante diferentes variantes de mezclas. Primera variante: En esta primera variante es empleada la arena del Purio y el cemento P-350. 1. Una primera combinando: 1 de cemento, 6 de arena y 1 de hidrato de cal, para mortero tipo I. 2. La segunda combinando: 1 de cemento, 6 de arena y 1 del residual para mortero tipo I. 3. La tercera combinando: 1 de cemento, 6 de arena y 1,5 del residual para mortero tipo I. 4. La cuarta combinando: 1 de cemento, 5 de arena y 1 de hidrato de cal para mortero tipo II. 5. La quinta combinando: 1 de cemento, 5 de arena y 1 del residual para mortero tipo II. 6. La sexta combinando: 1 de cemento, 5 de arena y 1,5 del residual para mortero tipo II. 7. La séptima combinando: 1 de cemento, 4 de arena y 1 de hidrato de cal para mortero tipo III. 8. La octava combinando: 1 de cemento, 4 de arena y 1 del residual para mortero tipo III. 9. La novena combinando: 1 de cemento, 4 de arena y 1,5 del residual para mortero tipo III. Segunda variante: En la segunda variante se empleó la arena del Hoyo y el cemento P-350, manteniendo las mismas combinaciones en la variante uno. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 32 Tercera variante: En la tercera variante se utilizó la arena del Purio y el cemento PP-250, manteniéndose las mismas combinaciones que en la variante uno. 2.4 Ensayos realizados a los productos terminados A los Morteros (Fluidez de Ø = 190±5 mm) 1. Resistencia la flexo-tracción y a la compresión (a los 28 días). NC 173:2002 [21] 2. Absorción por capilaridad. NC 171:2002 [22] 3. Absorción por inmersión (24 h) y retención de agua según la NC 169:2002 [23] 4. Adherencia (mediante ensayos indirectos) 5. Estudio detallado del comportamiento del peso de las probetas (al desmoldar, a los 28 días de curado, ciclos de saturado y secado hasta humedad de equilibrio). Al Hormigón 1. Resistencia a la compresión a los 28 días de edad 2. Absorción por capilaridad y por inmersión 3. Porosidad 4. Masa volumétrica, volumen real y contenido de aire. NC 222:2002 [24]. 5. Estudio detallado del comportamiento del peso de las probetas (al desmoldar, a los 28 días de curado, ciclos de saturado y secado hasta humedad de equilibrio) A los bloques 1. Resistencia a la compresión a los 7 días de edad. NC 54-213: 1987 [25]. 2. Resistencia a la compresión a los 28 días de edad. NC 54-213: 1987 [25]. 3. Absorción de agua. NC 54-213: 1987 [25]. Al hormigón para bloque 1. Resistencia a la compresión a los 7 días de edad. 2. Resistencia a la compresión a los 28 días de edad. 3. Absorción de agua. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 33 Capítulo III Evaluación de las producciones realizadas con la incorporación del residual como adición. 3.1 Resultados de los ensayos realizados a las muestras de bloques. 3.1.1 Ensayo de resistencia a la compresión de los bloques después de los 7 días. Al realizar un análisis de los resultados de la resistencia a la compresión de los bloques después de los primeros 7 días de elaborados, se pudo observar que la muestra con adición del 4% de residual fue la cual presentó mayor valor de resistencia media, este fue de 5.1 Mpa. Siendo superior al resto de las demás obtenidas, incluso la muestra patrón. La resistencia más baja se obtuvo en la muestra con adición del 3% de residual con valor de resistencia media de 4.7 Mpa. Estos valores de resistencia media no tienen diferencia significativa (la diferencia es 0.4 Mpa). A demás se especifica que los parámetros de resistencia a la compresión de los primeros 7 días para bloques de (40 x 15 x 20) cm. deben estar sobre los 4 MPa. Esta comprobación se efectuó en todas las muestras realizadas, llegándose a la conclusión que los bloques fabricados con adición del residual surgido del proceso de producción de baldosas, cumplen con las especificaciones establecidas en la NC 247:2005 [26] (Anexo 2 Tabla 1). Rc 7días 4,4 4,6 4,8 5 5,2 0 1 2 3 4 5 % Adición Rc 7días Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 34 Grafico 1: Resultados de la resistencia de los bloques después de los 7 días. 3.1.2 Ensayo de resistencia a la compresión a los bloques después de 28 días. Al realizar un análisis de los resultados de la resistencia a la compresión de los bloques después de tener 28 días de elaborados, se observó que la muestra con adición del 4% de residual fue la que mayor valor de resistencia media tuvo, con un valor de 9.7 Mpa. El cual fue superior al resto de las demás nuestras obtenidas y semejante al de la muestra patrón (9.5 Mpa). La resistencia más baja que se obtuvo fue la muestra que contenía la adición del 3% de residual, con valor de resistencia media de 8.0 Mpa. Estos valores de resistencia media cumplieron con lo establecido en la NC 247:2005 [26]. (Anexo 2 Tabla 2). En la norma cubana antes mencionada para bloques huecos de hormigón de (40 x 15 x 20) cm. se especifica que los parámetros de resistencia a la compresión a los 28 días deben estar sobre los 5.0 MPa para bloques de grado I, categoría II. Por tanto, todos los valores obtenidos en las muestras de bloques son válidos y cumplen con los parámetros establecidos. Rc 28 días 0 2 4 6 8 10 12 0 1 2 3 4 5 % Adición Rc 28 días Gráfico 2: Resultados de la resistencia de los bloques después de los 28 días. 3.1.3 Resultados del ensayo de absorción de agua. Al analizar los resultados de la absorción de agua se observó que los bloques con mayor absorción fueron los de la muestra que contenían cuna adición del 2% del residual con un valor medio de 7.7%. Siendo el mejor resultado el Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 35 obtenido en la muestra con adición del 3% del residual con un valor medio de 6.7%. Por tanto, todas las muestras que se estudiaron cumplen con los requisitos establecidos en la NC 247:2005 [26] (Anexo 2 Tabla 3). % de absorción 6,2 6,4 6,6 6,8 7 7,2 7,4 7,6 7,8 0 1 2 3 4 5 % Adición % de absorción Gráfico 3: Resultados de absorción de agua de los bloques 3.2 Resultados obtenidos de los ensayos realizados a las muestras de hormigón seco para bloque. 3.2.1 Ensayo de resistencia a la compresión del hormigón seco después de 7 días. Al realizar un análisis de los resultados de la resistencia a la compresión de las probetas de hormigón seco después de tener 7 días de elaborado, se observó que la muestra con una adición del 0% de residual (muestra patrón) fue la cual presentó mayor valor de resistencia media; el cual fue de 44.7 Mpa. Este valor es muy parecido al resultado de la muestra con una adición del 2% que tiene un valor de 44.6 MPa y al de la muestra del 4% de adición cuyo valor medio de resistencia es de 44.4 MPa. La resistencia más baja se obtuvo en la muestra con adición del 3% de residual, con valor de resistencia media 40.1 MPa (Anexo 2 Tabla 4). Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 36 Rc 7días 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 0 1 2 3 4 5 % Adición Rc 7días Gráfico 4: Resultados de la resistencia del hormigón seco para bloques después de los 7 días. 3.2.2 Ensayo de resistencia a la compresión del hormigón seco después de 28 días. Al realizar un análisis de los resultados de la resistencia a la compresión de dichas probetas, a los 28 días de confeccionadas, se comprobó que la muestra con adición del 4% de residual (muestra patrón) fue la cual tuvo mayor valor de resistencia media, con un 51.2 MPa. La resistencia más baja se obtuvo en la muestra con adición del 1% de residual, con valor de resistencia media 45.6 Mpa (Anexo 2 Tabla 5). Rc 28 días 42 44 46 48 50 52 0 1 2 3 4 5 % Adición Rc 28 días Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 37 Gráfico 5: Resultados de la resistencia del hormigón seco para bloques después de los 28 días. También se le realizaron a las muestras ultrasonido, obteniéndose resultados de más de 4000m/s en todos los casos. Lo cual significa que todas están en el rango de hormigón durable (Anexo 2 Tabla 6). 3.2.3 Ensayo de absorción de agua en el hormigón seco para bloques. Estos ensayos están pendientes. 3.3 Resultados obtenidos de los ensayos realizados a las muestras de hormigón hidráulico. 3.3.1 Ensayo de resistencia a la compresión del hormigón hidráulico después de los 28 días. Durante el análisis de los resultados correspondientes a la resistencia a la compresión del hormigón después de tener 28 días de elaborados, se pudo observar que la muestra con un 1.5% de adición del residual la cual presentó mayor valor de resistencia media, con un valor de 55.5 Mpa. Este valor fue superior al que se obtuvo en las restantes muestras, incluyendo la del patrón que era de un 34.6 MPa. La resistencia más baja se obtuvo en la muestra con adición del 0.5% de residual, con un valor de resistencia media de 32.2 Mpa. Este valor no tiene mucha diferencia al de la muestra patrón; sin embargo, si presentó una diferencia significativa con respecto a la muestra de mayor resistencia media obtenida (Anexo 3 Tabla 7). Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 38 Rc 28 días 0 10 20 30 40 50 60 0 0,5 1 1,5 2 2,5 % Adición Rc 28 días Gráfico 6: Resultados de la resistencia del hormigón hidráulico después de los 28 días. También se le realizaron ultrasonidos a las muestras, obteniéndose resultados de más de 4000m/s en todos los casos. Lo cual significa que todas están en el rango de hormigón durable (Anexo 3 Tabla 8). 3.3.2 Ensayo de absorción por capilaridad y por inmersión Ensayo pendiente de los resultados. 3.3.3 Ensayo de Porosidad Ensayo pendiente de los resultados. 3.3.4 Ensayo de la masa volumétrica, volumen real y contenido de aire. Ensayo pendiente de los resultados. 3.4 Resultados obtenidos de los ensayos realizados a las muestras de mortero. 3.4.1 Ensayo de resistencia a la compresión y a la flexo-tracción de los morteros después de los 28 días. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 39 Tabla 3.1 Resultados de los morteros con cemento P-350 y arena del Purio Tabla 3.2 Resultados de los morteros con cemento P-350 y arena del Hoyo Nota: Las resistencias están en MPa Los tres tipos de mortero especificados cumplen con los requerimientos establecidos en la NC 175:2002 [5] y en la NC 54-207:1989 [27]. . 3.4.2 Ensayo de absorción por capilaridad y retención de agua. Ensayo pendiente de los resultados. 3.4.3 Ensayo de adherencia (mediante ensayos indirectos) Ensayo pendiente de los resultados. 3.4.4 Ensayo de la masa volumétrica, volumen real y contenido de aire. Ensayo pendiente de los resultados. Muestra Tipo de mortero Resistencia Flexo-tracción Resistencia Compresión Resistencia Especificación A-0 I 3,4 11,9 2,4 A-2 I 5,6 16,6 2,4 A-4 I 3,9 15,3 2,4 B-0 II 4,5 17,3 3,5 B-2 II 5,3 22,0 3,5 B-4 II 5,1 22,5 3,5 C-0 III 5,9 27,3 5,2 C-2 III 7,2 32,7 5,2 C-4 III 5,5 23,7 5,2 Muestra Tipo de mortero Resistencia Flexo-tracción Resistencia Compresión Resistencia Especificación D-0 I 3,0 9,7 2,4 D-2 I 2,6 7,9 2,4 D-4 I 2,3 6,4 2,4 E-0 II 2,5 8,1 3,5 E-2 II 2,8 8,9 3,5 E-4 II 2,8 6,5 3,5 F-0 III 3,7 13,1 5,2 F-2 III 3,8 13,2 5,2 F-4 III 4,6 18,9 5,2 Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 40 Conclusiones Después de un largo proceso de investigación y a pesar de tener los resultados de algunos ensayos pendientes, se ha arribado a las siguientes conclusiones: Todas las muestras que se elaboraron de bloques huecos de hormigón cumplieron los requisitos que establece la norma cubana 247- 2005. El residual surgido en el proceso de producción de baldosas se puede emplear como una materia prima más en la producción de bloques huecos de hormigón y se evita ser depositado en el medio ambiente. En la producción de bloques se puede utilizar la adición del residual investigado hasta en un 5%. Las muestras de morteros de albañilería realizadas con el residual estudiado cumplieron con lo establecido en las normas cubanas de morteros. El residual analizado puede ser empleado como sustitución del hidrato de cal en la elaboración de los morteros de albañilería. El posible reciclaje del residual surgido del proceso de producción de baldosas evita la contaminación del medio ambiente. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 41 Recomendaciones Después de concluir el estudio se realizan las siguientes recomendaciones: Para obtener resultados satisfactorios en el empleo de este residual en los morteros y bloques se recomienda utilizar las dosificaciones que se especifican en el trabajo. Por los resultados obtenidos en los ensayos de morteros, se recomienda la continuación del estudio de este residual en el empleo de otros tipos de morteros. A partir de los resultados obtenidos en las muestras de hormigón hidráulico, se recomienda realizar un estudio detallado sobre el comportamiento del hormigón hidráulico con mayores por cientos de adición del residual. A las entidades implicadas se les recomienda buscar un posible método de secado del residual para que este pueda ser utilizado en obras de construcción con facilidad. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 42 Referencias 1. Norma Cubana 54-395; 1987: Áridos. Términos y definiciones. 2. Acevedo, Jorge et al: Materiales de Construcción. Ediciones; La Habana, 1985. 3. Norma Cubana 251; 2005: Áridos para hormigones hidráulicos. Requisitos. 4. Muñoz Guaman, Hugo et al: Comparación de Contenidos de finos en la normativa y recomendaciones. Disponible en la URL: http://www.seconstruye.com/jh2003/int/biblioteca.htm. Consultado el 26 de marzo del 2009. 5. [s/a]. Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón. Disponible en la URL: http://www.inti.gov.ar/cirsoc/pdf/201/comentarios/cap3.pdf. Consultado el 26 de marzo del 2009. 6. Zabaleta, Hernán: Microfinos en el Hormigón. Disponible en la URL: http://www.cchc.cl/kwldg/databank/17998.pdf. Consultado el 26 de marzo del 2009. 7. Norma Cubana 175; 2002: Mortero de albañilería. Especificaciones. 8. Aguado Fernando: Materiales de la Construcción. Tomo II; Editorial Pueblo y Educación; La Habana, 1982. 9. Norma Cubana 657; 2008: Áridos para morteros de albañilería. Especificaciones. 10. [s/a]. Morteros. Disponible en la URL: http://www.hispalyt.es/cd1/hispalyt/txt/HIS03.doc. Consultado el 26 de marzo del 2009. 11. Lauritzen, Erik K; Niels Jorn Hahn: Producción de residuos de construcción y reciclaje. Disponible en la URL: http://www.habitat.aq.upm.es/boletin/n2/aconst2.html. Consultado el 20 de marzo del 2009. 12. Norma Cubana 237; 2005: Baldosas hidráulicas de terrazo. Especificaciones. 13. IC- 07-01: Proceso de manufactura de baldosas y rodapiés. Trabajo de Diploma. “Recomendaciones para el empleo del lodo residual de la producción de baldosas de terrazo”. 43 14. Norma Cubana 54-207; 1980: Cemento. Ensayos físicos-mecánicos 15. Norma Cubana 178; 2002: Áridos. Análisis Granulométrico. 16. Norma Cubana 182; 2002: Áridos. Determinación del material más fino que el tamiz de 0.074 mm (Nº 200). Método de ensayo. 17. Norma Cubana 185; 2002: Arena. Determinación de impurezas orgánicas. Método de ensayo. 18. Norma Cubana 179; 2002: Áridos. Determinación del contenido de partículas de arcilla. Método de ensayo. 19. Norma Cubana 181; 2002: Áridos. Determinación del peso volumétrico. Método de ensayo. 20. Norma Cubana 189; 2002: Áridos Gruesos. Determinación de partículas planas y alargadas. Método de ensayo. 21. Norma Cubana 173; 2002: Mortero endurecido. Determinación de la resistencia a flexión y compresión. 22. Norma Cubana 171; 2002: Morteros endurecidos. Determinación de la absorción de agua por capilaridad. 23. Norma Cubana 169; 2002: Mortero fresco. Determinación de la capacidad de retención agua. 24. Norma Cubana 222; 2002: Hormigón fresco. Determinación de la masa volumétrica, el volumen real de cemento y el contenido teórico de aire. 25. Norma Cubana 54-213; 1987: Bloques huecos de hormigón. Métodos de ensayos. 26. Norma Cubana 247; 2005: Bloques huecos de hormigón. Especificaciones. 27. Norma Cubana 54-207; 1989: Cemento. Ensayo físico mecánicos. Anexos Anexo 1: Tabla 1: Proporción volumétrica de los morteros con cemento P-350. Tabla 2: Proporción volumétrica de los morteros con cemento PP-250. PROPORCIÓN VOLUMÉTRICA MEZCLA CEMENTO P-350 ARENA (PURIO) ARENA (HOYO) HIDRATO DE CAL RESIDUAL De Baldosa TIPO A-0 1 6 1 I A-2 1 6 1 I A-4 1 6 1,5 I B-0 1 5 1 II B-2 1 5 1 II B-4 1 5 1,5 II C-0 1 4 1 III C-2 1 4 1 III C-4 1 4 1,5 III D-0 1 6 1 I D-2 1 6 1 I D-4 1 6 1,5 I E-0 1 5 1 II E-2 1 5 1 II E-4 1 5 1,5 II F-0 1 4 1 III F-2 1 4 1 III F-4 1 4 1,5 III PROPORCIÓN VOLUMÉTRICA MEZCLA CEMENTO PP-250 ARENA (PURIO) ARENA (HOYO) HIDRATO DE CAL RESIDUAL De Baldosa TIPO G-0 1 6 1 I G-2 1 6 1 I G-4 1 6 1,5 I H-0 1 5 1 II H-2 1 5 1 II H-4 1 5 1,5 II I-0 1 4 1 III I-2 1 4 1 III I-4 1 4 1,5 III Tabla 3: Dosificación gravimétrica para hormigón hidráulico. DOSIFICACIÓN GRAVIMÉTRICA ADICIÓN MARCA MEZCLA P-350 (kg) ARENA (kg) GRAVILLA (kg) AGUA (L) ADITIVO (ml) (%) kg 1 16 33,5 33,2 8,6 162,8 0 0 2 16 33,5 33,2 8,6 162,8 0,5 0,08 3 16 33,5 33,2 8,6 162,8 1,0 0,16 4 16 33,5 33,2 8,6 162,8 1,5 0,24 5 16 33,5 33,2 8,6 162,8 2,0 0,32 30,0 MPa 6 16 33,5 33,2 8,6 162,8 2,5 0,4 Tabla 4: Dosificación gravimétrica de bloques DOSIFICACIÓN GRAVIMÉTRICA ADICIÓNMARCA MEZCLA P-350 (kg) GRANITO (m3) POLVO PIEDRA (m3) % kg 1 41 0.20 0.16 0 0 2 41 0.20 0.16 1 0.41 3 41 0.20 0.16 2 0.82 4 41 0.20 0.16 3 1.23 5 41 0.20 0.16 4 1.64 5,0MPa 6 41 0.20 0.16 5 2.05 Tabla 5: Dosificación gravimétrica de hormigón seco para bloques DOSIFICACIÓN GRAVIMÉTRICA ADICIÓNMARCA MEZCLA P-350 (kg) GRANITO (kg) POLVO PIEDRA (kg) % kg 1 5.6 22 20 0 0 2 5.6 22 20 1 0.056 3 5.6 22 20 2 0.112 4 5.6 22 20 3 0.168 5 5.6 22 20 4 0.224 NO especificada 6 5.6 22 20 5 0.280 Anexo 2: Tabla 1: Resultados de la resistencia de los bloques después de los 7 días. Muestra % Adición Rc 7días 1 0 4,8 2 1 5 3 2 4,8 4 3 4,7 5 4 5,1 6 5 4,9 Tabla 2: Resultados de la resistencia de los bloques después de los 28 días. Muestra % Adición Rc 28 días 1 0 9,5 2 1 8,9 3 2 8,7 4 3 8 5 4 9,7 6 5 9 Tabla 3: Resultados de absorción de agua de los bloques Muestra % Adición % de absorción 1 0 6,9 2 1 7 3 2 7,7 4 3 6,7 5 4 6,9 6 5 6,8 Tabla 4: Resultados de la resistencia del hormigón seco para bloques después de los 7 días. Muestra % Adición Rc 7días 1 0 44,7 2 1 40,7 3 2 44,6 4 3 40,1 5 4 44,4 6 5 41,4 Tabla 5: Resultados de la resistencia del hormigón seco para bloques después de los 28 días. Muestra % Adición Rc 28 días 1 0 53,3 2 1 45,6 3 2 50 4 3 48,9 5 4 51,2 6 5 47,5 Tabla 6: Resultados del ultrasonido al hormigón seco para bloques Muestra % Adición Densidad (kg/m3) Velocidad (m/s) N (rebote) 1 0 2361,8 5047 43,8 2 1 2341,2 4843 43,5 3 2 2357,7 4923 43,9 4 3 2328,8 4817 43,4 5 4 2353,3 4793 44,1 6 5 2335,6 4870 44,5 Tabla 7: Resultados de la resistencia del hormigón hidráulico después de los 28 días Muestra % Adición Rc 28 días 1 0 34,6 2 0,5 32,3 3 1 39,7 4 1,5 55,6 5 2 36,2 6 2,5 38,6 Tabla 8: Resultados del ultrasonido al hormigón hidráulico. Muestra % Adición Densidad (kg/m3) Velocidad (m/s) N (rebote) 1 0 2366,6 4850 34 2 0,5 2417 4786,7 38,3 3 1 2409 4780 36,4 4 1,5 2344,6 4806,7 37 5 2 2397,3 4723,3 38,4 6 2,5 2408,6 4670 38 Anexos 3: Tabla de mortero Mezcla Cantidad de agua (L) Fluidez (cm) Peso del mortero (g) A-0 305 19 531,3 A-2 320 18,5 533,9 A-4 325 18,5 537 B-0 310 20 544,1 B-2 295 18,5 546 B-4 305 18,5 538,7 C-0 280 19 546,8 C-2 285 18,5 536,1 C-4 305 19 530 D-0 370 18,5 511,9 D-2 405 18 506,5 D-4 460 18 501 E-0 420 19 404,5 E-2 410 19 491,2 E-4 425 19 513 F-0 405 19 510 F-2 405 18 504,5 F-4 365 18 509,6 G-0 305 19,5 542,6 G-2 320 18 520 G-4 330 19 536,8 H-0 295 19 534,5 H-2 300 19 542,5 H-4 290 18,5 530,7 I-0 270 19 544,5 I-2 285 19 551,8 I-4 290 18,5 545,6 Tablas de resultados de la resistencia a compresión de los morteros a los 28 días de edad. Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 18.6 11,6 16.0 16.0 19.4 12,1 16.0 16.0 18.8 11,7 A-0 16.0 16.0 18.6 11,6 11,9 16.0 16.0 20.0 12,5 16.0 16.0 19.2 12,0 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 27.0 16,8 16.0 16.0 26.8 16,7 16.0 16.0 27.8 17,4 16.0 16.0 25.0 15,5 16.0 16.0 26.2 16,4 A-2 16.0 16.0 26.6 16,6 16,6 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 24.8 15,5 16.0 16.0 22.8 14,2 16.0 16.0 25.4 15,8 16.0 16.0 25.0 15,6 16.0 16.0 25.2 15,7 A-4 16.0 16.0 24.4 15,2 15,3 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 27.4 17,1 16.0 16.0 27.0 16,8 16.0 16.0 28.6 17,8 16.0 16.0 27.2 17,0 16.0 16.0 28.4 17,7 B-0 16.0 16.0 27.8 17,3 17,3 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión Resistencia media (MPa) (MPa) 16.0 16.0 35.6 22,2 16.0 16.0 34.8 21,7 16.0 16.0 35.2 22,0 16.0 16.0 36.0 22,5 16.0 16.0 34.6 21,6 B-2 16.0 16.0 35.6 22,2 22,0 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 36.0 22,5 16.0 16.0 37.2 23,2 16.0 16.0 34.4 21,5 16.0 16.0 36.4 22,7 16.0 16.0 36.6 22,8 B-4 16.0 16.0 35.8 22,3 22,5 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 45.4 28,3 16.0 16.0 42.4 26,5 16.0 16.0 43.6 27,2 16.0 16.0 42.2 26,3 16.0 16.0 44.4 27,7 C-0 16.0 16.0 44.4 27,7 27,3 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 53.4 33,4 16.0 16.0 50.6 31,6 16.0 16.0 51.6 32,2 C-2 16.0 16.0 54.2 33,8 32,7 16.0 16.0 51.0 31,8 16.0 16.0 53.6 33,5 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 37.0 23,1 16.0 16.0 37.4 23,3 16.0 16.0 37.4 23,3 16.0 16.0 39.2 24,5 16.0 16.0 39.4 24,6 C-4 16.0 16.0 38.0 23,7 23,7 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 16.4 10,2 16.0 16.0 15.6 9,7 16.0 16.0 15.6 9,7 16.0 16.0 16.2 10,1 16.0 16.0 14.2 8,8 D-0 16.0 16.0 16.0 10,0 9,7 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 10.0 6,2 16.0 16.0 13.6 8,5 16.0 16.0 12.8 8,0 16.0 16.0 13.2 8,2 16.0 16.0 13.8 8,6 D-2 16.0 16.0 12.8 8,0 7,9 Muestra Área Altura Carga Resistencia a Resistencia (cm2) (cm) (kN) la compresión (MPa) media (MPa) 16.0 16.0 10.2 6,3 16.0 16.0 10.8 6,7 16.0 16.0 10.2 6,3 16.0 16.0 9.8 6,1 16.0 16.0 10.6 6,6 D-4 16.0 16.0 10.2 6,3 6,4 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 12.6 7,8 16.0 16.0 12.6 7,8 16.0 16.0 12.8 8,0 16.0 16.0 13.6 8,5 16.0 16.0 13.4 8,3 E-0 16.0 16.0 13.4 8,3 8,2 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 14.8 9.2 16.0 16.0 15.2 9,5 16.0 16.0 13.4 8,3 16.0 16.0 13.8 8,6 16.0 16.0 14.8 9,2 E-2 16.0 16.0 14.6 9,1 8,9 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 11.0 6,8 16.0 16.0 10.2 6,3 E-4 16.0 16.0 11.2 7,0 6,5 16.0 16.0 10.2 6,3 16.0 16.0 10.2 6,3 16.0 16.0 10.4 6,5 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 22.4 14,0 16.0 16.0 22.6 14,1 16.0 16.0 17.4 10,8 16.0 16.0 21.2 13,2 16.0 16.0 21.6 13,5 F-0 16.0 16.0 21.4 13,3 13.1 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 24.4 15,2 16.0 16.0 18.2 11,3 16.0 16.0 23.0 14,3 16.0 16.0 18.0 11,2 16.0 16.0 20.0 12,5 F-2 16.0 16.0 23.4 14,6 13,2 Muestra Área (cm2) Altura (cm) Carga (kN) Resistencia a la compresión (MPa) Resistencia media (MPa) 16.0 16.0 33.8 21,1 16.0 16.0 33.1 20,7 16.0 16.0 32.4 20,2 16.0 16.0 32.0 20,0 16.0 16.0 24.0 15,0 F-4 16.0 16.0 26.8 16,7 18,9 Portada.pdf Dedicatoria pf.pdf Agradecimientos pf.pdf Resumen pd.pdf Índice pf.pdf Introducción.pdf Capítulo I pf.doc.pdf Capítulo II pd.pdf Capítulo III pf.pdf Conclusiones pf.pdf Recomendaciones pf.pdf Referencias pf.pdf Anexos pf.pdf