UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · 2016-11-09 · A mis hermanos Néstor y Nubia,...

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÍA CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA

CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL

“ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE HORMIGÓN CON

INCLUSIÓN DE VIDRIO RECICLADO EN HORMIGONES DE

RESISTENCIA NORMAL”

TRABAJO DE GRADUACIÓN PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TITULO

DE:

INGENIERO CIVIL

AUTORES:

GUAYANAY JUCA CRISTIAN ALFREDO

MORALES MEDIAVILLA ANDREA LORENA

TUTOR:

ING. JORGE ALEJANDRO FRAGA FIGUEROA

QUITO, 14 DE SEPTIEMBRE

2016

ii

DEDICATORIA

A Dios por permitirme culminar una meta más en mi vida, por ser mi refugio y

fortaleza, porque él está en todos mis caminos allanando mis sendas.

A mis padres Néstor Morales y Nelly Mediavilla por su apoyo, amor y paciencia

incondicional, por haber cultivado en mí valores, ellos son mi inspiración y

ejemplo que aunque lejos siempre supieron brindarme sus consejos y su voz de

aliento impulsándome a seguir adelante.

A mis hermanos Néstor y Nubia, porque siempre han estado junto a mí ya que son

el tesoro que la vida me regalo, a ellos mi admiración y respeto, sobre todo mi

hermana mayor por su infinito apoyo y por ser un ejemplo de que con esfuerzo y

dedicación alcanzas todas las metas.

ANDREA LORENA MORALES MEDIAVILLA.

A mis padres Marcia Juca y Ángel Guayanay, y mis hermanas Paola Guayanay y

Tania Guayanay por su apoyo incondicional en todo momento, por sus palabras

de aliento para superar las dificultades, por infinita paciencia pero en especial

porque son ellos quienes realmente me motivaron para alcanzar este objetivo.

CRISTIAN ALFREDO GUAYANAY JUCA.

iii

AGRADECIMIENTO

A Dios porque él está delante de todo y de todos, por regalarme la vida y

sabiduría necesarios para culminar una etapa más de mi vida.

A mi familia por su apoyo incondicional en todo momento, ya que ellos son mi

mayor inspiración y fuerza para seguir superándome, y porque cada uno de ellos

es ejemplo para mi vida.

A la Universidad Central del Ecuador, a la Facultad de Ingeniería en Ciencias

Físicas y Matemática, a los maestros que a lo largo de mi vida universitaria

impartieron sus conocimientos, a nuestro tutor Jorge Fraga quien nos apoyó a

desarrollar el proyecto de graduación, a nuestros lectores que fueron los últimos

guías para culminar esta meta.

Al Instituto Ecuatoriano del Cemento y el Hormigón, por permitirnos hacer uso

de sus instalaciones para realizar los ensayos de laboratorio correspondientes a

nuestro proyecto de graduación, a su personal técnico por su tiempo y

disponibilidad.

A Byron Altamirano por todo su amor y apoyo infinitos, por convertirse en un

equilibrio para mi vida, y por haber compartido inolvidables momentos a mi lado.

Y a los verdaderos amigos que encontré quienes de alguna u otra forma

estuvieron brindándome su amistad y apoyo.

ANDREA LORENA MORALES MEDIAVILLA.

A la Universidad Central del Ecuador, en especial a la Faculta de Ingeniería

Ciencias físicas y Matemática y a sus profesores por los conocimientos

impartidos por su dedicación y compromiso en nuestra instrucción.

Al instituto Ecuatoriano del Cemento y el Hormigón (INECYC), por su

colaboración para realizar en nuestra tesis en sus laboratorios y a todo su

personal porque siempre estuvieron dispuestos a prestarnos su ayuda.

CRISTIAN ALFREDO GUAYANAY JUCA.

iv

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Nosotros, GUAYANAY JUCA CRISTIAN ALFREDO; MORALES

MEDIAVILLA ANDREA LORENA en calidad de autores del trabajo de

investigación o tesis realizada sobre el “ANÁLISIS DEL

COMPORTAMIENTO DE HORMIGÓN CON INCLUSIÓN DE VIDRIO

RECICLADO EN HORMIGONES DE RESISTENCIA NORMAL”, por la

presente autorizamos a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer

uso de todos los contenidos que nos pertenecen o de parte de los que contienen

esta obra, con fines estrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autores nos corresponden, con la excepción de la presente

autorización, seguirán vigentes a nuestro favor, de conformidad con los

establecido en los artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la Ley de Propiedad

Intelectual y su Reglamento.

Quito, 8 de Septiembre de 2016

GUAYANAY JUCA MORALES MEDIAVILLA

CRISTIAN ALFREDO ANDREA LORENA

CI. 1723517445 CI. 1003879788

Cel. 0989443024 Cel. 0995262162

E-mail: [email protected] E-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

v

CERTIFICACIÓN DEL TUTOR

Ing. Jorge Alejandro Fraga Figueroa

C. C. Nª 1713172730

vi

INFORME FINAL DEL REVISOR

x

CONTENIDO

DEDICATORIA .................................................................................................... ii

AGRADECIMIENTO .......................................................................................... iii

CERTIFICACION DEL TUTOR .......................................................................... v

INFORME FINAL DEL REVISOR ..................................................................... vi

RESUMEN .......................................................................................................... xix

ABSTRACT ......................................................................................................... xx

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN ......................................................................... 1

7.1. Antecedentes ................................................................................................ 1

7.2. Problema ....................................................................................................... 2

7.3. Alcance ......................................................................................................... 2

7.4. Objetivos ...................................................................................................... 3

7.4.1. Objetivo General .................................................................................... 3

7.4.2. Objetivos Específicos ............................................................................ 3

7.5. Justificación .................................................................................................. 3

7.6. Hipótesis ....................................................................................................... 4

CAPITULO II: FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA .............................................. 5

8.1. El hormigón Definición y Breve Reseña Histórica ...................................... 5

8.2. Requisitos Físicos Para el Hormigón ........................................................... 6

8.3. Componentes del Hormigón. ........................................................................ 7

8.3.1. Cemento ................................................................................................. 7

8.3.2. Agua ..................................................................................................... 10

8.3.3. Agregados ............................................................................................ 11

8.4. Propiedades del Hormigón Fresco ............................................................. 14

2.4.1 Trabajabilidad ....................................................................................... 15

8.4.2. Cohesión .............................................................................................. 15

8.4.3. Segregación .......................................................................................... 15

8.5. Propiedades del Hormigón Endurecido. ..................................................... 16

8.5.1. Resistencia a la Compresión ................................................................ 16

8.5.2. Módulo De Elasticidad ........................................................................ 19

8.5.3. Resistencia a la Tracción ..................................................................... 20

8.5.4. Resistencia al Corte ............................................................................. 21

8.5.5. Flujo Plástico ....................................................................................... 21

8.6. Relación agua/cemento ............................................................................... 22

8.7. Reacciones Expansivas del Hormigón ....................................................... 22

8.7.1. Reacción Álcali Sílice .......................................................................... 23

xi

8.8. El Vidrio Definición y Reseña Histórica. ................................................... 25

8.9. Propiedades del vidrio ................................................................................ 26

8.10. Proceso de Fabricación del Vidrio. .......................................................... 27

8.11. Composición del Vidrio. .......................................................................... 28

8.11.1. Vidrio Sódico Cálcico ........................................................................ 28

8.11.2. Vidrio de Plomo ................................................................................. 28

8.11.3. Vidrio de Boro Silicato ...................................................................... 29

8.11.4. Vidrio de Sílice .................................................................................. 29

8.12. Usos de vidrio en el Mercado Ecuatoriano............................................... 29

8.13. Reciclado de Vidrio en el Ecuador. .......................................................... 30

8.14. El Vidrio Como agregado del Hormigón. ................................................ 31

8.15. MARCO LEGAL ..................................................................................... 33

8.15.1. Normas Vigentes................................................................................ 33

CAPITULO III: METODOLOGÍA ..................................................................... 35

9.1. Selección de los Materiales de la Mina de Pifo, Provincia de Pichincha. .. 35

9.2. Ubicación y Características de la Mina. ..................................................... 35

9.2.1. Características ...................................................................................... 36

9.2.2. Proceso de producción de los agregados ............................................. 36

9.3. Propiedades Físicas de los Agregados ........................................................ 37

9.3.1. Ensayo de Abrasión ............................................................................. 37

9.3.2. Ensayo de Colorimetría ....................................................................... 39

9.3.3. Ensayo de Granulometría..................................................................... 40

9.3.4. Ensayo de Densidad Aparente ............................................................. 47

9.3.5. Ensayo de Densidad SSS ..................................................................... 51

9.3.6. Ensayo de Densidad Óptima ................................................................ 54

9.3.7. Ensayo de Contenido de Humedad ...................................................... 58

9.3.8. Ensayo de capacidad de absorción....................................................... 61

9.4. Cemento Puzolánico Selvalegre Tipo IP .................................................... 63

9.4.1. Determinación de la Densidad del Cemento Selvalegre. ..................... 64

9.5. Proceso de adquisición del vidrio para la investigación ............................. 66

9.6. Fabricación de un molino de vidrio ............................................................ 66

9.6.1. Proceso de trituración del vidrio .......................................................... 68

9.6.2. Clasificación del vidrio por su tamaño ................................................ 68

9.7. Diseño de la Mezcla por el Método de las Densidades .............................. 69

9.8. Elaboración de los Especímenes de Prueba................................................ 73

9.9. Correcciones del Diseño de Mezcla. .......................................................... 75

9.10. Elaboración de los Especímenes .............................................................. 75

xii

9.11. Elaboración de los Especímenes con la inclusión de Vidrio .................... 75

9.11.1. Elaboración de Especímenes con Vidrio como Agregado Fino ........ 76

9.11.2. Elaboración de Especímenes con Vidrio como Agregado Grueso .... 76

9.11.3. Elaboración de Especímenes con Vidrio como Agregado Fino y

Grueso ............................................................................................................ 77

CAPITULO IV: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS ...................................... 78

10.1.1. Resultados de Ensayos de Compresión de Especímenes a los 7, 14,

21, 28 días ...................................................................................................... 78

10.1.2. Resultados de Ensayos de Compresión de Especímenes con Inclusión

de Vidrio como Agregado Fino a los 7, 14, 21, 28 días. ............................... 80


de Vidrio como Agregado Grueso a los 7, 14, 21, 28 días. ........................... 85


de Vidrio como Agregado Fino y Grueso a los 7, 14, 21, 28 días. ................ 90

10.2. Análisis de los resultados de la resistencia a compresión ........................ 93

10.2.1. Análisis de los resultados de la resistencia a la compresión para la

edad de 7 días. ................................................................................................ 93

10.2.2. Análisis de los resultados de resistencia para la compresión para la

edad de 14 días ............................................................................................... 95


edad de 21 días ............................................................................................... 97


edad de 28 días ............................................................................................... 98


edad de 56 días ............................................................................................. 100

10.2.6. Análisis general de los resultados de resistencia a la compresión ... 102

10.3. ANÁLISIS DEL ASENTAMIENTO DEL HORMIGÓN FRESCO ..... 104

10.4. ANÁLISIS ECONÓMICO ..................................................................... 106

10.5. LA PROPUESTA ................................................................................... 107

CAPITULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ....................... 110

11.1.1. Conclusiones generales .................................................................... 110

11.2. Recomendaciones ................................................................................... 112

BIBLIOGRAFIA ............................................................................................... 114

ANEXOS ........................................................................................................... 116

xiii

LISTA DE FIGURAS

Figura Nº 1: Efecto del contenido de cemento en la resistencia del hormigón ..... 10

Figura Nº 2 : Efecto del contenido del agua en la resistencia del hormigón. ....... 10

Figura Nº 3 : Ensayo a la compresión de especímenes de hormigón .................... 17

Figura Nº 4 : definición de la resistencia característica Fck ................................. 18

Figura Nº 5 : Diagrama Esfuerzo deformación del Hormigón.............................. 19

Figura Nº 6 : Variación de la deformación del concreto en el tiempo a un proceso

de carga axial y descarga....................................................................................... 22

Figura Nº 7: Etapas de la reacción álcali sílice ..................................................... 23

Figura Nº 8 : Fisuras causadas por la reacción álcali sílice. ................................. 25

Figura Nº 9: Caña de vidriero utilizada para soplar vidrio ................................... 26

Figura Nº 10: Proceso de fabricación del vidrio. .................................................. 27

Figura Nº 11: Los primeros fabricantes de vidrio. ................................................ 28

Figura Nº 12: Ubicación de la mina de pifo .......................................................... 35

Figura Nº 13: Ensayo de colorimetría ................................................................... 40

Figura Nº 14: Frasco de Le Chatelier .................................................................... 64

Figura Nº 15: Máquina Trituradora. ...................................................................... 67

Figura Nº 16: Esferas deacero. .............................................................................. 67

Figura Nº 17: Máquina de los Ángeles ............................................................... 116

Figura Nº 18: Material resultante de la máquina de los Ángeles. ....................... 116

Figura Nº 19: Cuarteado del Ripio ...................................................................... 116

Figura Nº 20: Cuarteo del material ..................................................................... 116

Figura Nº 21: Tamizado del ripio ........................................................................ 117

Figura Nº 22: Tamizado del Material .................................................................. 117

Figura Nº 23: Enrasado de la arena compactada ................................................. 117

Figura Nº 24: Compactado del Ripio .................................................................. 117

Figura Nº 25: Material mezclado ........................................................................ 118

Figura Nº 26: Ensayo de la densidad óptima ...................................................... 118

Figura Nº 27: Remojado del material .................................................................. 118

Figura Nº 28: Canastilla Sumergible ................................................................... 118

Figura Nº 29: Secado de la arena ........................................................................ 119

Figura Nº 30: Calibrado del picnometro ............................................................. 119

Figura Nº 31: Muestra de vidrio molido ............................................................. 119

Figura Nº 32: Clasificación del vidrio molido mediante el Tamiz N° 4 ............. 120

Figura Nº 33: Vidrio fino que pasa por el Tamiz N° 4 ....................................... 120

Figura Nº 34: Mezcla de los materiales en la Concretara ................................... 121

Figura Nº 35: Asentamiento de la mezcla patrón ................................................ 121

Figura Nº 36: Elaboración de especímenes ......................................................... 122

Figura Nº 37: Desencofrado de los especímenes ................................................ 122

Figura Nº 38: Ensayo Compresión Mezcla Patrón ............................................. 123

Figura Nº 39: Ensayo de Compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al

10% ..................................................................................................................... 123

Figura Nº 40: Ensayo de Compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al

10% ..................................................................................................................... 124

xiv

Figura Nº 41: Especímenes ensayados de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al

10% ..................................................................................................................... 124

Figura Nº 42: Ensayo de compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al

20% ..................................................................................................................... 125

Figura Nº 43: Especímenes ensayados de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al

20% ..................................................................................................................... 125

Figura Nº 44: Ensayo de compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio grueso

al 10%.................................................................................................................. 126

Figura Nº 45: Ensayo de compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio grueso

al 20%.................................................................................................................. 126

Figura Nº 46: Especímenes ensayados de la Mezcla con inclusión de vidrio grueso

al 20%.................................................................................................................. 127

Figura Nº 47: Ensayo de Especímenes de la Mezcla con inclusión de vidrio fino y

grueso al 10% ...................................................................................................... 127

Figura Nº 48: Especímenes ensayados de la Mezcla con inclusión de vidrio fino y

grueso al 10% ...................................................................................................... 128

Figura Nº 49: Ensayo de la Mezcla de hormigón con vidrio grueso al 10% ...... 128

LISTA DE GRÁFICAS

Grafica Nº 1 : Curva granulométrica agregado grueso Ensayo Nº 1. ................... 41

Grafica Nº 2: Curva granulométrica agregado grueso ensayo Nº 2. ..................... 42

Grafica Nº 3: Curva granulométrica agregado grueso ensayo Nº 3. ..................... 43

Grafica Nº 4. Curva granulométrica agregado fino ensayo Nº 1. ......................... 44

Grafica Nº 5: Curva granulométrica agregado fino ensayo Nº 2. ......................... 45

Grafica Nº 6: Curva granulométrica agregado fino ensayo Nº 3. ......................... 46

Grafica Nº 7: Curva densidad máxima Ensayo Nº 1. ........................................... 55

Grafica Nº 8: Curva densidad máxima ensayo Nº 2. ............................................ 56

Grafica Nº 9: Curva densidad máxima ensayo Nº 3. ............................................ 57

Grafica Nº 13: Resistencia en función del tiempo para la Mezcla Patrón ............ 80

Grafica Nº 14: Resistencia en función del tiempo mezcla con 10% de vidrio fino.

............................................................................................................................... 82

Grafica Nº 15: Resistencia en función del tiempo. Mezcla con 20% de vidrio fino

............................................................................................................................... 85

Grafica Nº 16: Resistencia en función del tiempo mezcla con 10% de vidrio

grueso .................................................................................................................... 87

Grafica Nº 17: Resistencia en función del tiempo mezcla con 20% de vidrio

grueso. ................................................................................................................... 90

Grafica Nº 18: Resistencia en función del tiempo mezcla con 10% de vidrio fino y

grueso. ................................................................................................................... 92

Grafica Nº 19: grafica comparativa resistencia a los 7 días para todas las mezclas

............................................................................................................................... 94

Grafica Nº 20: Grafica comparativa resistencia a los 14 días para todas la mezclas.

............................................................................................................................... 96

xv

Grafica Nº 21: Grafica comparativa resistencia a los 21 días para todas las

mezclas .................................................................................................................. 98

Grafica Nº 22: Grafica comparativa resistencia a los 28 días para todas las

mezclas ................................................................................................................ 100

Grafica Nº 23: Grafica comparativa resistencia a la compresión a los 56 días ... 102

Grafica Nº 24: Resistencia en función del tiempo para todas las mezclas de prueba

y mezcla patrón ................................................................................................... 104

Grafica Nº 25: Grafica comparativa resistencia en función del tiempo para las

mejores alternativas. ............................................................................................ 109

LISTA DE TABLAS

Tabla N° 1: Requisitos Físicos para el hormigón y Morteros ................................. 6

Tabla N° 2: Tipos de cemento portland según la ASTM 150-99ª .......................... 8

Tabla N° 3: Otros tipos de Cemento ....................................................................... 9

Tabla N° 4: Efectos de las impurezas del agua en el hormigón ............................ 11

Tabla N° 5: Tamaño de tamices estándar ASTM C33 .......................................... 12

Tabla N° 6: Tamaño de la muestra para ensayo del árido grueso ......................... 13

Tabla N° 7: Minerales, Rocas y Materiales Sintéticos que pueden ser

potencialmente Reactivos con los Álcalis del Cemento ....................................... 23

Tabla N° 8: Resumen de normas para ensayos en Agregados pétreos ................. 37

Tabla N° 9: Resultado ensayo Nº 1, abrasión. ...................................................... 38

Tabla N° 10: Resultado ensayo Nº 2, de abrasión. ............................................... 38

Tabla N° 11: Resultado ensayo Nº 3, de abrasión. ............................................... 38

Tabla N° 12: Escalas de colores ............................................................................ 39

Tabla N° 13: Resultado ensayo Nº 1, granulometría agregado gruesa. ................ 41

Tabla N° 14: Resultado ensayo Nº 2, granulometría agregado grueso. ................ 42

Tabla N° 15: Resultados ensayo Nº 3, granulometría agregado grueso. .............. 43

Tabla N° 16: Resultado ensayo Nº 1, granulometría agregado fino. .................... 44

Tabla N° 17: Resultado ensayo Nº 2, de granulometría agregado fino. ............... 45

Tabla N° 18: resultado ensayo Nº 3, de granulometría agregado fino. ................. 46

Tabla N° 19: Resultado ensayo Nº 1, densidad aparente suelta ripio. .................. 47

Tabla N° 20: Resultado ensayo Nº 1, de densidad Aparente compactada ripio. .. 47

Tabla N° 21: Resultados ensayo Nº 2, densidad aparente suelta ripio. ................. 48

Tabla N° 22: Resultado ensayo Nº 2, densidad aparente compactada ripio. ........ 48

Tabla N° 23: Resultado de ensayo Nº 3, densidad aparente suelta ripio. ............. 48

Tabla N° 24: Resultados ensayo Nº 3, densidad aparente compactada ripio. ....... 49

Tabla N° 25: Resultado ensayo Nº 1, densidad aparente suelta arena. ................. 49

Tabla N° 26: Resultados ensayo Nº 1, densidad aparente arena compactada. ...... 49


Tabla N° 28: Resultado ensayo Nº 2, densidad aparente compactada arena ........ 50


Tabla N° 30: Resultado ensayo Nº 3, densidad aparente compactada arena. ....... 51

Tabla N° 31: Resultado ensayo Nº 1, peso específico agregado grueso. .............. 52

xvi

Tabla N° 32: Resultado ensayo Nº 1, peso específico agregado fino. .................. 52





Tabla N° 37: Resultados ensayo Nº 1, densidad máxima. .................................... 55

Tabla N° 38: Resultado ensayo Nº 2, densidad máxima. ...................................... 56

Tabla N° 39: Resultado ensayo Nº 3, densidad máxima. ...................................... 57

Tabla N° 40: Resultado ensayo Nº 1, contenido de humedad agregado grueso ... 59

Tabla N° 41: Resultado ensayo Nº 1, contenido de humedad agregado fino. ...... 59

Tabla N° 42: Resultado ensayo Nº 2, contenido de humedad agregado grueso. .. 59

Tabla N° 43: Resultados ensayo Nº 2, contenido de humedad agregado fino ...... 60

Tabla N° 44: Resultado ensayo Nº 3, contenido de humedad agregado grueso. .. 60

Tabla N° 45: Resultado ensayo Nº 3, contenido de humedad agregado fino ....... 60

Tabla N° 46: Resultado ensayo Nº 1, capacidad de absorción agregado grueso .. 61

Tabla N° 47: Resultado ensayo Nº 1, capacidad de absorción agregado fino. ..... 62

Tabla N° 48: resultado ensayo Nº 2, capacidad de absorción agregado grueso. .. 62

Tabla N° 49: Resultado ensayo Nª 2, capacidad de absorción agregado fino....... 62

Tabla N° 50: Resultado ensayo Nº 3, capacidad de absorción agregado grueso. . 62

Tabla N° 51: Resultado ensayo Nº 3, capacidad de absorción agregado fino. ..... 63

Tabla N° 52: Resultado ensayo Nº 1, Densidad del cemento metodo Le Chantelier

............................................................................................................................... 65


............................................................................................................................... 65


............................................................................................................................... 65

Tabla N° 55: valores de la relación agua cemento ................................................ 69

Tabla N° 56: Asentamiento vs Cantidad de pasta ................................................. 70

Tabla N° 57: Cantidades de material para elaborar un metro cubico de hormigón.

............................................................................................................................... 73

Tabla N° 58: Cantidades de material para elabora 6 cilindros. ............................. 73

Tabla N° 59: Cantidades corregidas de material para elaborar 6 cilindros. .......... 75

Tabla N° 60: Corrección por humedad. ................................................................ 75

Tabla N° 61: Cantidades Para elaborar especímenes con inclusión de vidrio fino.

............................................................................................................................... 76

Tabla N° 62: cantidades para elaborar especímenes con la inclusión de vidrio

grueso. ................................................................................................................... 77

Tabla N° 63: Cantidades para elaborar especímenes con vidrio fino y grueso. .... 77

Tabla N° 64: Resultados ensayos de compresión a los 7 días mezcla patrón. ...... 78

Tabla N° 65: Resultados ensayos de compresión a los 14 días mezcla patrón ..... 78

Tabla N° 66: Resultados ensayos de compresión a los 21 días mezcla patrón. .... 79



Tabla N° 69: Resultados ensayos de compresión a los 7 días mezcla 10% vidrio

fino. ....................................................................................................................... 80

xvii


fino. ....................................................................................................................... 81


fino. ....................................................................................................................... 81


fino. ....................................................................................................................... 81


fino. ....................................................................................................................... 82


fino. ....................................................................................................................... 83

Tabla N° 75: Tabla N° 76: Resultados ensayos de compresión a los 14 días mezcla

20% vidrio fino. .................................................................................................... 83


20% vidrio fino. .................................................................................................... 83


20% vidrio fino. .................................................................................................... 84


56% vidrio fino. .................................................................................................... 84


grueso. ................................................................................................................... 85


grueso. ................................................................................................................... 86


grueso. ................................................................................................................... 86


grueso. ................................................................................................................... 86


grueso. ................................................................................................................... 87


grueso. ................................................................................................................... 88


grueso. ................................................................................................................... 88


grueso. ................................................................................................................... 88


grueso. ................................................................................................................... 89


grueso. ................................................................................................................... 89


grueso y vidrio fino. .............................................................................................. 90





xviii





Tabla N° 98: Tabla comparativa resistencia a los 7 días para todas la mezclas. .. 93

Tabla N° 99: Tabla comparativa resistencia a los 14 días para todas las mezclas 95

Tabla N° 100: Tabla comparativa resistencia a los 21 días para todas las mezclas

............................................................................................................................... 97

Tabla N° 101: Tabla comparativa resistencia a la compresión a los 2 días para

todas las mezclas ................................................................................................... 99

Tabla N° 102: Tabla comparativa resistencia a la compresión a los 56 días para

todas las mezclas. ................................................................................................ 101

Tabla N° 103: Resumen de asentamiento obtenido para cada mezcla ................ 105

Tabla N° 104: Incremento de agua en la mezcla al reemplazar vidrio por agregado

............................................................................................................................. 106

Tabla N° 105: Resumen costo elaboración de un m3 de hormigón paras las

diferentes mezclas. .............................................................................................. 107

Tabla N° 106: Comparación de resistencia de las mejores alternativas vs la mezcla

patrón................................................................................................................... 108

LISTA DE ECUACIONES

Ecuación 1: Resistencia Característica del hormigón. .......................................... 18

Ecuación 2: Resistencia Promedio a la compresión .............................................. 18

Ecuación 3: Coeficiente de Variación ................................................................... 18

Ecuación 4:Modulo de elasticidad según ACI 318-14 .......................................... 19

Ecuación 5: Modulo de elasticidad del hormigón usado para Ecuador ................ 20

Ecuación 6: Resistencia a la tracción del Hormigón en Kg/cm ............................ 21

Ecuación 7: Resistencia al corte del hormigón ..................................................... 21

Ecuación 8: Densidad real de la mezcla ................................................................ 69

Ecuación 9: Porcentaje de vacíos de la mezcla ..................................................... 70

Ecuación 10: Cantidad de pasta ............................................................................ 70

Ecuación 11: Cantidad de Arena requerida ........................................................... 70

Ecuación 12: Cantidad de Ripio Requerida .......................................................... 70

xix

RESUMEN

“ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO DE HORMIGÓN CON

INCLUSIÓN DE VIDRIO RECICLADO EN HORMIGONES DE

RESISTENCIA NORMAL”

Autores: Andrea Lorena Morales Mediavilla

Cristian Alfredo Guayanay Juca

Tutor: Jorge Alejandro Fraga Figueroa

El presente proyecto de investigación tiene como objetivo estudiar el

comportamiento de la resistencia a la compresión de un mezcla de hormigón 28

MPa, donde se reemplazó el 10% y 20% del peso de los agregados fino y grueso

por vidrio, y una mezcla adicional donde se reemplazó arena y ripio por vidrio en

10% del peso, con el fin de aprovechar el vidrio desechado inapropiadamente para

la elaboración de hormigón. Mediante ensayos de laboratorio se determinó la

resistencia a la compresión de las distintas mezclas con la inclusión de vidrio, para

edades de 7, 14, 21, 28 y 56 días. De los resultados obtenidos se logró determinar

que la mezcla que contenía 10% de vidrio como reemplazo de arena, fue la que

presento una menor alteración de la resistencia de la compresión, y menor

incremento de costo de producción. Además se determinó que usar vidrio como

agregado para elaborar hormigón requiere de una corrección en la cantidad de

agua ya que el vidrio es un material no absorbente.

PALABRAS CLAVE: HORMIGÓN DE RESISTENCIA NORMAL /

INCLUSIÓN DE VIDRIO MOLIDO / METODO DE LA DENSIDAD

MÁXIMA / RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN / PROPIEDADES DEL

HORMIGÓN / PROPIEDADES DEL VIDRIO.

xx

ABSTRACT

“STUDY OF CONCRETE BEHAVIOR WITH THE INCLUSION OF

RECYCLED GLASS IN NORMAL STRENGTH CONCRETE”

Authors: Andrea Lorena Morales Mediavilla

Cristian Alfredo Guayanay Juca

Tutor: Jorge Alejandro Fraga Figueroa

This research Project is focused on the study of the compression resistance

behavior applied to a concrete mixture of 28 Mpa. This solution was replaced by

10% and 20% of fine and coarse aggregate for glass. In addition, it was

substituted sand and gravel for glass from the 10 % of weight with the purpose of

getting the most use of scrap glass inappropriately disposed throughout the

preparation of concrete. By means of laboratory testing, it was determined the

compression resistance of the different mixtures enriched with glass for the

followings ages: 7,14,21,28 and 56 days. As a matter of fact, it was determined

that the mixtures with 10% glass as a substitution of sand revealed both les

alteration in the compression resistance and less increasing with glass requires a

recalculation of water quantity due to glass a non-absorbent material.

KEY WORDS: NORMAL STRENGTH CONCRETE / ADDITION OF

MILLED GLASS / METHOD OF MAXIMUM DENSITY / COMPRESSION /

RESISTANCE / CONCRETE PROPERTIES / GLASS PROPERTIES.

Baldassari Casquete Andrés Roberto (Numero de registro 1005-05-587424) SENESCYT

Certified Translator

1716454143

1

CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN

7.1. Antecedentes

A nivel mundial existen algunas investigaciones realizadas acerca de las diversas

formas de la reutilización del vidrio, una de las primeras investigaciones fue

patentada por National Reseach Development Corporation (NRDC) tras cuatro

años de ardua investigación por parte del Dr Majundar del Building Research

Establishment (BRE) del Reino Unido en el año de 1967, quien logró convertir en

fibra algunos vidrios con contenido de circonio, tal investigación demostró la

resistencia de dichas fibras de vidrio ante ataques alcalinos.

Por otra parte la Universidad Estatal de Michigan de los Estados Unidos, ha

realizado investigaciones con la utilización de vidrio molido pulverizado en

reemplazo del cemento para hormigón en diferentes porcentajes, los resultados

fueron favorables encontrado una fórmula que convierte el hormigón en un

material más fuerte, más durable y más resistente al agua. En los sitios de prueba

del campus de MSU se comprobó que la mezcla del hormigón con inclusión de

vidrio reciclado, hasta ahora, los resultados han sido bastante positivos gracias a la

utilización de dicho desecho.

En la Universidad Austral de Chile existe una tesis sobre la influencia del vidrio

molido en el hormigón, llegándose a comprobar que existe un ligero aumento en

la resistencia del hormigón al incluir cierto porcentaje de vidrio molido a la

mezcla.

En Ecuador, el GADM de Santa Cruz de la provincia de Galápagos con apoyo de

la Universidad Politécnica Nacional realizaron una investigación utilizando vidrio

molido reciclado, con el propósito de aprovechar el vidrio desechado diariamente,

como reemplazo de material pétreo con diferentes porcentajes para la elaboración

de bloques y adoquines de hormigón, los resultados fueron favorables al obtener

materiales amigables con el medio ambiente y de buena calidad.

2

7.2. Problema

Pocas investigaciones acerca de cómo aprovechar el vidrio reciclado en la ciudad

de Quito como material para la construcción, específicamente relacionadas a la

inclusión de vidrio triturado en diferentes tamaños como agregado en la

elaboración del concreto.

Con el fin de obtener el comportamiento y las características que le da al

hormigón, donde se relaten procesos para su aplicación y que además de ser un

producto novedoso sea amigable con la naturaleza, aprovechando las facultades

que tienen ciertos materiales que se desechan a diario en la ciudad de Quito.

Buscando adicionalmente una reducción de costos en la elaboración del hormigón

utilizando materiales reciclados.

7.3. Alcance

El alcance del proyecto es realizar ensayos comparativos entre una mezcla patrón

de hormigón diseñada para una resistencia de 28 MPa y cinco mezclas donde se

reemplazara agregado fino y grueso por vidrio en diferentes proporciones de peso

y tamaños de partículas. Las mezclas son realizadas con agregados de la cantera

de Pifo y con cemento Selva Alegre La Farge tipo IP.

En las dos primeras mezclas de comparación se remplazan porcentajes del 10% y

20% de árido fino por vidrio molido que pase por el tamiz N°4, en las dos

mezclas posteriores se reemplazan porcentajes del 10% y 20% de agregado

grueso por vidrio molido retenido en tamiz N°4 y que pase el tamiz N°3/4, y en la

última se mezcla remplaza agregado grueso y agregado fino en un porcentaje de

10% cada una por vidrio molido fino (pasa tamiz N°4) y Grueso (pasa tamiz

N°3/4 y retiene el N°4).

Finalmente se preparan probetas cilíndricas según las especificaciones INEN,

para determinar las propiedades mecánicas del hormigón de cada una de las

mezclas que permitan describir el comportamiento de la inclusión del vidrio

molido en el hormigón.

3

7.4. Objetivos

7.4.1. Objetivo General

Analizar el comportamiento de las propiedades físicas del hormigón con inclusión

de vidrio en hormigones de resistencia normal.

7.4.2. Objetivos Específicos

Realizar ensayos de laboratorio a los agregados para determinar sus

propiedades a fin de obtener los datos necesarios y entonces diseñar la

mezcla de hormigón.

Ensayar los cilindros de hormigón de acuerdo a las dimensiones

especificadas en las normas ASTM e INEN para determinar su resistencia

con y sin vidrio.

Comparar las ventajas técnicas y económicas de este nuevo material frente

a los hormigones normales.

Definir el uso de este hormigón dentro del campo de la construcción, y por

ende sus ventajas y desventajas.

7.5. Justificación

En el Ecuador el principal material usado en la construcción es el hormigón, ya

que según datos del INEC (2014), el 80,86% de las edificaciones proyectaron

construir sus cimientos con hormigón, el 93,77% tiene su estructura de hormigón

y el 56,05% emplean el hormigón armado para la cubierta o techo. De estas cifras

se puede observar que más de la mitad de las edificaciones en el país son de

hormigón.

El hormigón por la naturaleza de su fabricación es un material que produce

grandes cantidades de desecho. Además consume grandes cantidades de recursos

naturales no renovables, a esto se suma que cada vez que se derrocan

edificaciones los escombros resultantes son un problema para el medio ambiente,

ente ellos el vidrio. En Quito se producen a diario un promedio de 1750 ton, de

basura diaria de estas 10% es vidrio según la página Ecuador inmediato.com, esta

cantidad de vidrio se puede utilizar en el tipo de hormigón que se propone.

4

7.6. Hipótesis

La incorporación del vidrio en diferentes tamaños nominales en el hormigón es

una alternativa sustentable, que además ayuda a incrementar ligeramente su

resistencia a la compresión al sustituir parte de los agregados por vidrio molido.

5

CAPITULO II: FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

8.1. El hormigón Definición y Breve Reseña Histórica

El hormigón es un material compacto, duro y homogéneo en estado endurecido

utilizado en la industria de la construcción con gran frecuencia. Como definición

clara se puede decir que: “Es una piedra artificial creada por el hombre, y que se

ha convertido en el material de construcción más utilizado a nivel mundial, en

razón a su extraordinaria versatilidad, en cuanto a las formas que se puede

obtener”. (Osorio, 2004, p.9).

Está constituido por cuatro elementos: arena, ripio, cemento y agua, los cuales

forman una sola masa donde el cemento y el agua hacen de pegamento mediante

una reacción química, uniendo así los cuatro elementos que tienen la facultad de

posteriormente endurecer y adquirir nuevas propiedades.

Esto dependen enormemente de la calidad y la dosificación de los materiales que

lo constituyen, del cuidado tanto en su elaboración como en su curado, y la

temperatura a la que esté expuesto tanto en estado fresco como endurecido,

principalmente.

El hormigón es un material resistente a los esfuerzos de compresión, pero muy

poco resistente a esfuerzos de tracción, es por esto que complementado con acero

tiene un mejor comportamiento ante los esfuerzos de tracción, esto da como lugar

el llamado “hormigón armado” con el que se forman elementos estructurales

como: columnas, vigas, losas, cimentaciones, muros, pilares, presas, tanques,

túneles, en fin toda estructura que lo requiera.

Históricamente el hormigón se ha usado desde el año de 1796 en Inglaterra. Pero

no fue sino hasta 1824 que un fabricante de ladrillos inglés llamado Joseph Aspid,

luego de largos y laboriosos experimentos logró patentar el cemento al que llamó

cemento portland (MCCORMAC & BROWN, 2014).

6

En 1832 François Le Brun, construyó la primera casa de hormigón basándose en

el proceso de construcción de una escuela e iglesia. En 1850 Joseph Lambot

construyó un bote reforzado con un red paralela de cables o barras. Aunque el

crédito por la invención del hormigón armado se le otorgó a Monier en 1867

cuando recibió la patente, posteriormente Monier también patentó escaleras, losas

y arcos en Inglaterra y Francia.

8.2. Requisitos Físicos Para el Hormigón

En el Ecuador los hormigones y morteros deben cumplir con requisitos mínimos

de resistencia para poder aceptados. La norma NTE INEN 2551:2011, establece

las resistencias mínimas que deben tener los hormigones y morteros, (ver tabla 1).

Tabla N° 1: Requisitos Físicos para el hormigón y Morteros

Clase de Material Resistencia a la compresión, mínimo (Mpa)

3 días 7 días 28 días

Hormigón:

Alta Resistencia Inicial: 17 24 --

Resistencia Normal:

Masa Normal -- 17 24

Liviano, Utilizando arena de masa normal -- 17 24

Liviano -- 17 24

Mortero:

Mortero de alta resistencia 20 35

Mortero para unidades de mampostería Deben cumplir con los requisitos por

propiedades de la NTE INEN 2518 Tipo M

Tipo S

Tipo N

El hormigón liviano de masa normal, puede contener cierta porción de finos livianos. Los

requisitos de desempeño para la resistencia a compresión a días, la retención de agua y el

contenido de aire para aquellos morteros fabricados con cemento para mampostería a menos que

se especifique lo contrario.

Fuente: norma NTE INEN 2551:2011

En la tabla se puede observar que se considera hormigones de resistencia normal a

aquellos hormigones que tienen una resistencia a la compresión mínima a la los

28 días de 24, MPa. Además se considera que los hormigones de resistencia

normal son aquellos que pueden ser utilizados para la construcción en general y

7

para reparaciones y donde su espesor supera los 50 mm (INSTITUTO

ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN, 2010).

8.3. Componentes del Hormigón.

8.3.1. Cemento

“La palabra cemento se emplea para asignar a toda sustancia que posea

propiedades ligantes, cualquiera que sea su origen. Dada la alta producción de

cemento portland, con relación a los otros cementos, su uso se ha generalizado”

(Rochel, 1998, p.2). El cemento requiere de la adición de agua para que se

produzca el fraguado y endurecimiento de forma gradual, juntos crean una pasta,

esencial para unir la arena y el ripio y así formar una masa que al endurecer

produzca una piedra artificial.

“El cemento Portland es una material finamente pulverizado,

conformado fundamentalmente por silicatos de calcio y aluminio.

Las materias primas usuales a partir de las cuales se fabrica son

calizas que proporcionan el CaO y arcillas y esquistos que proveen

el SiO2 y el Al2O3. Estos materiales se muelen, se mezclan, se

funden en hornos hasta obtener el llamado Clinker, y se enfrían y

se muelen de nuevo para lograr la finura requerida.” (NILSON,

2001, pág. 28)

Tipos de cemento Portland

Actualmente existen diferentes tipos de cemento que tienen como misión

satisfacer las diferentes necesidades que tiene la construcción. La ASTM y la

CSA proveen cinco tipos, ver Tabla N°2, y en la tabla Nº3 se tienen otros tipos de

cementos.

8

Tabla N° 2: Tipos de cemento portland según la ASTM 150-99ª

TIPO

(ASTM)

NOMBRE

(CSA) CARACTERÍSTICA USOS

I Normal

Normalmente empleado en

las obras Civiles, no tiene

propiedades especiales

concreto para

edificaciones, pavimentos,

puentes, alcantarillas,

tanques, reservorios, etc.

II Moderado

Se usa cuando los ataques

por sulfatos no son muy

fuertes, genera menos calor

de hidratación

Estructuras de masa

considerable: grandes

pilares, estribos

voluminosos, grandes

muros de contención.

III Altas resistencias

iniciales Resistencias iniciales altas.

Se usa cuando los

encofrados deben ser

retirados rápidamente

IV Bajo calor de hidratación

Endurecen lentamente en

especial en ambiente frío,

desarrolla resistencias a largo

plazo.

Se usa donde el calor de

hidratación debe ser

reducido al mínimo

V Resistentes a sulfatos Resistentes a aguas o suelos

con sulfatos

Concretos expuestos a

una severa acción de

sulfatos

Fuente: HORMIGÓN REFORZADO, Roberto Rochel Awad. Pág. 4

A los tres primeros tipos de cemento se los puede incorporar aire, para este caso

se le agrega el sufijo A. entre los cementos adicionados tenemos los que contienen

Escoria y Puzolana en la Tabla N° 3 podemos observar otros tipos de cementos

usados.

9

Tabla N° 3: Otros tipos de Cemento

Norma NOMBRE CARACTERÍSTICA USOS

ASTM

C175

Cemento Portland con

incorporación de aire

De tres tipo: IA, IIA, IIA,

contienen incorporadores de aire,

resistentes al congelamiento y

deshielos

Se usa cuando los

agregados contienen

elementos destructivos

al reaccionar con los

óxidos de sodio o

potasio del cemento

ASTM

C150 y

C175

Cemento portland

blanco

Es diferenciado por el cemento

gris por el color

Proyectos

arquitectónicos

ASTM

C595

Cemento portland

Puzolanico

Incluyen cuatro tipos IP, OP - A, P

, y P - A, el segundo y el cuarto

tienen incorporadores de aire

Se usa en grandes

estructuras hidráulicas

ASTM

C91 Cemento de Albañilería

Mezclados con aditivos

incorporadores de aire

Cemento de Escoria y

Cemento de alto horno

API

Estándar

A10

Cemento para Pozos de

Petróleo

Fraguado lento y resistente a altas

temperaturas

Se usa para sellar

pozos de petróleo


La finura del cemento influye de manera fundamental en la reacción con el agua,

mientras más fino es el cemento mayor es la superficie de las partículas, y el nivel

de endurecimiento es más grande.

Además el contenido de cemento en el hormigón tiene una influencia importante

en cuanto a sus propiedades se refiere, sobre todo en su resistencia a la

compresión mientras más contenido de cemento este tenga mayor será su

resistencia, (ver figura 1).

10

Figura Nº 1: Efecto del contenido de cemento en la resistencia del hormigón


8.3.2. Agua

El agua es un elemento importante dentro del hormigón que aporta fluidez a la

mezcla, hace que el hormigón en estado fresco sea más trabajable, y que al ser

juntado con el cemento forme un material adherente. Es importante regular el

volumen de agua debido a que una gran cantidad produce segregación de los

agregados, lo que significa una separación de los componentes; los agregados más

pesados pasarían a asentarse y el agua excedente saldría a la superficie alterando

la mezcla. En cambio una falta de agua en la mezcla del hormigón fresco provoca

una escasa fluidez y además se tiene como resultado un hormigón poroso.

(ROCHEL, 1998)

Figura Nº 2 : Efecto del contenido del agua en la resistencia del hormigón.


El agua que se use para fabricar un hormigón debe estar libre de impurezas,

materias orgánicas, es decir sustancias que puedan alterar el comportamiento del

11

hormigón o pueda ser corrosiva para el acero de refuerzo. Ciertas sustancia

químicas influyen de alguna manera en las propiedades del hormigón. (Tabla N°

4)

Tabla N° 4: Efectos de las impurezas del agua en el hormigón

Imp

ure

zas

Fra

gu

ado

En

du

reci

mie

nto

Efl

ore

scen

cia

Co

rro

sió

n

Ad

her

enci

a

Ex

pan

sió

n

Air

e in

clu

ido

Hid

rata

ció

n

pH X X - - - - - -

Sustancias

solubles X X X X X - - -

Sulfatos X X X X X X - -

Cloruro X X X X - - - -

Hidratos

de

Carbono

X X - - - - - -

Sustancias

orgánicas

solubles

en éter

X X - - - - X -

Fuente: Control de calidad del concreto, Jesús Osorio, p.15

8.3.3. Agregados

Los agregados ocupan la mayor parte en el hormigón, cumplen varias funciones

dentro de este entre las principales están: brindar resistencia en estado endurecido

del concreto, ser relleno, reducir los cambios en el volumen del hormigón en el

12

proceso de fraguado. Pueden ser de origen natural, o artificial mediante un

proceso de trituración de rocas que permiten obtener diferentes formas y tamaños

de partículas, cuyos límites están establecido por Normas.

Agregado fino: O arena, es el que pasa el tamiz #4. Es de gran importancia

que la arena que se utilice sea de buena calidad ya que se ha demostrado

que se obtiene un mejor hormigón, debe estar libre de sustancias

orgánicas. Arenas con un módulo de finura de 3.0 han dado mejores

resultados en cuanto a trabajabilidad y resistencia a la compresión. Las

arenas pueden ser finas, medias.

Agregado grueso. Conocido también como grava o ripio, retenido por el

tamiz #4. Los áridos gruesos presentan mejores propiedades de adherencia

con la pasta de cemento cuando son triturados, lo que les se dota de aristas,

los áridos con superficie redondeada tiene menor adherencia. Sin embargo,

los cantos rodados de río presentan generalmente una mejor resistencia

interna.

Los agregados que se utilizan en el hormigón deben cumplir con las

características físicas establecidas en la Norma técnica Ecuatoriana INEN 872, y

en la norma ASTM C33, donde se establecen los limites granulométricos.

Las características de los agregados son factores de consideración para la

dosificación del hormigón. Estas pueden ser: físicas y químicas.

“Granulometría es la distribución de los tamaños de las partículas de un agregado

tal como se determina por análisis de tamices” (Norma ASTM C 136).

Según la norma ASTM-C33 (INEN-696), el tamizado de los agregados finos se

debe realizar por la siguiente serie de mallas.

Tabla N° 5: Tamaño de tamices estándar ASTM C33

Tamaño de

tamiz

9,52mm 4,75mm 2,36mm 1,18mm 0,60mm 0,30mm 0,15 mm

3/8” No. 4 No. 8 No.16 No. 30 No. 50 No. 100

Porcentaje

que pasa 100 95 a 100 80 a 100 50 a 85 25 a 60 10 a 30 2 a 10

Fuente: apuntes de clases

13

El agregado fino que no es retenido en las mallas N° 50 (0.30mm), y N° 100 (1.15

mm), modifica la textura superficial, trabajabilidad y la segregación del hormigón.

El módulo de finura del agregado fino nos indica el tamaño medio de las

partículas del agregado, es un número adimensional y es directamente

proporcional a su tamaño es decir mientras mayor sea el tamaño de las partículas

mayor será el módulo de finura y viceversa.

Para el análisis granulométrico del agregado grueso los tamices estándar que se

usan son: 3”, 1.5”, ¾”, 3/8”, N°4, N°8, N°16, N°30, N°50, N°100.

El tamaño máximo del agregado es el tamiz o malla que deja pasar el 100% del

agregado. En Tabla N°6 se muestran los tamaños de la muestra para ensayo del

árido grueso.

Tabla N° 6: Tamaño de la muestra para ensayo del árido grueso

Tamaño nominal máximo, Aberturas

cuadradas (mm)

Tamaño de la muestra del ensayo

Mínimo (kg)

9,5 1

12,5 2

19,0 5

25,0 10

37,5 15

50,0 20

63,0 35

75,0 60

90,0 100

100,0 150

125,0 300

Fuente: Norma INEN 696

Densidad

La densidad de los agregados se define como el cociente de la división de la masa

entre volumen, es proporcional a la porosidad del material, lo que influye

directamente en la cantidad de agua que puede absorber un agregado. Existen

principalmente tres tipos de densidades de los agregados: densidad absoluta,

densidad nominal, densidad aparente.

14

En la práctica la densidad aparente de los agregados es importante en la

dosificación en volumen de la mezcla ya que con esta información ayuda a

elaborar hormigón en obra donde es muy difícil utilizar dosificaciones al peso.

El valor de la densidad depende fundamentalmente de la densidad de la roca de de

origen tomando un valor entre 2.3 t/m3, y 2.8 t/m3.

Las condiciones de humedad comprenden:

Saturado superficie seca (SSS): se produce cuando los poros internos del

agregado se encuentran llenos de agua pero la superficie se mantiene seca.

Saturado superficie húmeda (SSH): ocasionada cuando los agregados se

encuentran expuestos a condiciones que ocasionan que además de sus

poros su superficie se encuentre saturada con agua.

Un parámetro importante al momento de la elaboración de la mezcla de hormigón

es la cantidad de agua retenida en los agregados, con lo que se puede realizar la

corrección de la cantidad de agua, ya que el diseño se toma la consideración que

los agregados se encuentran saturados con la superficie seca es decir se

encuentran en estado SSS.

Forma

La forma de los agregados repercute en las propiedades del hormigón. El uso de

agregados de formas alargadas y planas da como resultado hormigones de baja

resistencia a la compresión, ya que tienden acomodarse horizontalmente

ocasionando que desciendan en la masa de hormigón y produciendo que el agua

de la mezcla suba y se evapore y por ende reduzca su resistencia.

8.4. Propiedades del Hormigón Fresco

El hormigón en estado fresco debe poseer características que faciliten su

colocación y el llenado adecuado de los espacios entre encofrados y armaduras.

De algunas de estas características dependen mucho las propiedades que tendrá el

hormigón ya endurecido, por lo que un análisis minucioso de las propiedades del

hormigón fresco es necesario y de ser el caso realizar correcciones que permitan

tener una mezcla adecuada.

15

Las propiedades del hormigón en estado fresco se determinan en base a

inspección visual o mediante ensayos, este conjunto de prácticas durante la

ejecución una obra se las conoce como control de calidad y son necesarias para

asegurar que el hormigón ya endurecido posea las propiedades de resistencia

requerida en los diseños estructurales.

2.4.1 Trabajabilidad

La trabajabilidad es una propiedad importante del hormigón en estado fresco y su

medida puede variar en el transcurso del tiempo después de finalizado el

mezclado. La trabajabilidad se puede definir como el esfuerzo necesario para

manipular el hormigón al momento de ser mezclado, transportado y colocado pero

sin que se produzca segregación del mismo, es decir a menor trabajo necesario

mayor trabajabilidad presenta el hormigón y viceversa.

Muchos factores son los que intervienen en la trabajabilidad, los cuales son: la

cantidad de agua, la cantidad de agregados, la graduación de los agregados, la

forma y textura de los agregados, la finura y tipo de cemento, tipo y cantidad de

aditivos, el tiempo y la temperatura.

Existen varios ensayos que nos permiten determinar qué tan trabajable es un

mezcla de hormigón, los cuales se encuentran normados en las siguientes pruebas:

Ensayo de asentamiento: ASTM-C143, ensayo de fluidez: ASTM C-124, Prueba

de remoldeo.

8.4.2. Cohesión

La cohesión es la propiedad que presenta el hormigón fresco y se define como el

nivel de unión que existe entre los agregados y la pasta de cemento, es lo contrario

de la segregación. Una mezcla plástica presenta una buena cohesión pero mezclas

con segregación muestran una mala cohesión.

8.4.3. Segregación

La segregación es la separación entre los agregados y la pasta de cemento. Las

razones pueden ser una excesiva cantidad de agua en la mezcla, una diferencia

muy grande en el tamaño de los agregados o por operaciones de manipuleo

16

transporte, colocación y compactación, esta última puede causar la segregación en

el hormigón aunque la mezcla sea plástica.

8.5. Propiedades del Hormigón Endurecido.

Para diseñar estructuras de hormigón es necesario conocer propiedades del

hormigón endurecido, entre las más importantes tenemos:

• Resistencia a la compresión

• Módulo de Elasticidad

• Resistencia a la Tracción

• Resistencia al Corte

• Flujo plástico

8.5.1. Resistencia a la Compresión

La resistencia a la compresión es la propiedad que indica la calidad del hormigón

fraguado. Esta resistencia se la obtiene ensayando cilindros de relación

altura/diámetro igual a 2, siguiendo las normas ASTM-C31 y C39.

Entre los factores que determinan la resistencia del hormigón a la compresión

tenemos el valor de la relación agua / cemento, mientras menor sea esta relación

mayor será la resistencia, es decir, que a mayor cantidad de cemento se obtiene

una mejor resistencia; la granulometría de los agregados (agregado bien graduado

mayor resistencia), además de aditivos.

17

Figura Nº 3 : Ensayo a la compresión de especímenes de hormigón

Fuente: http://tecnologiadelosplasticos.blogspot.com/2011/06/propiedades-mecanicas.html

“En cilindros con relación longitud/diámetro igual a 2 la falla suele

presentarse a través de planos inclinados, respecto a la dirección de

la carga; esta inclinación se debe a las restricciones que ofrecen las

placas de apoyo de la máquina a los movimientos laterales. Si se

engrasan los extremos del cilindro, para reducir las fricciones, las

grietas producidas son aproximadamente paralelas a la dirección de

la aplicación de la carga, es el tipo característico de la falla de los

hormigones de alta resistencia” (ROCHEL, 1998, pág. 14)

El problema para determinar la resistencia del hormigón surge cuando se necesita

conocer la resistencia a la compresión de n cilindros ensayados a los 28 días,

usualmente se toma un valor promedio de los ensayos de resistencia a la rotura a

los 28 días al que se lo conoce como resistencia media, pero este valor no es

representativo ya que no indica la dispersión de la serie, algunos autores han

optado por utilizar un valor de resistencia al que se le conoce como resistencia

característica.

Según (JIMENEZ MONTOYA, GARCIA MESEGUER, & MORÁN CABRÉ,

2000) la resistencia característica puede definirse como aquel valor que presenta

un rango de confianza del 95 por 100, es decir que existe una probabilidad de 0.95

de que se presenten valores individuales de resistencia más altos que la resistencia

característica del hormigón, que viene dada por la siguiente expresión.

18

Ecuación 1: Resistencia Característica del hormigón.

𝑓𝑐𝑘 = (1 − 1.64𝛿) (1)

Figura Nº 4 : definición de la resistencia característica Fck

Fuente: Hormigón Armado 14° edición Jiménez Montoya

Para determinar el coeficiente de variación de utilizan las siguientes expresiones:

:

Ecuación 2: Resistencia Promedio a la compresión

𝑓𝑐𝑚 =1

𝑛∑ 𝑓𝑐𝑖

𝑛

𝑖=1

(2)

Ecuación 3: Coeficiente de Variación

𝛿 = √1

𝑛∑ (

𝑓𝑐𝑖 − 𝑓𝑐𝑚

𝑓𝑐𝑚)

2𝑛

𝑖=1

(3)

Los valores del coeficiente de variación dependen de las condiciones de

elaboración del hormigón. Para hormigones elaborados en planta estos valores

oscilan entre 0.08 y 0.20, un valor mayor es propio de hormigones elaborados a

mano.

19

Por antonomasia la resistencia característica del hormigón se refiere a la

resistencia medida sobre probetas de 15x30cm y a una de 28 días, pero se puede

usar para otro tipo de probetas y edades ya que se refiere a una medida estadística.

8.5.2. Módulo De Elasticidad

Es una medida de rigidez que indica la resistencia del hormigón a la deformación,

se puede determinar por tres métodos: modulo tangente inicial, módulo secante y

módulo cuerda. El módulo por la secante es el más utilizado se determina con

esfuerzos equivalentes al de trabajo del hormigón, su valor es variable en cada

punto y es medido por la inclinación de la recta desde cualquier punto al origen.

Figura Nº 5 : Diagrama Esfuerzo deformación del Hormigón

Fuente: http://www.elconstructorcivil.com/

El módulo de elasticidad está en función de la resistencia del hormigón y por

efecto depende directamente de las propiedades de los áridos, del cemento, edad

del hormigón, la velocidad de las cargas, y de las dimensiones de los especímenes

a ensayar.

El ACI-318-14 en el capítulo 19.2.2 platea una ecuación para el determinar del

módulo de elasticidad en función de la resistencia y la misma ecuación se

encuentra por el NEC-SE-HM en el capítulo 3.3.3, que se indica a continuación:

Ecuación 4:Modulo de elasticidad según ACI 318-14

𝐸 = 4700√𝑓′𝑐

(4)

20

.

Dónde:

E: Módulo de elasticidad del hormigón.

f’c: Resistencia a la compresión del hormigón.

Pero esta ecuación no es aplicable en el Ecuador debido a la calidad de los

materiales, investigaciones realizadas determinan que de módulo de elasticidad se

obtiene con el uso de la siguiente ecuación:

Módulo de elasticidad del hormigón.

Ecuación 5: Modulo de elasticidad del hormigón usado para Ecuador

𝐸 = 13800√𝑓′𝑐

(5)

De esta ecuación podemos deducir que la resistencia a la compresión del

hormigón es directamente proporcional al valor del módulo de elasticidad.

Los hormigones en primera instancia presentan un comportamiento lineal o

elástico ante la presencia de cargas. Cuando las cargas se incrementan cambia su

comportamiento a no lineal y en el diagrama forma una curva (comportamiento

inelástico) por lo que no recupera su forma.

8.5.3. Resistencia a la Tracción

El hormigón tiene poca resistencia a la tracción por ser un material frágil, esta

resistencia oscila de un 10% a un 15% de la resistencia a la compresión, es por

esta razón que las varillas de acero en el hormigón armado absorben los esfuerzos

de tracción. El ensayo para determinar la resistencia a la tracción del hormigón se

denomina prueba de tracción directa y consiste en ensayar una pequeña muestra

de hormigón de sección rectangular y con los extremos ensanchados para la

sujeción en la máquina, que ejerce fuerzas de tracción que rompen la muestra en

la sección más débil, (ROMO PROAÑO, 2016). Para determinar el esfuerzo

máximo de tracción del hormigón se puede utilizar la siguiente ecuación:

21

Ecuación 6: Resistencia a la tracción del Hormigón en Kg/cm

(6)

8.5.4. Resistencia al Corte

La resistencia al corte del hormigón puede ser confundido con el de la resistencia

a la tracción del mismo, ya que las fuerzas de corte suelen convertirse en fuerzas

de traición que causan una falla diagonal en el elemento de hormigón. Para la

determinación de la resistencia al corte se realiza el ensayo de Corte Directo en el

que se somete al elemento a fuerzas paralelas pero de sentido contrario evadiendo

los esfuerzos de flexión.

Por esta razón, la resistencia del hormigón al corte de acuerdo a la recomendación

del ACI-318 se limita a la siguiente ecuación:

Ecuación 7: Resistencia al corte del hormigón

v = 0.2930 f c

(7)

8.5.5. Flujo Plástico

El flujo plástico o creep es la deformación del hormigón a largo plazo al estar

sometido a fuerzas como las compresiones uniaxiales, debido a estas fuerzas el

hormigón sufre grandes deformaciones que pueden ser varias veces mayores que

la deformación inicial estática, estas deformaciones tienen poco efecto en las

estructuras pero producen una redistribución de los esfuerzos en los demás

elementos ocasionando un incremento en las deflexiones. (VIADUD, 2012)

22

Figura Nº 6 : Variación de la deformación del concreto en el tiempo a un proceso de carga axial y descarga

Fuente: El creep en el concreto

8.6. Relación agua/cemento

Para formar la pasta cementante que es parte del cálculo de la dosificación del

concreto, se requiere de una cantidad determinada de cemento y de otra

determinada cantidad de agua, de esta relación depende directamente de la

resistencia a la compresión del hormigón que se requiera obtener, mientras mayor

sea la relación agua/cemento la resistencia a la compresión del hormigón decrece,

es así que para concretos de resistencia normal esta relación puede variar entre

0,40 y 0,60 y para hormigones de alta resistencia la relación puede llegar incluso

hasta 0,25.

8.7. Reacciones Expansivas del Hormigón

Uno de los principales problemas que ocasión la degradación del hormigón son

las reacciones expansivas de origen interno. Dependiendo del tipo de agregado

pueden ser: reacciones álcali-sílice, reacciones álcali-carbonato y ataque sulfúrico.

En los hormigones con áridos pétreos estas reacciones ocasionan una disminución

de la capacidad de flexión y tracción, la reducción del módulo de elasticidad y en

menor grado la reducción de la resistencia a la compresión (BRITO, Antonio, &

BARRETO, 2009). Además este tipo de reacciones ocasionan un incremente de

volumen en el hormigón que provocan fisuras en el mismo, volviendo vulnerable

al hormigón a ataques de agentes externos agresivos que incrementan la

susceptibilidad del acero a la corrosión.

23

8.7.1. Reacción Álcali Sílice

La reacción álcali sílice es la reacción más común en el hormigón, se origina

cuando los hidróxidos de sodio y potasio producto de la hidratación del cemento

portland, reaccionan con algunos minerales silíceos de los agregados formando un

gel que al absorber el agua incrementa su volumen. Anteriormente se creía que la

reacción era diferente dependiendo del grado de cristalización de la sílice pero se

demostró que la reacción es la misma y que sólo cambia su velocidad en función

de la cristalización de la sílice, entre más desordenada sea la cristalización más

rápido se produce la reacción. (SEGARRA FORADA, 2005)

Figura Nº 7: Etapas de la reacción álcali sílice

Fuente: Reacción Álcali – Sílice: El VIH del concreto.

En la presente investigación se estudia el comportamiento de las propiedades

mecánicas del hormigón con la inclusión de vidrio por lo que el estudio de estas

reacciones es importante ya que el vidrio está constituido en gran proporción por

sílice cristalizada amorfa.

El fenómeno de reacción álcali- sílice es producto de álcalis del cemento y

algunas formas de sílice. Se han logrado determinar algunos minerales que

ocasionan esta reacción como se puede ver en la tabla N°7.

Tabla N° 7: Minerales, Rocas y Materiales Sintéticos que pueden ser potencialmente Reactivos

con los Álcalis del Cemento

REACCIÓN ÁLCALI – SÍLICE REACCIÓN ÁLCALI - CARBONATO

Andesitas, Argollitas, Calcedonia, Ciertas

Calizas, Ciertas Dolomitas, Cristobalita,

Cuarcita, Cuarzosa, Dacitas, Esquitos, Filita,

Gneiss Granítico, ópalo, Pizarras Opalinas,

Pizarras Silíceas, Riolitas, Tridimita, Vidrió

Silíceos, Vidrio Sintético.

Calizas Dolomíticas, Dolomitas Calciticas,

Dolomitas de Grano Fino.

Fuente: Reacción Álcali – Sílice: El VIH del concreto.

24

Los tipos de minerales enumerados en la tabla N°7, en algunos casos pueden

ocasionar la reacción álcali - sílice cuando son usados como agregados en el

hormigón, y muchos de ellos son frecuentes hallarlos en la cordillera de los Andes

que atraviesa el Ecuador por lo que el riesgo de tener este tipo de reacciones es

alto (SEGARRA FORADA, 2005). Cabe destacar que para que la reacción

produzca expansiones y grietas en el hormigón debe existir sílice reactiva, álcalis

de sodio y potasio y además que se suministre agua de una fuente externa y

además que estas condiciones se mantengan por un tiempo considerable.

Si bien es cierto que se han realizado estudios sobre qué tipo de minerales y rocas

podrían llegar a ocasionar este tipo de reacciones, hasta la fecha no se cuenta con

un método que determine con exactitud si un agregado podría llegar a causar este

tipo de reacción. En el caso de que se necesite saber si un tipo de agregado puede

ocasionar este problema se puede recurrir a un análisis petrográfico, es decir,

determinar los minerales que componen el agregado y compararlo con los

mencionados en la tabla en caso que no se encuentre ninguno de estos minerales

se considera que el agregado es inocuo. De encontrar alguno de estos minerales se

puede realizar otros ensayos establecidos por la ASTM, para determinar la

peligrosidad de los agregados frente a esta reacción.

Aunque los ensayos normados por la ASTM para la determinación de la

susceptibilidad de un agregado para producir reacciones expansivas en el

hormigón, dan una idea para determinar si un agregado es apto o no para su uso

en el hormigón, es preferible contar con datos extraídos de la experiencia, ya que

este tipo de ensayos tratan de simular una reacción que lleva años en suceder en

poco tiempo, una práctica aceptada es recolectar datos de al menos 15 años de

uso de un determinado agregado para elaborar hormigón, registrando valores de

relaciones agua cemento y tipo de exposición al ambiente.

La reacción álcali sílice, es peligrosa porque puede llevar a producir fisuras en el

hormigón que terminen por correr el acero de refuerzo y ocasionar fallas

estructurales como se puede observar en la Figura N° 8, pero para que la reacción

llegue a ser tan peligrosa existen ciertas condiciones que deben cumplirse, si falta

25

una de estas condiciones simplemente la reacción no se completa, estas

condiciones son:

Suficiente cantidad de álcalis de sodio y potasio.

Humedad necesaria para producir la reacción.

Que los agregados sean reactivos con el álcali.

Y por último que todas estas condiciones se mantengan por suficiente tiempo para

producir la reacción.

Figura Nº 8 : Fisuras causadas por la reacción álcali sílice.

Fuente: www.hesspumice.com

Si se piensa en las maneras en las que se puede evitar la reacción álcali sílice, la

primera es determinar si el agregado es sensible a los álcalis con un análisis

petrográfico como ya se mencionó, la otra manera es reduciendo la cantidad de

álcalis en la pasta de cemento, para esto investigaciones realizadas en diferentes

países, llegan a la conclusión que lo mejor es la utilización de cemento tipo II, y

tipo IV, estos cementos ayudan a reducir la cantidad de álcalis en la pasta de

cemento.

8.8. El Vidrio Definición y Reseña Histórica.

El vidrio es un material que ha estado presente desde la prehistoria en la vida del

hombre, aunque no lo podía obtener artificialmente usaba la obsidiana que por sus

características le permitía elaborar armas y adornos (FERNANDEZ NAVARRO,

2003). Según la ASTM el vidrio es producto inorgánico de fusión, el cual se ha

enfriado hasta un estado rígido pero sin sufrir cristalización. Es un material de

gran dureza, frágil, transparente que permite el paso de la luz.

26

Aunque el mundo desconoce donde se inició con la fabricación del vidrio se cree

que este fue obtenido accidentalmente por la fusión de arena y sosa en un fuego

abierto.

Figura Nº 9: Caña de vidriero utilizada para soplar vidrio

Fuente: http://www.venicethefuture.com/

El vidrio no fue introducido en Europa sino hasta el año 200 D.C, cuando los

venecianos aprendieron de los romanos el arte tan bien que incluso los llegaron a

superar. En el año 1291, los vidrieros venecianos eran enviados a las isla de

Murano, ya que su perfección para la elaboración del vidrio los había llevado a

obtener un producto trasparente de gran pureza. El dominio de los venecianos en

la fabricación de vidrio duro hasta el siglo XVIII, cuando los alemanes

descubrieron nuevas técnicas para elaborar el vidrio obteniendo un producto de

gran transparencia y refinamiento, finalmente en el año de 1900 se construye el

primer horno de fusión que revoluciona completamente la forma de fabricar el

vidrio hasta como lo conocemos actualmente.

8.9. Propiedades del vidrio

Algunas de las principales propiedades del vidrio son:

Tiene una densidad que oscila alrededor de 2500 kg/m3

Posee una increíble dureza demostrado en el ensayo de Knoop, está en el

orden de los 470 Hk (1Hk=1kg/mm2)

Su coeficiente de dilatación lineal es de 8.72 x 10-6 (°C-1).

Su resistencia a la compresión es muy alta por encima de los 1000 MPa.

27

Módulo de elasticidad: determina a partir del alargamiento elástico de una

barra rectangular y tiene un valor de 70000 MPa.

Resistencia a la flexión: 45 MPa.

8.10. Proceso de Fabricación del Vidrio.

El proceso de fabricación industrial del vidrio se lleva a cabo en varias etapas,

comienza con el mezclado de la materia prima, arena, ceniza de soda o carbonato

de sodio (NaCO3), y vidrio reciclado para formar una mezcla homogénea, para

luego transportada hasta el horno, posteriormente viene el proceso de fusión,

formándose un fluido viscoso (sobre los 1000° C), luego pasa al proceso de

moldeo y finalmente se recose, figura N°10.

Figura Nº 10: Proceso de fabricación del vidrio.

Fuente: https://tecnoblogsanmartin.wordpress.com

Para el proceso de fusión existen dos tipos básicamente, los hornos de crisol y los

hornos de tanque. Los hornos de crisol son estructuras construidas con material

refractario, en este tipo de hornos el vidrio entra en contacto con el crisol, cada

crisol puede usarse unas 30 veces y producir hasta 20 toneladas de vidrio.

Para la producción a escala mayor se usan los hornos de tanque continuo, que

consisten en un tanque con capacidad de hasta 2000 toneladas, construido de un

material refractario, estos hornos además cuentan con sistemas que les ayuda

calentar el aire que ingresa a la cámara de combustible y así ayuda a reducir el

consumo de combustible.

28

Figura Nº 11: Los primeros fabricantes de vidrio.

Fuente: www.arsgravis.com

La fabricación de láminas planas de vidrio que se utilizan en la construcción,

como ventanas sigue un proceso más simple ya que luego de ser fundida la mezcla

pasa a través de rodillos que le dan la forma de lámina luego se enfría con agua.

8.11. Composición del Vidrio.

Según su composición entre los vidrios más utilizados podemos nombrar a los

siguientes:

Sódico cálcico,

De Plomo,

De Boro silicato,

De Sílice.

8.11.1. Vidrio Sódico Cálcico

Según López y Martínez este tipo de vidrio está formado por sílice (70-75 %),

sodio (12 -18%) y calcio (5-14 %). Es el más fácil de fundir y de trabajar, esta

clase de vidrio es el de uso común y se lo puede encontrar en los ventanales de las

edificaciones, la principal característica de este vidrio es que es incoloro es decir

transparente y además es económico.

8.11.2. Vidrio de Plomo

En este vidrio el plomo sustituye al óxido de calcio pero sin perder su

característica de transparencia. El plomo le proporciona al vidrio ciertas

propiedades adicionales como: mejor ductilidad, mayor poder de refracción y

http://www.arsgravis.com/?tag=china

29

dispersión, es un excelente aislante, absorbe los rayos ultravioletas y los rayos X.

Es un vidrio que logra cierta plasticidad a bajas temperaturas fácil de moldear y lo

que le hace un material ideal para fabricar objetos de decoración en vidrio.

8.11.3. Vidrio de Boro Silicato

Después de la sílice, su principal componente es el óxido de boro (5-20 %) (López

y Martínez, s/f). Este tipo de vidrio por su composición soporta altas temperaturas

y por esta razón se lo utiliza en la elaboración de instrumentos de cocina y de

laboratorio. Su elaboración es complicada debido a la dificultad que presenta a ser

moldeado.

8.11.4. Vidrio de Sílice

Formado con 96% de sílice es el más duro y el más difícil de trabajar, pues es

necesario emplear una costosa técnica al vacío para obtener un producto para usos

especiales, transmite energía radiante de ultravioleta y del infrarrojo con la menor

pérdida de energía. (López y Martínez, s/f).

Tiene una temperatura elevada de ablandamiento de 1500°C y además soporta

temperaturas de hasta 900°C, característica que lo vuelve ideal para fabricar

materiales de laboratorio que tengan que soportar cambios de temperatura.

8.12. Usos de vidrio en el Mercado Ecuatoriano.

Según una consultoría realizada por el Programa Nacional de Gestión Integral de

Desechos Sólidos del Ministerio de Ambiente se indica que en el Ecuador existe

variedad de vidrios disponibles en su mayoría de consumo y de uso industrial.

Este tipo de vidrio está propuesto para servir como envase de elementos sólidos o

líquidos, como es el caso de las botellas que contienen productos alimenticios,

medicinas, es decir, que están destinados a contener productos de consumo

humano. La Producción de Vidrio en el Ecuador está segmentada por dos

actividades principales, vidrio para envases de consumo como botellas, envases de

vidrio, envases de medicina, etc. y vidrio para uso Industrial en parabrisas,

laminados, línea blanca, etc. En lo que respecta al vidrio para envases de

consumo, según datos del Ministerio de Ambiente del Ecuador, MAE, para el año

2013 el mayor productor acaparando el 95% del mercado es la firma O-I Cridesa.

30

8.13. Reciclado de Vidrio en el Ecuador.

Según datos obtenidos del “Estudio para la inclusión de un circuito cerrado en la

cadena de valor del vidrio en Ecuador” del Ministerio del Ambiente (2014), el

Ecuador cuenta con una generación total de 11,3 millones de toneladas de

basura/día, de este 100% el 2,55% corresponde a vidrio.

CRIDESA es la empresa que procesa la mayor cantidad de vidrio reciclado en el

país aproximadamente el 95% de la producción de envases de vidrio para

consumo en el país son fabricados por esta empresa. Actualmente CRIDESA

procesa un total de 21350 toneladas de vidrio de casco o de recuperación de

botellas, 4270 toneladas de vidrio procedente del sector industrial y 59780

toneladas de materia prima. Estas cantidades son preocupantes para el Estado

Central y los Gobiernos locales ya que se recicla menos de la mitad de lo que se

produce por lo que esa diferencia de vidrio van a parar en rellenos sanitarios

ocupando volúmenes importantes.

CRIDESA (2014), menciona que “para el 2012 se logró reciclar un total de 2000

toneladas mensualmente y se proyecta que para el 2017 bajo el mismo esquema se

puedan procesar un total de 3500”.

En el mercado del vidrio llamado industrial la firma Fairis es la mayor

importadora que le da algún tipo de procesamiento al vidrio en el Ecuador. El

reciclado de vidrio en el Ecuador depende principalmente de dos factores

importantes: la vida útil del producto y disponibilidad de las plantas en función de

la materia prima. En lo que se refiere a la vida útil del producto si bien el vidrio

puede fundirse y utilizarse para la producción de otro producto, se debe tomar en

cuenta que la utilización está en función de la disponibilidad lo que define si es

pertinente su recuperación, por ejemplo el vidrio usado en la industria de la

construcción tiene un tiempo de vida indefinido, y para el caso del sector

automotriz tiene un tiempo de vida de 20 años. No se posee información acerca

como descartar estos tipos de vidrio incrementa la probabilidad que estas clases de

vidrio terminen en escombreras. En cuanto a la disponibilidad de las plantas, en el

Ecuador no existen plantas que permitan el procesamiento de estos tipos de

vidrios.

31

Se determina que en el DMQ se recolectan 47513 toneladas de residuos sólidos al

mes (dato al 2012), de los cuales 3,27% corresponden a vidrio. La institución

encargada de vidrio es el Ministerio de Medio Ambiente que mediante el

Programa Nacional de Gestión Integral de Desechos Sólidos busca darle al vidrio

un trato especial ya que es un material reutilizable.

La Secretaria del Ambiente del Distrito Metropolitano de Quito considera que se

deben realizar proyectos que se enfoquen en el reciclaje, re-uso y reducción de los

desechos de la ciudad, pero existen inconvenientes para implementación de estos

proyectos, como la visualización del reciclaje como un negocio por parte de las

instituciones gestoras, falta de respeto a los lineamientos impuestos por el

Municipio, ausencia de incentivos municipales para motivar a gestores en la

recolección de residuos sin mercado como en el caso del vidrio, y además no

existen políticas acerca del reciclaje de este producto.

8.14. El Vidrio Como agregado del Hormigón.

El vidrio reciclado triturado puede ser utilizado como un sustituto de agregado

fino en el hormigón, mientras que el vidrio finamente molido (polvo) tiene

propiedades puzolanas y se puede utilizar como un Tipo II (Puzolanico).

En nuestro medio no es común el uso de materiales alternativos para fabricar

concreto, por el desconocimiento de la nueva característica que pueda adquirir el

hormigón, sobre todo en su resistencia. Esto genera desconfianza al atreverse a

construir con materiales alternativos y que sobre todo sean reciclados, la falta de

investigación de usos de materiales no convencionales en el hormigón hace que

los usuarios opten por la construcción convencional.

El uso de vidrio de desecho como árido para hormigón se ha intentado hace

décadas, aquellos esfuerzos se vieron frustrados por el problema de la reacción

álcali-sílice, que no era entendida entonces, cuando se inició una investigación en

la Universidad de Columbia, se determinó que el vidrio como agregado podría

afectar a las propiedades mecánicas del hormigón. Por ejemplo, se sabe que la

resistencia del hormigón se controla típicamente por la fuerza de adhesión entre la

matriz de cemento y agregados, si el agregado natural con superficies

relativamente rugosas es reemplazado por partículas de vidrio trituradas con

32

superficies relativamente lisas, se esperaría una disminución en la fuerza y , en

particular, una reducción de ductilidad que ya era baja. Finalmente, se reconoció

desde el principio que un concreto con cristal es básicamente un material nuevo

que requiere el desarrollo de tecnologías apropiadas de producción, así como

respuestas a otras preguntas que necesitan ser abordadas por la investigación

básica (C. MEYER, 2001).

El problema de la reacción álcali-sílice no se limita al hormigón con agregados de

vidrio, puede ocurrir también en hormigón convencional, si (de acuerdo con la

definición del Comité ACI 116) el agregado contiene “ciertas rocas y minerales

silíceos, tales como el sílex opalino, cuarzo tensa, y ácida vidrio volcánico”. La

acumulación del gel producto de la reacción álcali-sílice provoca la expansión de

volumen y puede causar que el hormigón se agriete. Como se trata de un

problema a largo plazo, puede tardar años en manifestarse, es, en general, difícil

de predecir el potencial de reactividad de los áridos naturales.

“Si la reacción álcali-sílice en concreto regular está sujeta a esta incertidumbre, el

vidrio como agregado tiene la “ventaja” de ninguna incertidumbre en este sentido,

además, la química de vidrio de sosa-cal utilizada para envases de consumo

común es bastante simple en comparación con la de la mayoría de los agregados

naturales” (C. MEYER, 2001). Eso hace que el vidrio sea casi un agregado ideal

para estudiar el fenómeno de la reacción álcali-sílice y buscar métodos para evitar

o mitigar sus consecuencias.

Diversas investigaciones han demostrado que los agregados, de hecho, juegan un

papel importante en la determinación de la trabajabilidad, resistencia, estabilidad

dimensional, y durabilidad del concreto. La resistencia a la compresión de

hormigón con inclusión de vidrio varía con la resistencia a la compresión del

concreto original y con la relación agua-cemento del nuevo concreto. Cabe decir

que la ausencia de información generalizada acerca de los agregados alternativos

podría alterar las características del hormigón que se desea obtener, es por esto

que es necesario realizar más ensayos que den cuenta de las variaciones en las

propiedades de los agregados.

33

Algunos de los usos que se le ha dado al vidrio en la construcción de hormigón

tenemos:

En la construcción de vías, en reemplazo de arena de base ya que el vidrio

resulta un buen material como base para la vía.

El vidrio molido añadido a la mezcla de asfalto proporciona tenacidad,

aumentando su resistencia.

Como reemplazo de agregado fino o arena en la mezcla de hormigón, ya

que el vidrio triturado tiene características similares a la arena.

8.15. MARCO LEGAL

8.15.1. Normas Vigentes

Art. 386.- El sistema comprenderá programas, políticas, recursos, acciones, e

incorporará a instituciones del Estado, universidades y escuelas politécnicas,

institutos de investigación públicos y particulares, empresas públicas y privadas,

organismos no gubernamentales y personas naturales o jurídicas, en tanto realizan

actividades de investigación, desarrollo tecnológico, innovación y aquellas ligadas

a los saberes ancestrales.

En cuanto al Plan Nacional del Buen vivir el presente proyecto ayuda con el

cumplimiento de los objetivos estipulados en los siguientes puntos:

Objetivo 3: Mejorar la calidad de vida de la población

o 3.8. Propiciar condiciones adecuadas para el acceso a un hábitat

seguro e incluyente a. Garantizar el acceso libre.

o 3.10. Garantizar el acceso universal, permanente, sostenible y

con calidad a agua segura y a servicios básicos de saneamiento,

con pertinencia territorial, ambiental, social y cultural

o 3.11. Garantizar la preservación y protección integral del

patrimonio cultural y natural y de la ciudadanía ante las

amenazas y riesgos de origen natural o antrópico

34

En lo que se refiere a normas técnicas vigentes en el Ecuador tenemos las

siguientes:

Hormigón de cemento hidráulico. Determinación de la resistencia a la

compresión de especímenes cilíndricos de hormigón de cemento

hidráulico. NTE INEN 1573

Hormigón de cemento hidráulico. Elaboración y curado en obra de

especímenes para ensayo NTE INEN 1576

Hormigón de cemento. Determinación del asentamiento NTE INEN 1578

Hormigón de cemento hidráulico. Muestreo NTE INEN 1763

Hormigón. Definiciones y terminología nte inen 1762

Hormigón de cemento hidráulico. Moldes para elaborar cilindros de

hormigón verticales para ensayos. Requisitos NTE INEN 2662

Hormigón y áridos para elaborar hormigón. Terminología. NTE INEN 694

Áridos. Análisis granulométrico en los áridos, fino y grueso NTE INEN

696

Áridos. Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad

específica) y absorción del árido fino NTE INEN 856

Áridos. Determinación de la densidad, densidad relativa (gravedad

específica) y absorción del árido grueso NTE INEN 857

Áridos. Determinación de la masa unitaria (peso volumétrico) y el

porcentaje de vacíos NTE INEN 858

Áridos para hormigón. Determinación del contenido total de humedad

NTE INEN 862

Arena normalizada. Requisitos NTE INEN 873

ASTM C90 – 14 Standard Specification for Loadbearing Concrete

Masonry Units. American Society for Testing and Materials USA 2014.

ASTM C 129 – 14 Standard Specification for Non Loadbearing Concrete

Masonry Units. American Society for Testing and Materials USA

35

CAPITULO III: METODOLOGÍA

9.1. Selección de los Materiales de la Mina de Pifo, Provincia de

Pichincha.

Esta mina fue creada por la necesidad de un hormigón de calidad para la ejecución

de obras, que cumplen con las especificaciones señaladas en normas técnicas

internacionales y satisfacen plenamente otros requerimientos de la industria de la

construcción.

9.2. Ubicación y Características de la Mina.

Provincia: Pichincha

Cantón: Quito

Parroquia: Pifo, km 2 ½ de la Y de Sangolquí – Baeza vía Papallacta.

Altura: 2830 msnm

Superficie: 36 hectáreas aproximadamente

Reservas: sobre los 10 000 000 m3

Figura Nº 12: Ubicación de la mina de pifo

Fuente: www.googlearth.com

36

9.2.1. Características

La planta tiene un tiempo de reserva de 14 a 15 años de 500000 toneladas

mensuales, alcanzando una producción de 275 toneladas/hora sin mencionar que

existen más recursos pero que no tienen el permiso de explotación. El tipo de roca

que utilizan es el Basalto. De toda su producción el 50% es utilizado por la misma

empresa y el otro 50% es abierto a la venta. De acuerdo al mapa geológico del

Ecuador Pifo al encontrarse en el sector interandino, la Cangahua es su principal

material geológico, formada por fuentes de ceniza volcánica endurecida

relacionadas con las erupciones volcánicas a lo largo de la de los años.

9.2.2. Proceso de producción de los agregados

En el área de producción se lo realiza en dos partes: Macro proceso y Sub

proceso.

Los pasos a seguir son:

Extracción de la de materia prima.

Despojo perforación y voladuras.

Transporte y almacenamiento de materia prima.

Producción.

Trituración.

Trituración primaria y secundaria.

Trituración terciaria.

Lavado.

Almacenamiento y despacho.

Para los procesos de soporte: tenemos las revisiones tanto de

Mantenimiento de planta y de equipo mobiliario (cada 15 días

dependiendo del turno).

Control de la calidad de los agregados.

37

9.3. Propiedades Físicas de los Agregados

Para diseñar la mezcla de hormigón se necesitan determinar previamente las

propiedades físicas de los agregados mediante ensayos cuyos procedimientos se

encuentran normados por la Norma Internacional ASTM y en Ecuador por las

Normas INEN.

En la tabla N°8, se presentan todos los ensayos necesarios con sus respectivas

normas:

Tabla N° 8: Resumen de normas para ensayos en Agregados pétreos

ENSAYOS NORMAS

INEN ASTM

Abrasión INEN 0861 ASTM C – 131

Colorimetría INEN 0855 ASTM C - 40

Granulometría INEN 0696 ASTM C – 136

Peso específico y capacidad de

absorción

INEN 857, INEN

856

ASTM C - 128, ASTM C -

127

Peso unitario suelto y compactado INEN 0858 ASTM C – 29

Ensayos densidad óptima y máxima INEN 0858 ASTM C - 29

Contenido de humedad INEN 0862 ASTM C - 566

Elaborado por: Autores

9.3.1. Ensayo de Abrasión

La resistencia a la abrasión o desgaste de un material depende principalmente de

las características de la roca, este factor determina la dureza y durabilidad que

debe tener el hormigón ya convertido en elemento estructural.

El ensayo consiste en someter al agregado grueso a un roce con esferas de acero, y

se utiliza la Máquina de los Ángeles. Se coloca una cantidad de agregado grueso

junto a un número especificado de esferas de acero dentro de un tambor cilíndrico

de acero y finalmente se le proporciona un cierto número de revoluciones a la

máquina. La fricción entre las esferas y el material produce degradación del

agregado lo que se lo expresa en porcentaje midiendo su masa inicial y su masa

desgastada.

El ensayo se realizó conforme a la norma NTE INEN 0861:83 (ASTM C-131).

Los resultados de los ensayos se aprecian en las tablas de 9, 10 y 11.

38

Tabla N° 9: Resultado ensayo Nº 1, abrasión.

1 MASA INICIAL – g 5 100

2 RETENIDO EN EL TAMIZ No. 12 DESPUÉS DE 100 REVOLUCIONES 4 900

3 PERDIDA DESPUÉS DE 100 REVOLUCIONES – g 200

4 PERDIDA DESPUÉS DE 100 REVOLUCIONES - % 3.92


6 PERDIDA DESPUÉS DE 500 REVOLUCIONES – g 1 340


8 COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD (4/7) 0.15

Elaborado por: Los autores

Tabla N° 10: Resultado ensayo Nº 2, de abrasión.







7 PERDIDA DESPUÉS DE 500 REVOLUCIONES -

% 25.35

8 COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD 0.16


Tabla N° 11: Resultado ensayo Nº 3, de abrasión.







7 PERDIDA DESPUÉS DE 500 REVOLUCIONES -

% 26.63

8 COEFICIENTE DE UNIFORMIDAD 0.15


Resultados:

El porcentaje de desgaste de 26.08% que se obtuvo mediante los ensayos

realizados nos indica que el desgaste del agregado está dentro de la

39

recomendación que nos da la INEN 0861 y podría ser utilizado en la fabricación

de hormigón.

9.3.2. Ensayo de Colorimetría

Mediante el ensayo de colorimetría se determina el contenido de materia orgánica

en el agregado fino o arena ya que si se encuentra en grandes cantidades puede

interferir en las reacciones químicas de hidratación del cemento y causar

problemas en el proceso de fraguado del hormigón, es decir, este ensayo

determina la aceptabilidad del agregado fino que va a ser utilizado en el

hormigón.

Para determinar el contenido de materia orgánica se realiza la prueba de

colorimetría mediante el uso de hidróxido de sodio como nos indica la norma

ASTM C 40.

Para la determinar el color del líquido se utilizan cinco vidrios de color

normalizado, utilizando la siguiente escala.

Tabla N° 12: Escalas de colores

COLOR NUMERO DE LA

REFERENCIA ORGÁNICA

CRITERIO DE

ACEPTACIÓN

Transparente

Amarillo claro

Amarillo (patrón)

Café

Café oscuro

1

2

3

4

5

Aceptable

Aceptable

Aceptable

Realizar pruebas en

mortero según normas

INEN 872 (ASTM

C87) Fuente: El manual de Pepe Hormigón

40

Figura Nº 13: Ensayo de colorimetría


Resultado:

La muestra corresponde a una referencia orgánica 2, es decir de color amarillo

claro por lo que es aceptable para su uso en la fabricación del hormigón.

9.3.3. Ensayo de Granulometría

“Las partículas componentes de una muestra en condiciones secas y de masa

conocida son separadas por tamaño a través de una serie de tamices de aberturas

ordenadas en forma descendente” (Norma INEN 696).

Con el análisis granulométrico se obtiene el tamaño máximo y el módulo de

fineza del agregado, el cual afectan algunas características del hormigón tanto en

estado fresco y fraguado.

El módulo de fineza se determina suman los porcentajes del agregado retenido por

los tamices estándar y todo eso dividido para 100. Este parámetro es un indicativo

del grado de trabajabilidad y cantidad de agua usada en la mezcla de concreto,

además que indica o estima las proporciones de agregado tanto fino como grueso

que se vaya usar en la mezcla de concreto.

El tamaño máximo nominal del agregado es según la Norma INEN 694 “La

abertura más pequeña de tamiz a través de la cual se permite que pase la totalidad

del árido”, sin embargo el tamiz de tamaño nominal máximo puede retener de 5%

a 15% de material, lo cual es válido en la práctica.

41

Con el fin de obtener resultados confiables del módulo de finura y granulometría

de los agregados se realizaron 3 ensayos de cada uno los agregados, las tablas de

la 13 a la 18 contienen los resultados de los ensayos, mientras que las gráficas de

1 a la 6 contienen los resultados de los ensayos e granulometría.

AGREGADO GRUESO

TAMAÑO NOMINAL: ¾” a No.4

TAMAÑO: 67

Tabla N° 13: Resultado ensayo Nº 1, granulometría agregado grueso.

Masa inicial (g): 10100

TAMIZ RETENIDO % % LIMITES

PARCIAL ACUMULADO RETENIDO PASA ESPECIFICO.

2” 0 0 0.0 100.0

11/2” 0 0 0.0 100.0

1” 0 0 0.0 100.0 100

¾” 260 260 2.6 97.4 95 a 100

½” 3000 3260 32.3 67.7 -----

3/8” 2040 5300 52.5 47.5 20 a 55

No 4 3320 8620 85.3 14.7 0 a 10

No 8 1160 9780 96.8 3.2 0 a 5

No 16 120 9900 98.0 2.0

Bandeja 200 10100 100.0 0.0

MF: 6,4


M.F.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1"3/4"3/8"No.4No.8

% Q

UE

PA

SA

TAMIZ

CURVA GRANULOMETRICA

Grafica Nº 1 : Curva granulométrica agregado grueso Ensayo Nº 1.

42

Tabla N° 14: Resultado ensayo Nº 2, granulometría agregado grueso.




2” 0 0 0.0 100.0

11/2” 0 0 0.0 100.0

1” 0 0 0.0 100.0 100

¾” 257 257 2.5 97.5 95 a 100

½” 3125 3382 33.5 66.5 -----

3/8” 2067 5449 54.0 46.0 20 a 55

No 4 3298 8747 86.6 13.4 0 a 10

No 8 1155 9902 98.0 2.0 0 a 5

No 16 124 10026 99.3 0.7

Bandeja 236 10262 101.6 -1.6


MF : 6,4

Grafica Nº 2: Curva granulométrica agregado grueso ensayo Nº 2.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1"3/4"3/8"No.4No.8

% Q

UE

PA

SA

TAMIZ


43

Tabla N° 15: Resultados ensayo Nº 3, granulometría agregado grueso.




2” 0 0 0.0 100.0

11/2” 0 0 0.0 100.0

1” 0 0 0.0 100.0 100

¾” 278 278 2.8 97.2 95 a 100

½” 3325 3603 35.7 64.3 -----

3/8” 2165 5768 57.1 42.9 20 a 55

No 4 3356 9124 90.3 9.7 0 a 10

No 8 1168 10292 101.9 -1.9 0 a 5

No 16 136 10428 103.2 -3.2

Bandeja 265 10693 105.9 -5.9


MF : 6,6

Grafica Nº 3: Curva granulométrica agregado grueso ensayo Nº 3.


Resultados:

Módulo de fineza agregado grueso: 6,5

El agregado grueso para todos los ensayos cumple con los límites planteados por

la ASTM, es decir, es un material recomendable para utilizarlo en la fabricación

de hormigón.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1"3/4"3/8"No.4No.8

% Q

UE

PA

SA

TAMIZ


44

AGREGADO FINO

Tabla N° 16: Resultado ensayo Nº 1, granulometría agregado fino.



3/8” 0.00 0.00 0.0 100.0 100

No. 4 128.90 128.90 8.3 91.7 95 – 100

No. 8 239.50 368.40 23.7 76.3 80 – 100

No. 16 270.10 638.50 41.1 58.9 50 – 85

No. 30 246.60 885.10 56.9 43.1 25 – 60

No. 50 216.60 1101.70 70.9 29.1 10 – 30

No. 100 189.90 1291.60 83.1 16.9 2 – 10

No. 200 0.00 1291.60 83.1 16.9 0 – 5

BANDEJA 262.90 1554.50 100.0 0.0


MF: 2,8

Grafica Nº 4. Curva granulométrica agregado fino ensayo Nº 1.


0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3/8"No. 4No. 8No. 16No. 30No. 50No. 100No. 200

% Q

UE

PA

SA

TAMIZ


45

Tabla N° 17: Resultado ensayo Nº 2, de granulometría agregado fino.



3/8” 0.00 0.00 0.0 100.0 100

No. 4 132.50 132.50 8.5 91.5 95 – 100

No. 8 237.80 370.30 23.7 76.3 80 – 100

No. 16 265.45 635.75 40.7 59.3 50 – 85

No. 30 251.36 887.11 56.8 43.2 25 – 60

No. 50 219.56 1106.67 70.9 29.1 10 – 30

No. 100 195.63 1302.30 83.4 16.6 2 – 10

No. 200 0.00 1302.30 83.4 16.6 0 – 5

BANDEJA 258.70 1561.00 100.0 0.0


MF : 2,84 Grafica Nº 5: Curva granulométrica agregado fino ensayo Nº 2.


Módulo de finura 2.8

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3/8"No. 4No. 8No. 16No. 30No. 50No. 100No. 200

% Q

UE

PA

SA

TAMIZ


46

Tabla N° 18: resultado ensayo Nº 3, de granulometría agregado fino.



3/8” 0.00 0.00 0.0 100.0 100

No. 4 147.56 147.56 9.0 91.0 95 – 100

No. 8 251.69 399.25 24.3 75.7 80 – 100

No. 16 276.34 675.59 41.1 58.9 50 – 85

No. 30 258.26 933.85 56.8 43.2 25 – 60

No. 50 232.15 1166.00 70.9 29.1 10 – 30

No. 100 198.56 1364.56 83.0 17.0 2 – 10

No. 200 0.00 1364.56 83.0 17.0 0 – 5

BANDEJA 279.25 1643.81 100.0 0.0


MF : 2,85 Grafica Nº 6: Curva granulométrica agregado fino ensayo Nº 3.


Resultados:

Módulo de finura agregado fino: 2,83

La curva granulométrica indica que el agregado fino en mayor parte cumple con

los límites establecidos por la norma, tiene un ligero exceso de finos y gruesos. El

módulo entre los límites permitidos, ya que un módulo de finura inferior a 2,7 se

considera perjudicial ya que requieren mayor cantidad de pasta, y por lo tanto esta

arena es un material apto para la elaboración del hormigón.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

3/8"No. 4No. 8No. 16No. 30No. 50No. 100No. 200

% Q

UE

PA

SA

TAMIZ


47

9.3.4. Ensayo de Densidad Aparente

La densidad se define como la relación de la masa para el volumen de un material,

pero la densidad de los agregados puede variar en función del grado de

compactación que tengan, un agregado en estado suelto ocupa un volumen mayor

porque entre sus partículas existen vacíos y por ende su peso será menor, al

calcular la densidad se encuentra con un valor menor que para el mismo agregado

pero esta vez eliminado los vacíos existentes, esto ocasiona que la masa se

incremente aumentando así la densidad del agregado. Para el diseño de mezclas de

hormigón es necesario obtener datos de la densidad suelta y compactada de los

agregados. Los ensayos se realizaron siguiendo la NORMA: ASTM C – 29 (NTE

INEN 0858:83).

Tabla N° 19: Resultado ensayo Nº 1, densidad aparente suelta ripio.

DENSIDAD APARENTE SUELTA

Masa del recipiente vacío 2600 g

Volumen del recipiente vacío 5406 cm³

Masa del ripio suelto + recipiente

Primera muestra 10340 g

Segunda muestra 10140 g

Tercera muestra 10220 g

Promedio 10233.33 g

Densidad aparente suelta del ripio 1.41 g/cm³


Tabla N° 20: Resultado ensayo Nº 1, de densidad Aparente compactada ripio.

DENSIDAD APARENTE COMPACTADA

Masa del recipiente vacío 2600.00 g

Volumen del recipiente vacío 5406.00 cm³





Promedio 11206.67 g

Densidad aparente compactada del

ripio 1.59 g/cm³


48

Tabla N° 21: Resultados ensayo Nº 2, densidad aparente suelta ripio.

ENSAYO: 02 DENSIDAD APARENTE SUELTA







Promedio 10253.33 g



Tabla N° 22: Resultado ensayo Nº 2, densidad aparente compactada ripio.








Promedio 11200.00 g


ripio 1.59 g/cm³


Tabla N° 23: Resultado de ensayo Nº 3, densidad aparente suelta ripio.

AGREGADO GRUESO (RIPIO)








Promedio 10230.00 g



49

Tabla N° 24: Resultados ensayo Nº 3, densidad aparente compactada ripio.


Masa del recipiente vació 2600 g






Promedio 11206.67 g


ripio 1.59 g/cm³


Tabla N° 25: Resultado ensayo Nº 1, densidad aparente suelta arena.





Primera muestra 2909.30 g

Segunda muestra 2899.50 g

Tercera muestra 2886.30 g

Promedio 2898.37 g

Densidad aparente suelta de la

arena 1.63 g/cm³


Tabla N° 26: Resultados ensayo Nº 1, densidad aparente arena compactada.








Promedio 3080 g

Densidad aparente compactada de

la arena 1.82 g/cm³


50









Promedio 2863.07 g


arena 1.60 g/cm³


Tabla N° 28: Resultado ensayo Nº 2, densidad aparente compactada arena

AGREGADO FINO (ARENA)








Promedio 3082 g

Densidad aparente compactada

de la arena 1.82 g/cm³











Promedio 2872.83 g


arena 1.61 g/cm³


51

Tabla N° 30: Resultado ensayo Nº 3, densidad aparente compactada arena.









Promedio 3083 g

Densidad aparente compactada de

la arena 1.83 g/cm³


Resultados:

Promedio densidad aparente suelta agregado grueso: 1,41 g/cm3

Promedio densidad aparente compactada agregado grueso: 1,59 g/cm3

Promedio densidad aparente suelta agregado fino: 1,61 g/cm3

Promedio densidad aparente suelta agregado fino: 1,82 g/cm3

Mediante el ensayo se determinó que la densidad aparente compactada para cada

tipo de agregado es mayor que la densidad suelta, ya que en la compactada se

eliminó los vacíos existentes. Esta densidad se utiliza para el cálculo de la mezcla

ya que se determina que tan denso es el agregado compactado.

9.3.5. Ensayo de Densidad SSS

El peso específico en estado SSS es la relación entre el peso y el volumen del

agregado. Para medir el peso y el volumen del material este debe encontrarse en

un estado de saturación de agua pero con superficie seca, SSS.

Para la realización de dicho ensayo se utilizó la Norma ASTM C127 para la arena

y ASTM 128 para el ripio.

52

Tabla N° 31: Resultado ensayo Nº 1, peso específico agregado grueso.

ENSAYO DE PESO ESPECIFICO DE AGREGADO GRUESO

ASTM C 128 (NTE INEN 857)

PESO

ESPECIFICO

PESO ESPECIFICO

1 MASA DEL RECIPIENTE + RIPIO EN SSS ( g ) 2103.40

2 MASA DEL RECIPIENTE ( g ) 195.60

3 MASA DEL RIPIO EN SSS ( g ) 1907.80

4 MASA DE LA CANASTILLA SUMERGIDA EN AGUA ( g ) 710.10

5 MASA DE LA CANASTILLA + RIPIO SUMERGIDA EN AGUA ( g ) 1894.60

6 MASA DEL RIPIO EN AGUA ( g ) 1184.50

7 VOLUMEN DESALOJADO ( cm3 ) 723.30

8 PESO ESPECIFICO ( g/cm3 ) 2.64


Tabla N° 32: Resultado ensayo Nº 1, peso específico agregado fino.

ENSAYOS DE PESO ESPECIFICO DE AGREGADO FINO


PESO

ESPECIFICO

PESO ESPECIFICO

1 MASA DE PICNÓMETRO + ARENA SSS ( g ) 633.60

2 MASA DE PICNÓMETRO ( g) 140.40

3 MASA DE ARENA EN SSS ( g ) 493.20

4 MASA DE PICNÓMETRO CALIBRADO ( g) 638.70

5 MASA DE PICNÓMETRO + ARENA SSS + AGUA ( g ) 935.10

6 VOLUMEN DESALOJADO ( g ) 196.80






PESO

ESPECIFICO

PESO ESPECIFICO





5 MASA DE LA CANASTILLA + RIPIO SUMERGIDA EN AGUA ( g ) 1781.10





53




PESO

ESPECIFICO

PESO ESPECIFICO












PESO

ESPECIFICO

PESO ESPECIFICO





5

MASA DE LA CANASTILLA + RIPIO SUMERGIDA EN

AGUA ( g ) 1890.60








PESO

ESPECIFICO

PESO ESPECIFICO









Resultados:

Promedio densidad SSS agregado grueso: 2,64 g/cm3

Promedio densidad SSS agregado fino: 1,53 g/cm3

54

La densidad en SSS de los agregados es un dato necesario para realizar el diseño

de la mezcla de hormigón, ya que es la medida que considera al agregado en

estado saturado.

9.3.6. Ensayo de Densidad Óptima

El ensayo de densidad máxima de los agregados se realiza mediante la norma

ASTM C29 (NTE INEN 0858:83).

La densidad óptima es un dato es importante para el diseño de la mezcla ya que

con esto se determina la proporción de agregado fino y grueso para obtener un

hormigón con la menor cantidad de vacíos. La densidad óptima se la obtiene

gráficamente del diagrama de densidad vs proporción de agregado fino y grueso,

es el valor de la densidad máxima al cual debemos reducir un 4%.

El procedimiento es bastante simple consiste llenar un recipiente de masa y

volumen establecido de características descritas en la norma antes mencionada,

con agregado grueso que posteriormente es pesado para luego por mediante la

relación masa sobre volumen obtener el valor de la densidad. Posteriormente se

añade una masa de arena conocida en una proporción del 10% y se repite el

proceso anterior, así sucesivamente se va incrementando la cantidad de arena en

proporciones uniformes hasta obtener una curva donde se aprecia la variación de

la densidad respecto a las proporciones mezcladas de ripio y arena, los resultados

se observan en las tablas N° 37, 38, 39, las gráficas N° 1, 2, 3, indican la densidad

óptima.

55

Tabla N° 37: Resultados ensayo Nº 1, densidad máxima.

Masa del recipiente 2.6 Kg

Volumen del Recipiente 5406.42 cm3

RIPIO ARENA RIPIO ARENA AÑADIR

MEZCLA

MASA RECIP.

+ MEZCLA

MASA DE

LA

MEZCLA

DENSIDAD

APARENTE

100 0 20 0 0 10.84 10.96 8.3 1.54

90 10 20 2.22 2.22 11.74 11.64 9.09 1.68

80 20 20 5 2.78 12.2 12.5 9.75 1.80

75 25 20 6.67 1.67 12.6 12.68 10.04 1.86

70 30 20 8.57 1.9 12.76 12.8 10.18 1.88

65 35 20 10.77 2.2 13.06 13.04 10.45 1.93

60 40 20 13.33 2.56 13.1 13.12 10.51 1.94

55 45 20 16.36 3.03 13.06 13.12 10.49 1.94

50 50 20 20 3.64 13.14 13.14 10.54 1.95

45 55 20 24.44 4.44 13.1 13.1 10.5 1.94

40 60 20 30.00 5.56 12.58 13.04 10.21 1.89


Grafica Nº 7: Curva densidad máxima Ensayo Nº 1.


1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

1.75

1.8

1.85

1.9

1.95

2

40 50 60 70 80 90 100

DEN

SID

AD

AP

AR

ENTE

CO

MP

AC

TAD

A G

r/C

m3

60 50 40 30 20 10 %ARENA%RIPIO

4%

δmax=1.9

δop=1.94

56

Tabla N° 38: Resultado ensayo Nº 2, densidad máxima.

Masa del

recipiente 2.6 Kg



MEZCLA

MASA

RECIP. +

MEZCLA

MASA DE

LA

MEZCLA

DENSIDA

D

APARENT

E

100 0 20 0 0 10.87 10.93 8.3 1.54

90 10 20 2.22 2.22 11.68 11.75 9.115 1.69

80 20 20 5 2.78 12.68 12.48 9.98 1.85

75 25 20 6.67 1.67 12.7 12.65 10.075 1.86

70 30 20 8.57 1.9 12.91 12.89 10.3 1.91

65 35 20 10.77 2.2 13.01 13.07 10.44 1.93

60 40 20 13.33 2.56 12.98 13.14 10.46 1.93

55 45 20 16.36 3.03 13.14 13.21 10.575 1.96

50 50 20 20 3.64 13.24 13.28 10.66 1.97

45 55 20 24.44 4.44 13.32 13.16 10.64 1.97

40 60 20 30.00 5.56 12.65 13.02 10.235 1.89


Grafica Nº 8: Curva densidad máxima ensayo Nº 2.


1.5

1.6

1.7

1.8

1.9

2

2.1

40 50 60 70 80 90 100

DEN

SID

AD

AP

AR

ENTE

CO

MP

AC

TAD

A G

r/C

m3

60 50 40 30 20 10 %ARENA%RIPIO

4%

δmax=1.97 δop=1.9

57

Tabla N° 39: Resultado ensayo Nº 3, densidad máxima.

Masa del recipiente 2.6 Kg



MEZCLA

MASA RECIP. +

MEZCLA

MASA

DE LA

MEZCLA

DENSIDAD

APARENTE

100 0 20 0 0 10.79 10.85 8.22 1.52

90 10 20 2.22 2.22 11.45 11.62 8.935 1.65

80 20 20 5 2.78 12.53 12.45 9.89 1.83

75 25 20 6.67 1.67 12.63 12.58 10.005 1.85

70 30 20 8.57 1.9 12.79 12.78 10.185 1.88

65 35 20 10.77 2.2 12.82 12.91 10.265 1.90

60 40 20 13.33 2.56 12.91 12.92 10.315 1.91

55 45 20 16.36 3.03 13.01 13.05 10.43 1.93

50 50 20 20 3.64 13.1 13.12 10.51 1.94

45 55 20 24.44 4.44 13.21 13.17 10.59 1.96

40 60 20 30.00 5.56 13.22 13.19 10.605 1.96


Grafica Nº 9: Curva densidad máxima ensayo Nº 3.


1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

1.75

1.8

1.85

1.9

1.95

2

40 50 60 70 80 90 100

DEN

SID

AD

AP

AR

ENTE

CO

MP

AC

TAD

A G

r/C

m3

60 50 40 30 20 10 %ARENA%RIPIO

4%

δmax=1.96δop=1.94

58

Resultados:

Promedio densidad máxima de los agregados: 1,96 g/cm3

Promedio densidad óptima de los agregados: 1,94 g/cm3 (obtenido del gráfico).

Para este caso nos dio como resultados los porcentajes de densidad óptima: 46%

de arena y 54 % ripio, datos que nos ayudan a diseñar la mezcla. Estos porcentajes

de acuerdo al ensayo son los más óptimos de agregado fino y grueso que se debe

colocar en la mezcla.

9.3.7. Ensayo de Contenido de Humedad

La cantidad de agua en una mezcla proporciona al concreto en estado fresco o

endurecido ciertas características. Un exceso como el caso de un agregado

saturado con superficie mojada, o una falta de agua en el agregado puede causar

alteraciones en la consistencia, trabajabilidad y hasta en la resistencia del

hormigón. El contenido de humedad es la cantidad de agua retenida por la

partícula. Depende de las condiciones ambientales en las que se haya almacenado

el material.

Para un reajuste de la cantidad de agua necesaria en una mezcla de hormigón se

necesita conocer en qué estado de humedad se encuentra el agregado que va ser

utilizado para adicionar o restar agua del diseño inicial calculado.

Para conocer el contenido de humedad del agregado tanto fino como grueso se

realiza el ensayo según la norma ASTM C-566 (NTE INEN 0862:2011), que

consiste en calcular el contenido de humedad expresado en porcentaje, mediante

los pesos del agregado en estado natural y el peso del agregado secado al horno a

una temperatura de 270 °F.

Resultados ensayos Nº1 contenido de humedad agregado fino y grueso.

59

Tabla N° 40: Resultado ensayo Nº 1, contenido de humedad agregado grueso

CONTENIDO DE HUMEDAD

1

MASA DE RIPIO +

RECIPIENTE ( g ) 1975.30

2 MASA DE RIPIO SECO + RECIPIENTE ( g ) 1974.10

3 MASA DE RECIPIENTE ( g ) 181.80

4 MASA DE AGUA ( g ) 1.20

5 MASA DE RIPIO ( g ) 1793.50

6 MASA DE RIPIO SECO ( g ) 1792.30

7 CONTENIDO DE HUMEDAD 0.07


Tabla N° 41: Resultado ensayo Nº 1, contenido de humedad agregado fino.


1 MASA DE ARENA ( g ) + RECIPIENTE ( g ) 1134.00

2 MASA DE ARENA SECA + RECIPIENTE ( g ) 1130.40



5 MASA DE ARENA 1006.30

6 MASA DE ARENA SECA ( g ) 1002.70



Resultados ensayos Nº 2, contenido de humedad agregado fino y grueso.

Tabla N° 42: Resultado ensayo Nº 2, contenido de humedad agregado grueso.


1 MASA DE RIPIO + RECIPIENTE ( g ) 1965.40








60

Tabla N° 43: Resultados ensayo Nº 2, contenido de humedad agregado fino










Resultados ensayos Nº 3, contenido de humedad agregado fino y grueso.

Tabla N° 44: Resultado ensayo Nº 3, contenido de humedad agregado grueso.


1 MASA DE RIPIO + RECIPIENTE ( g ) 1980.00








Tabla N° 45: Resultado ensayo Nº 3, contenido de humedad agregado fino










Resultados:

Promedio contenido de humedad agregado grueso: 0,07

Promedio contenido de humedad agregado fino: 0,36

61

El contenido de humedad tanto del ripio como de la arena dio un resultado bajo,

ya que los agregados estaban almacenados en un ambiente seco. Este dato ayuda

para realizar la corrección de humedad en la mezcla.

9.3.8. Ensayo de capacidad de absorción

La capacidad de absorción de los agregados se define como la cantidad de agua

que un agregado necesita para saturar completamente todos sus poros, pero

manteniendo su superficie seca. Se determina mediante la relación de la cantidad

de agua absorbida por los poros del agregado para el peso seco del agregado, para

es necesario previamente sumergir una cierta cantidad de agregado en agua por un

periodo de 24 horas luego del cual se debe secar la superficie del agregado

exponiéndolo al sol si es fino, o secándolo con una franela si es grueso. Una vez

que se tiene el agregado con la superficie completamente seca, la muestra es

llevada al horno donde se la debe dejar por 24 horas a una temperatura de 110°C.

Pasado el tiempo de secado en el horno se procede a determinar la masa seca del

agregado y la masa del agua desalojada se obtendrá por diferencia entre la masa

inicial saturada y la masa final secada en el horno, el resultado se expresa en

porcentaje.

El dato de la capacidad de absorción se utiliza para realizar la corrección por

humedad de la mezcla ya que si el material tiende a absorber mucha agua esto

impide que se tenga suficiente agua para el amasado produciendo una mezcla

poco trabajable.

En las tablas de la N° 46 a la 51, se tiene los resultados de capacidad de absorción.

Tabla N° 46: Resultado ensayo Nº 1, capacidad de absorción agregado grueso

1 MASA DE RIPIO EN SSS + RECIPIENTE ( g ) 2388.00





6 CAPACIDAD DE ABSORCIÓN ( % ) 2.00


62

Tabla N° 47: Resultado ensayo Nº 1, capacidad de absorción agregado fino.

CAPACIDAD DE ABSORCIÓN

1 MASA DE ARENA EN SSS ( g ) + RECIPIENTE ( g ) 389.70







Tabla N° 48: resultado ensayo Nº 2, capacidad de absorción agregado grueso.







6 CAPACIDAD DE ABSORCIÓN ( %) 2.03


Tabla N° 49: Resultado ensayo Nª 2, capacidad de absorción agregado fino.









Tabla N° 50: Resultado ensayo Nº 3, capacidad de absorción agregado grueso.







6 CAPACIDAD DE ABSORCIÓN ( %

) 2.04


63

Tabla N° 51: Resultado ensayo Nº 3, capacidad de absorción agregado fino.









Resultados:

Promedio capacidad de absorción agregado grueso: 2,02

Promedio capacidad de absorción agregado fino: 3,80

La capacidad de absorción que presentaron los agregados es un dato importante

para realizar la corrección de agua al final del diseño de la mezcla.

9.4. Cemento Puzolánico Selvalegre Tipo IP

Este Cemento está diseñado para fabricar hormigones durables y de alta

resistencia en general. (Cemento Selvalegre, 2015)

Características del Cemento Selva Alegre según su ficha técnica:

Permite alcanzar las resistencias a la compresión requeridas a todas las

edades.

En condiciones normales se pueden obtener resistencias a la compresión

entre 35 y 50 MPa.

Posee un progresivo crecimiento de las resistencias aún después de los 28

días de edad, pudiendo alcanzar hasta un 20% más a los 90 días.

Su formulación responde a las prestaciones exigidas por las edificaciones

modernas. Cemento de uso general, experto para obras especializadas que

requieren hormigones resistentes. (Cemento Selvalegre, 2015)

Casas

Edificios

Puentes

64

Carreteras

Viaductos

Túneles

Represas

Canales de riego

Obras marítimas y portuarias

Sostenimiento de taludes

9.4.1. Determinación de la Densidad del Cemento Selvalegre.

Un método para determinar la densidad del cemento es el que utiliza el frasco

volumétrico de Le Chatelier, que sigue la Norma ASTM - C188 (NTE INEN –

156). El frasco debe tener la forma y las dimensiones mostradas en la figura N°

14.

Figura Nº 14: Frasco de Le Chatelier

Fuente: http://bp0.blogger.com

http://bp0.blogger.com/_2YLyooR18gY/RxOvXVO2UlI/AAAAAAAAAIk/v06UGyWvU_U/s1600-h/fotograf%C3%83%C2%ADa78.jpg

65

Tabla N° 52: Resultado ensayo Nº 1, Densidad del cemento método Le Chantelier

DESCRIPCIÓN UNIDADES VALOR

Lectura inicial frasco + gasolina ml 0,6

Masa frasco + gasolina gr 315,2

Lectura final frasco + cemento + gasolina ml 22

Masa frasco + cemento + gasolina gr 377,6

Masa del cemento gr 62,4

Volumen del cemento 𝑐𝑚3 21,4

Densidad del cemento gr/𝑐𝑚3 2,92








Masa del cemento gr 63










Masa del cemento gr 63




66

9.5. Proceso de adquisición del vidrio para la investigación

Este proyecto enfoca como se puede aprovecharse el reciclaje del vidrio ya que

este material no pierde sus propiedades en el proceso de reciclaje y no existe

límite en el número de veces que lo podemos reutilizar, por estas bondades se

trata de utilizar en el área de la construcción, específicamente en hormigón.

La forma como se recolectó el vidrio fue a través de vidrierías de la ciudad de

Quito que diariamente desechan retazos de vidrio sobrantes del trabajo diario. Se

informó a cada propietario el fin que tenía la recolección de este producto y así

supieron manifestar su apoyo entregando el vidrio que iba a ser desechado.

Además también se recolectaron botellas de vidrio. Se lograron recolectar

aproximadamente 100 kg de vidrio, que fue transportados hacia un lugar seguro y

libre de impurezas, donde posteriormente se trituró y tamizó.

9.6. Fabricación de un molino de vidrio

Para poder triturar el vidrio reciclado fue necesario construir un molino, el cual

está basado en el principio de los molinos de bolas muy utilizados en la trituración

de los materiales para la elaboración del cemento. El molino básicamente está

compuesto de un tambor de acero de 40 cm de diámetro y 50 cm de longitud,

atravesado por un eje el cual va montado en los extremos con rodamientos sobre

una estructura metálica que permite la rotación de la misma. El tambor tiene un

hueco cuadrado con área suficiente para que se introduzca el material que una vez

introducido es sellado con una tapa de acero que se fija mediante pernos, en uno

de los extremos del eje se tiene una palanca de 30 cm de largo la que se debe girar

para empezar con la trituración del material, en la figura N° 15 se puede apreciar a

la máquina.

67

Figura Nº 15: Máquina Trituradora.

Fuente: Autores

Para que el triturado se produzca es necesario introducir en el tambor además del

material esferas de acero de diferente diámetro y masa, las esferas usadas tienen

las siguientes características:

2 esferas de 5.5kg, y 11cm de diámetro.

5 esferas de 3kg, y 9 cm de diámetro.

10 esferas de 0,11kg, y 3cm de diámetro.

1 cilindro de 0.33Kg y 3cm de diámetro y 6cm de alto.

Figura Nº 16: Esferas deacero.

Fuente: Autores

68

9.6.1. Proceso de trituración del vidrio

Para el proceso de trituración del vidrio se deben tomar las medidas necesarias de

seguridad como es: la utilización de guantes, mascarilla, gafas y un mandil, para

posteriormente seguir el procedimiento a continuación:

Limpiar en lo que sea posible al vidrio con mucho cuidado.

Tomar cierta cantidad de vidrio (4000 gr aproximadamente) e introducir

en la máquina trituradora, y enseguida colocar también las esferas de

acero, por último poner la tapa de acero en la máquina y sellar mediante el

ajuste de tornillos para que no existan pérdidas.

Dar vuelta a la manivela de la máquina por un tiempo aproximado de una

hora, más o menos unas 300 vueltas aproximadamente.

Terminado el tiempo se destapa la máquina, se sacan las esferas de acero,

y girando el tambor se saca el material molido colocando una bandeja

debajo.

Repetir este procedimiento varias veces hasta completar la cantidad

necesaria de vidrio.

Como resultado de la trituración se tiene vidrio triturado en diferentes tamaños.

9.6.2. Clasificación del vidrio por su tamaño

Una vez triturado el vidrio se procedió a la clasificación o selección del vidrio en

dos tipos de tamaño: grueso y fino.

Para clasificar el vidrio en estas dos categorías se procedió a tamizar el material

primero con el Tamiz #4, el material que pasó este tamiz se consideró como

agregado fino y el material que fue retenido se consideró como agregado grueso.

Para el uso del “agregado grueso” se volvió a tamizar el material que retuvo el

tamiz #4, con el tamiz ¾ ya que el agregado o ripio que se usó para la mezcla

tiene tamaño máximo nominal ¾.

69

9.7. Diseño de la Mezcla por el Método de las Densidades

Este es un método optimizado por el laboratorio de Ensayo de Materiales de la

Universidad Central, y el objetivo principal es la eliminación de los espacios

existentes entre los agregados con pasta de cemento. La relación agua cemento se

obtiene de una tabla empírica, desarrollada en base a la experiencia. El diseño se

basa en utilizar una mezcla de agregados de la que se obtiene su densidad optima,

a pesar que esta mezcla teóricamente tiene una cantidad mínima de espacios que

al final son ocupados por pasta de cemento, se debe determinar cuál será la

cantidad de pasta que además recubra las partículas de agregado.

El procedimiento a seguirse para diseñar la mezcla es el siguiente:

Primero se debe seleccionar la relación agua cemento de acuerdo a la siguiente

tabla:

Tabla N° 55: valores de la relación agua cemento

RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN DEL HORMIGÓN BASADA EN LA RELACIÓN AGUA/CEMENTO

Resistencia a la compresión a los 28 días

en Mpa

Relación agua/cemento

45 0,37

42 0,40

40 0,42

35 0,46

32 0,50

30 0,51

28 0,52

25 0,55

24 0,56

21 0,58

18 0,60 Fuente: Seminario de investigación sobre el módulo de elasticidad del hormigón Ing. Marco

Garzón C. Año 2010

Luego se calcula la densidad real de mezcla de agregados grueso y fino y el

porcentaje óptimo de vacíos, mediante las siguientes ecuaciones:

Ecuación 8: Densidad real de la mezcla

𝐷𝑅𝑀 =𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴

100+

𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝑅

100

(8)

70

Ecuación 9: Porcentaje de vacíos de la mezcla

%𝑂𝑉 =(𝐷𝑅𝑀 − 𝐷𝑂𝑀) ∗ 100

𝐷𝑅𝑀

(9)

La cantidad de pasta necesaria para recubrir cada partícula de los agregados se

determina en función de las ecuaciones dadas en la tabla N°11, las cuales están en

función de asentamiento deseado. El asentamiento se elige en función del uso que

vamos a dar al hormigón.

Tabla N° 56: Asentamiento vs Cantidad de pasta

Asentamiento Cantidad de pasta (%)

0-3 %OV + 2% + 3 % (OV)

3-6 %OV + 2% + 6 % (OV)

6-9 %OV + 2% + 8 % (OV)

9-12 %OV + 2% + 11 % (OV)

12-15 %OV + 2% + 13 % (OV) Fuente: Seminario de investigación sobre el módulo de elasticidad del hormigón Ing. Marco

Garzón C. Año 2010

Después se calcula la cantidad de pasta mediante la aplicación de la siguiente

ecuación:

Ecuación 10: Cantidad de pasta

CP= W + C

(10)

Una vez determinada la cantidad de pasta se procede a determinar la cantidad de

agregados con las siguientes ecuaciones.

Ecuación 11: Cantidad de Arena requerida

𝐴 = (1 − 𝐶𝑃)𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴

100

(11)

Ecuación 12: Cantidad de Ripio Requerida

𝑅 = (1 − 𝐶𝑃)𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝑅

100

(12)

71

Por último se debe realizar una corrección de las cantidades de agregados, ya que

las ecuaciones anteriores consideran que los agregados se encuentran en estado

saturado, situación que no es cierta al momento de realizar la mezcla ya que los

agregados dependiendo de su condición de almacenaje poseen diferente contenido

de humedad.

De esta manera se procede al diseño de la mezcla con los datos obtenidos en el

capítulo anterior de cual tenemos el siguiente resumen:

DATOS:

Dsss Arena 2,53 gr/cm3

Dsss Ripio 2,64 gr/cm3

Porcentaje Absorción

Arena

3,8 %

Porcentaje de Absorción

Ripio

2,02 %

Dapar Compact arena 1,82 gr/cm3

Dapar Compact Ripio 1,59 gr/cm3

Dapar Suelta arena 1,62 gr/cm3

Dapar Suelta Ripio 1,41 gr/cm3

Módulo de finura Arena 2,84

Módulo de finura Ripio 6,47

Tamaño Nominal

Máximo

¾”

Dmax 1,96 gr/cm3

Dopt 1,94 gr/cm3

Porcentaje opt Arena 46 %

Porcentaje Opt Ripio 54 %

Dcemento 2,93 gr/cm3

Paso 1: de la tabla se obtiene el valor de la relación agua cemento

W/C= 0,5

Paso 2: Cálculo de la densidad real de la mezcla:

72

𝐷𝑅𝑀 =𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴

100+

𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝑅

100

𝐷𝑅𝑀 =2,52 ∗ 46

100+

2,64 ∗ 54

100

𝐷𝑅𝑀 = 2,59 𝑔𝑟

𝑐𝑚3

Paso 3: Cálculo del porcentaje óptimo de vacíos

%𝑂𝑉(𝐷𝑅𝑀 − 𝐷𝑂𝑀) ∗ 100

𝐷𝑅𝑀

%𝑂𝑉 =(2,59 − 1,94) ∗ 100

2,59

%𝑂𝑉 = 25,08𝑑𝑐𝑚3

𝑚3

Paso 4: Cálculo de la cantidad de pasta para distintos asentamientos.

Para un asentamiento de 12 a 15 cm:

CP= % OV + 2% + 13 % (OV)

CP= 25,08 + 2 + 0.13 (25,08)

CP= 30,34 %

Paso 5: Cálculo de las cantidades de agua, ripio, arena.

Cantidad de Cemento

𝐶 =𝐶𝑃 ∗ 10

𝑊𝐶 +

1𝐷𝐶

𝐶 =30,34 ∗ 10

0.5 +1

2,93

𝐶 = 360,63 𝐾𝑔

Cantidad de Arena:

𝐴 =(1 − 𝐶𝑃) ∗ 𝐷𝐴𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝐴

100

𝐴 =(1 − 0,3034) ∗ 2,53 ∗ 46

100

𝐴 = 810,71 𝐾𝑔

Cantidad de Ripio:

𝑅 =(1 − 𝐶𝑃) ∗ 𝐷𝑅𝑠𝑠𝑠 ∗ %𝐴𝑅

100

𝑅 =(1 − 0,3034) ∗ 2,64 ∗ 54

100

𝑅 = 993.08 𝐾𝑔

73

Cantidad de Agua:

𝑊 = 𝐶 ∗𝑎

𝑐

𝑊 = 360,63 ∗ 0.5

𝑊 = 180,31 𝐾𝑔

Las cantidades de agua, cemento, ripio y arena obtenidos del diseño para elaborar

un metro cubico de hormigón se resumen en la siguiente tabla:

Tabla N° 57: Cantidades de material para elaborar un metro cubico de hormigón.

MATERIAL PESO (Kg) DOSIFICACIÓN

Agua 180,31 0,5

Cemento 360,63 1

Arena 810,71 2,25

Ripio 993,08 2,75 Elaborado por: Los autores

9.8. Elaboración de los Especímenes de Prueba

Con la dosificación obtenida en el numeral anterior se realiza la primera mezcla

de prueba para lo cual se elaboran 6 cilindros de 20 cm de alto por 10cm de

diámetro y con un peso promedio de 4,2kg, los cuales se pretenden ensayar a la

compresión a edades de 3 y 7 días, a fin obtener datos que ayuden a determinar si

el diseño cumple con el requisito impuesto. A continuación se detallan las

cantidades de materia para la elaboración de los cilindros de prueba.

N° cilindros: 6

Peso estimado de cada cilindro: 4,2 Kg

Peso de material requerido: 6*4,2 = 25,2 Kg

Tabla N° 58: Cantidades de material para elabora 6 cilindros.


Agua 1,94 0,5

Cemento 3,88 1

Arena 8,71 2,25


Se deben corregir estas cantidades en función de la humedad de los materiales

como se indica a continuación:

74

Agregado Fino

𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 ∗100 + %ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎

100 + %𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎

𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 8,71 ∗100 + 0,36%

100 + 3,8%

𝐴𝑟𝑒𝑛𝑎 = 8,42𝐾𝑔

𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 ∗%ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 − %𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎

100 + %𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎

𝐴𝑔𝑢𝑎 = 8,71 ∗0,36% − 3,8%

100 + 3,8%

𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,289𝐾𝑔

Agregado Grueso

𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑖𝑝𝑖𝑜 ∗100 + %ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑖𝑝𝑖𝑜

100 + %𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑟𝑖𝑝𝑖𝑜

𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 10,67 ∗100 + 0,07%

100 + 2,02%

𝑅𝑖𝑝𝑖𝑜 = 10,47 𝐾𝑔

𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑖𝑝𝑖𝑜 ∗%ℎ𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑖𝑝𝑖𝑜 − %𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑟𝑖𝑝𝑖𝑜

100 + %𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑟𝑖𝑝𝑖𝑜

𝐴𝑔𝑢𝑎 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑟𝑖𝑝𝑖𝑜 ∗0,07% − 2.02%

100 + 2,02%

𝐴𝑔𝑢𝑎 = −0,20𝐾𝑔

En total se debe colocar una cantidad de agua de amasado de:

Agua de amasado: 1.94+0.29+0.20= 2.43 Kg

Esto da como resultado las siguientes cantidades:

75

Tabla N° 59: Cantidades corregidas de material para elaborar 6 cilindros.


Agua 2,43 0,63

Cemento 3,88 1

Arena 8,42 2,17


9.9. Correcciones del Diseño de Mezcla.

Con estas cantidades se realizó la mezcla de prueba y las correcciones para

obtener asentamientos impuestos en primer lugar, como se observa en la tabla

siguiente:

Tabla N° 60: Corrección por humedad.

MATERIAL PESO DOSIFICACIÓN AÑADIDO PESO

FINAL

DOSIFICACIÓN

FINAL

Agua 2,37 0,61 0,915 3,29 0,61

Cemento 3,88 1,00 1,5 5,38 1,00

Arena 8,42 2,17 8,42 1,73

Ripio 10,47 2,70 10,47 2,15


Con estas correcciones indicadas se logró tener una mezcla con un asentamiento

de 7,3cm.

9.10. Elaboración de los Especímenes

Con los resultados obtenidos en la corrección del diseño se moldearon 21

especímenes de prueba para poder ensayarlos a los 7, 14, 21, 28, 56 días, de los

cuales se ensayaron 4 especímenes por edad.

9.11. Elaboración de los Especímenes con la inclusión de Vidrio

Una vez elaborados los cilindros de la mezcla patrón (sin la inclusión de vidrio),

se procede a elaborar cilindros con la inclusión de vidrio , para lo cual se

reemplaza entre un 10% y 20% de agregado fino por el vidrio clasificado como

material fino es decir que pasa el tamiz N°4. Se elaboran 21 cilindros para

ensayos de compresión a los 7, 14, 21, 56 días y también para obtener datos del

módulo de elasticidad. Luego se procede a elaborar cilindros donde se reemplaza

76

en un 10% y 20% de agregado grueso por vidrio grueso, es decir, que sea retenido

por el tamiz N°4 y pase el tamiz N°3/4, de igual manera se elaboran 21 cilindros.

Por último se elaboran 21 cilindros más pero esta vez se reemplaza tanto agregado

fino como grueso en porcentaje del 10%.

9.11.1. Elaboración de Especímenes con Vidrio como Agregado

Fino

Para la elaboración de los especímenes, con vidrio como agregado fino se optó

por reemplazar el agregado fino por porcentajes del 10% y 20% por vidrio fino,

La dosificación usada es la misma que la obtenida anteriormente para la mezcla

patrón, a continuación se detallan las cantidades de materiales usadas para

elaborar 21 cilindros.

Tabla N° 61: Cantidades Para elaborar especímenes con inclusión de vidrio fino.

MEZCLA PATRÓN MEZCLA CON 10%

VIDRIO FINO

MEZCLA CON 20%

VIDRIO FINO

Material Peso

(Kg) Material Peso (Kg) Material Peso (Kg)

Agua 11,48 Agua 11,48 Agua 11,48

Cemento 18,82 Cemento 18,82 Cemento 18,82

Arena 29,48 Arena 26,54 Arena 23,59

Ripio 36,64 Ripio 36,64 Ripio 36,64

Vidrio Fino 0,00 Vidrio Fino 2,95 Vidrio Fino 5,90

Asentamiento 7,3cm Asentamiento 9,8cm Asentamiento 13,7 cm



Grueso

Igualmente para la fabricación de los especímenes con inclusión de vidrio como

reemplazo de agregado grueso al 10% y 20% en peso, se usó la misma

dosificación para la mezcla patrón, en la siguiente tabla se detalla las cantidades

de los materiales usados para obtener 21 cilindros.

77

Tabla N° 62: cantidades para elaborar especímenes con la inclusión de vidrio grueso.



Fino y Grueso

Finalmente reemplazamos por porcentajes del 10% agregado fino y grueso cada

uno por vidrio fino y grueso. En la siguiente tabla se especifican las cantidades

usadas de acuerdo a la dosificación tomada de la mezcla patrón:

Tabla N° 63: Cantidades para elaborar especímenes con vidrio fino y grueso.

MEZCLA PATRÓN MEZCLA CON 10% VIDRIO

FINO Y GRUESO

Material Peso (Kg) Material Peso

(Kg)

Agua 11,48 Agua 11,48

Cemento 18,82 Cemento 18,82

Arena 29.48 Arena 26,53

Ripio 36.64 Ripio 32,98

Vidrio Grueso 0.00 Vidrio Grueso 3,67

Vidrio Fino 0.00 Vidrio Fino 2,95

Asentamiento 8.00 cm Asentamiento 14,0 cm


MEZCLA PATRÓN MEZCLA CON 10%

VIDRIO GRUESO

MEZCLA CON 20%

VIDRIO GRUESO

Material Peso

(Kg) Material Peso (Kg) Material Peso (Kg)

Agua 11,48 Agua 11,48 Agua 11,48

Cemento 18,82 Cemento 18,82 Cemento 18,82

Arena 29,48 Arena 29,48 Arena 29,48

Ripio 36,64 Ripio 32,98 Ripio 29,31

Vidrio Grueso 0,00 Vidrio Grueso 3,67 Vidrio Grueso 7,33

Asentamiento 7,3 cm Asentamiento 8,00 cm Asentamiento 10,00 cm

78

CAPITULO IV: ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS

Los especímenes sumaron 126 y fueron llevados a la cámara de curado donde

luego al cumplir la edad correspondiente fueron ensayados de acuerdo a la norma,

los resultados de cada uno de los ensayos se enumeran a continuación. Para la

determinación de la resistencia a la compresión de especímenes cilíndricos de

hormigón de cemento hidráulico se hizo bajo la norma NTE INEN 1573.

10.1.1. Resultados de Ensayos de Compresión de Especímenes a los

7, 14, 21, 28 días

Fecha de Elaboración: 31/03/2016

Fecha de Ensayo: 07/04/2016

Tabla N° 64: Resultados ensayos de compresión a los 7 días mezcla patrón.

RESULTADOS ENSAYO A LA COMPRESIÓN ESPECÍMENES PATRÓN

Cilindro Edad Peso Diámetro Altura Carga Área Resistencia

N° días mm KN mm2 MPa

D1-1 7 3.76 102.50 204.00 162.930 8251.59 19.700

D1-2 7 3.74 101.75 204.00 164.380 8131.28 20.200

D1-3 7 3.76 102.50 204.00 161.090 8251.59 19.500

D1-4 7 3.78 102.50 204.00 185.420 8251.59 22.500

PROMEDIO 20.475




Tabla N° 65: Resultados ensayos de compresión a los 14 días mezcla patrón



N° días kg mm mm KN mm2 MPa

D1-5 14 3.76 102.75 203.00 225.200 8291.89 27.150

D1-6 14 3.76 102.00 202.00 208.000 8171.28 25.460

D1-7 14 3.74 102.75 202.00 222.700 8291.89 26.860

D1-8 14 3.76 102.25 203.00 207.400 8211.39 25.260

PROMEDIO 26.183




79





D1-9 21 3.78 102.25 202.00 244.600 8211.39 29.790

D1-10 21 3.78 102.25 201.00 230.000 8211.39 28.100

D1-11 21 3.76 102.00 203.00 233.200 8171.28 28.320

D1-12 21 3.78 101.75 203.00 239.600 8131.28 29.460

PROMEDIO 28.918








D1-13 28 3.78 102.00 201.00 239.600 8171.28 29.330

D1-14 28 3.78 102.50 202.00 242.400 8251.59 29.370

D1-15 28 3.78 101.50 203.00 238.100 8091.37 29.420

D1-16 28 3.78 102.00 202.00 241.250 8171.28 29.524

PROMEDIO 29.411








D1-19 56 3.80 102.00 204.00 282.400 8171.28 34.560

D1-20 56 3.76 102.50 203.00 284.600 8251.59 35.170

D1-21 56 3.82 102.25 203.00 280.700 8211.39 34.870

PROMEDIO 34.867


En la gráfica N° 13 se puede observar que la mezcla patrón alcanza la resistencia

a la compresión es de 29, 411 MPa a la de edad de 28 días, es decir que superó la

resistencia a la que fue diseñada de 28 MPa, lo que confirma la validez del diseño.

80

Grafica Nº 10: Resistencia en función del tiempo para la Mezcla Patrón


10.1.2. Resultados de Ensayos de Compresión de Especímenes con

Inclusión de Vidrio como Agregado Fino a los 7, 14, 21, 28 días.



Tabla N° 69: Resultados ensayos de compresión a los 7 días mezcla 10% vidrio fino.

RESULTADOS ENSAYO A LA COMPRESIÓN ESPECÍMENES CON

INCLUSIÓN DE VIDRIO FINO AL 10%



D2-1 7 3.78 101.75 204.00 165.600 8131.28 20.370

D2-2 7 3.76 102.00 204.00 165.200 8171.28 20.210

D2-3 7 3.74 101.75 202.00 168.100 8131.28 20.680

D2-4 7 3.76 102.50 202.00 166.600 8251.59 20.390

PROMEDIO 20.413


20.000

22.000

24.000

26.000

28.000

30.000

32.000

34.000

36.000

7 14 21 28 35 42 49 56 63

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a )

EDAD EN DÍAS

RESISTENCIA EN FUNCION DEL TIEMPOCILINDROS PATRON

81








D2-5 14 3.78 101.40 200.00 196.000 8075.43 24.223

D2-6 14 3.80 102.60 204.00 187.537 8267.70 22.727

D2-7 14 3.78 102.60 203.00 178.863 8267.70 21.676

D2-8 14 3.78 102.70 202.00 187.890 8283.82 22.659

PROMEDIO 22.821









D2-9 21 3.78 101.80 203.00 220.434 8139.27 27.109

D2-10 21 3.78 102.00 203.00 226.299 8171.28 27.694

D2-11 21 3.76 102.00 203.00 209.634 8171.28 25.655

D2-12 21 3.78 102.50 204.00 210.491 8251.59 25.509

PROMEDIO 26.492









D3-13 28 3.76 101.50 203.00 213.000 8091.37 26.320

D3-14 28 3.80 102.25 203.00 233.100 8211.39 28.380

D3-15 28 3.80 102.00 203.00 229.800 8171.28 28.120

D3-16 28 3.78 102.00 203.00 215.700 8171.28 26.390

PROMEDIO 27.303


82








D2-19 56 3.78 101.00 204.00 251.600 8011.85 31.410

D2-20 56 3.78 102.00 203.00 244.500 8171.28 29.920

D2-21 56 3.78 102.00 203.00 250.500 8171.28 31.234

PROMEDIO 30.855


La gráfica N° 14 muestra que la resistencia a la compresión para el diseño con

inclusión de vidrio fino al 10% da como resultado 27,303 MPa a la de edad de 28

días, no alcanzó la resistencia de diseño de 28 MPa.

Grafica Nº 11: Resistencia en función del tiempo mezcla con 10% de vidrio fino.


20.000

22.000

24.000

26.000

28.000

30.000

32.000

7 14 21 28 35 42 49 56 63

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a )

TIEMPO EN DIAS

RESISTENCIA EN FUNCION DEL TIEMPOESPECÍMENES CON INCLUSIÓN DE VIDRIO FINO AL 10%

83








D3-1 7 3.74 101.50 203.00 140.570 8091.37 17.407

D3-2 7 3.78 102.50 203.00 157.425 8251.59 19.115

D3-3 7 3.72 101.75 204.00 141.275 8131.28 17.391

D3-4 7 3.74 102.25 203.00 145.437 8211.39 17.729

PROMEDIO 17.911




Tabla N° 75: Tabla N° 76: Resultados ensayos de compresión a los 14 días mezcla 20% vidrio fino.





D3-5 14 3.72 101.50 204.00 175.200 8091.37 21.700

D3-6 14 3.74 102.50 205.00 169.480 8251.59 20.500

D3-7 14 3.72 102.25 204.00 168.780 8211.39 20.600

D3-8 14 3.76 102.25 203.00 168.280 8211.39 20.500

PROMEDIO 20.825









D3-9 21 3.90 102.25 202.00 200.700 8211.39 24.450

D3-10 21 3.90 101.75 204.00 211.100 8131.28 25.960

D3-11 21 3.90 102.25 203.00 189.900 8211.39 23.130

D3-12 21 3.90 101.50 202.00 192.600 8091.37 23.800

PROMEDIO 24.335


84








D2-13 28 3.78 102.75 204.00 212.065 8291.89 25.750

D2-14 28 3.78 102.25 203.00 209.400 8211.39 25.500

D2-15 28 3.76 102.50 202.00 218.298 8251.59 26.455

D2-16 28 3.78 102.75 203.00 226.000 8291.89 27.250

PROMEDIO 26.239









D3-19 56 3.80 102.50 202.00 250.122 8251.59 30.312

D3-20 56 3.76 102.25 202.00 250.482 8211.39 30.504

D3-21 56 3.80 102.25 202.00 259.277 8211.39 31.575

PROMEDIO 30.797


Se puede verificar en la gráfica N° 15 los resultados de las resistencias a la

compresión del diseño con inclusión de vidrio fino al 20%. La máxima resistencia

a los 28 días resultó 26,239 MPa, siendo está resistencia menor que la resistencia

de la mezcla con inclusión de vidrio fino al 10% y por lo tanto tampoco alcanza la

resistencia de diseño.

85

Grafica Nº 12: Resistencia en función del tiempo. Mezcla con 20% de vidrio fino



Inclusión de Vidrio como Agregado Grueso a los 7, 14, 21, 28

días.



Tabla N° 83: Resultados ensayos de compresión a los 7 días mezcla 10% vidrio grueso.


INCLUSIÓN DE VIDRIO GRUESO AL 10%



D4-1 7 3.76 101.50 204.00 146.987 8091.37 18.077

D4-2 7 3.74 101.75 204.00 147.622 8131.28 18.155

D4-3 7 3.74 101.50 202.00 144.076 8091.37 17.806

D4-4 7 3.76 102.25 204.00 141.839 8211.39 17.616

PROMEDIO 17.914


15.000

17.000

19.000

21.000

23.000

25.000

27.000

29.000

31.000

33.000

7 14 21 28 35 42 49 56 63

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a)

TIEMPO EN DÍAS

RESISTENCIA EN FUNCION DEL TIEMPOESPECÍMENES CON INCLUSIÓN DE VIDRIO FINO AL 20%

86








D4-5 14 3.76 102.00 203.00 171.741 8171.28 21.018

D4-6 14 3.76 101.75 204.00 185.069 8131.28 22.760

D4-7 14 3.76 101.75 204.00 175.549 8131.28 21.589

D4-8 14 3.76 102.00 203.00 181.543 8171.28 22.217

PROMEDIO 21.896









D4-9 21 3.76 102.00 204.00 177.171 8171.28 21.689

D4-10 21 3.76 102.25 205.00 180.062 8211.39 21.928

D4-11 21 3.74 102.25 204.00 175.196 8211.39 21.336

D4-12 21 3.74 102.75 204.00 189.110 8291.89 22.838

PROMEDIO 21.948









D4-13 28 3.76 102.00 202.00 205.400 8171.28 25.130

D4-14 28 3.76 102.25 202.00 109.100 8211.39 23.150

D4-15 28 3.74 102.00 203.00 204.500 8171.28 25.030

D4-16 28 3.76 102.25 204.00 211.200 8211.39 25.130

PROMEDIO 24.610


87




RESULTADOS ENSAYO A LA COMPRESIÓN ESPECÍMENES CON INCLUSIÓN DE

VIDRIO GRUESO AL 10%



D4-19 56 3.76 101.25 204.00 223.011 8051.5

6 27.698

D4-20 56 3.76 101.75 204.00 209.706 8131.2

8 25.790

D4-21 56 3.76 102.50 203.00 228.234 8251.5

9 27.659

PROMEDIO 27.049


En la siguiente gráfica se indica el aumento de la resistencia a la compresión en

función del tiempo de la mezcla con vidrio grueso al 10%. A la edad de 28 días

alcanza una resistencia de 24,61 MPa, valor que no alcanza el valor de diseño de

la mezcla de 28MPa.

Grafica Nº 13: Resistencia en función del tiempo mezcla con 10% de vidrio grueso


15.000

17.000

19.000

21.000

23.000

25.000

27.000

29.000

7 14 21 28 35 42 49 56 63

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a)

EDAD EN DÍAS

RESISTENCIA EN FUNCION DEL TIEMPO ESPECIMENES CON INCLUSION DE VIDRIO GRUESO AL

10%

88








D5-1 7 3.72 101.75 203.00 140.711 8131.28 17.305

D5-2 7 3.70 102.50 203.00 133.940 8251.59 16.232

D5-3 7 3.74 101.75 204.00 135.492 8131.28 16.663

D5-4 7 3.76 102.50 204.00 128.369 8251.59 15.557

PROMEDIO 16.439





RESULTADOS ENSAYO A LA COMPRESIÓN ESPECÍMENES CON INCLUSIÓN DE

VIDRIO GRUESO AL 20%



D5-5 14 3.76 102.50 204.00 171.300 8251.59 20.760

D5-6 14 3.78 102.75 204.00 185.900 8291.89 22.419

D5-7 14 3.74 103.00 202.00 188.500 8332.29 22.623

D5-8 14 3.74 102.25 204.00 184.500 8211.39 22.469

PROMEDIO 22.068









D5-9 21 3.74 102.00 204.00 192.700 8171.28 23.580

D5-10 21 3.78 101.75 204.00 188.000 8131.28 23.120

D5-11 21 3.76 102.50 204.00 195.400 8251.59 23.680

D5-12 21 3.74 102.25 204.00 181.100 8211.39 22.050

PROMEDIO 23.108


89








D5-13 28 3.74 102.25 203.00 221.900 8211.39 27.020

D5-14 28 3.74 101.50 200.00 213.500 8091.37 26.390

D5-15 28 3.74 102.00 202.00 187.600 8171.28 22.960

D5-16 28 3.76 102.50 203.00 189.700 8251.59 23.450

PROMEDIO 24.955









D5-19 56 3.74 102.00 203.00 230.400 8171.28 28.190

D5-20 56 3.70 102.00 204.00 205.110 8171.28 25.110

D5-21 56 3.76 101.75 204.00 241.200 8131.28 29.670

PROMEDIO 27.657


Mediante la siguiente gráfica se ilustra la variación de la resistencia a la

compresión a las diferentes edades, dando como resultado a la edad de 28 días una

resistencia de 24,955 MPa para la mezcla con vidrio grueso al 20%, valor que está

por debajo de la mezcla patrón.

90

Grafica Nº 14: Resistencia en función del tiempo mezcla con 20% de vidrio grueso.



Inclusión de Vidrio como Agregado Fino y Grueso a los 7, 14,

21, 28 días.



Tabla N° 93: Resultados ensayos de compresión a los 7 días mezcla 10% vidrio grueso y vidrio fino.


INCLUSIÓN DE VIDRIO GRUESO Y FINO AL 10% CADA UNO



D6-1 7 3.70 102.75 204.00 124.420 8291.89 15.000

D6-2 7 3.70 102.50 204.00 134.600 8251.59 16.300

D6.3 7 3.72 102.00 205.00 129.220 8171.28 15.800

D6-4 7 3.72 102.25 205.00 117.120 8211.39 14.300

PROMEDIO 15.350


15.000

17.000

19.000

21.000

23.000

25.000

27.000

29.000

7 14 21 28 35 42 49 56 63

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a)

TIEMPO EN DÍAS

RESISTENCIA EN FUNCION DEL TIEMPOESPECIMENES CON INCLUSION DE VIDRIO GRUESO AL 20%

91








D6-1 14 3.70 102.50 204.00 155.320 8251.59 18.873

D6-2 14 3.68 102.00 204.00 145.577 8171.28 17.816

D6.3 14 3.70 102.25 202.00 148.820 8211.39 18.124

D6-4 14 3.70 102.25 204.00 152.064 8211.39 18.519

PROMEDIO 18.333









D6-9 21 3.70 102.25 204.00 164.000 8211.39 19.970

D6-10 21 3.72 102.50 203.00 159.900 8251.59 18.530

D6.11 21 3.72 102.25 204.00 164.500 8211.39 20.040

D6-12 21 3.72 102.00 204.00 176.500 8171.28 20.600

PROMEDIO 19.785









D6-13 28 3.72 102.25 203.00 187.6 8211.39 22.280

D6-14 28 3.70 102.00 203.00 167.200 8171.28 20.460

D6.15 28 3.70 102.25 200.00 183.600 8211.39 22.360

D6-16 28 3.70 102.50 202.00 164.400 8251.59 19.920

PROMEDIO 21.225


92








D6-1 56 3.72 102.25 204.00 214.200 8211.39 26.120

D6-2 56 3.76 102.00 202.00 249.200 8171.28 30.490

D6.3 56 3.70 102.00 205.00 213.300 8171.28 26.110

PROMEDIO 27.573


La gráfica de la resistencia a la compresión en función del tiempo se muestra a

continuación, donde se puede observar el valor de la resistencia a la edad de 28

días de 21,225 MPa, que es el resultado más bajo que se obtuvo en comparación a

las mezclas anteriores.

Grafica Nº 15: Resistencia en función del tiempo mezcla con 10% de vidrio fino y grueso.


10.000

12.000

14.000

16.000

18.000

20.000

22.000

24.000

26.000

28.000

30.000

7 14 21 28 35 42 49 56 63

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a)

TIEMPO EN DIAS

RESISTENCIA EN FUNCION DEL TIEMPOESPECÍMENES CON INCLUSIÓN DE VIDRIO GRUESO Y FINO AL

10% CADA UNO

93

10.2. Análisis de los resultados de la resistencia a compresión

Se analizan los resultados de los ensayos de resistencia a compresión de los

especímenes, y los resultados de los ensayos de deformación, con los cuales se

determinan valores del módulo de elasticidad para cada una de las mezclas.

10.2.1. Análisis de los resultados de la resistencia a la compresión

para la edad de 7 días.

Los primeros ensayos de resistencia a la compresión a la edad de 7 días revelan que la

resistencia obtenida para la mezcla patrón, es de 20.48 MPa, equivalente al 73.14% de la

resistencia requerida a los 28 días (28 MPa). Para la primera mezcla de comparación se

obtuvo una resistencia de 20.41 MPa equivalente al 72.89% de la resistencia requerida es

decir que se obtuvo una reducción del 0.31% en la resistencia a la compresión con

respecto a la mezcla patrón, y así podemos enumerar los porcentajes de resistencia

alcanzado por las demás mezclas que son de 63.97% para la mezcla con el 20% de vidrio

fino como agregado fino, y para la mezcla del 10% de vidrio grueso , el 58.71% para la

mezcla con 20% de vidrio grueso y 54.82% para la mezcla con 10% de vidrio fino y

grueso, como se aprecia en la tabla N° 98.

Tabla N° 98: Tabla comparativa resistencia a los 7 días para todas la mezclas.


De estos resultados se observa una cierta tendencia a disminuir la resistencia del

hormigón en medida que aumenta la proporción y tamaño de vidrio que se reemplaza al

agregado sea este fino o grueso, es así que tenemos que para el caso de la mezcla que

contiene 10% de vidrio fino la reducción en la resistencia es casi despreciable siendo

apenas de un 0,25%. Para cuando se reemplaza la arena por un 20% de vidrio fino la

MEZCLA RESISTENCIA

MPa

% A LOS 7

DÍAS

RESPECTO

AL

DISEÑO

28MPa

%

REDUCCIÓN

RESPECTO

MEZCLA

PATRÓN

PATRÓN 20,48 73,14%

10% VIDRIO FINO 20,41 72,89% 0.25%

20% VIDRIO FINO 17,91 63,96% 9,18%

10% VIDRIO GRUESO 17,92 64,00% 9,14%

20% VIDRIO GRUESO 16,44 58,71% 14,43%

10% VIDRIO

COMBINADO 15,35 54,82% 18,32%

94

resistencia tiende a disminuir en un 9,18% similar a cuando se reemplaza por un 10% de

vidrio grueso, donde la reducción es de 9,14%. Cuando se reemplaza en un 20% por

vidrio grueso, la resistencia disminuye en un 14,43% y para cuando se remplaza agregado

fino y grueso por vidrio fino y grueso en un 10%, la resistencia cae 18,32%, en base a

estos resultados podríamos decir que reemplazar arena por vidrio fino en hasta un 10% de

su peso, no altera a la resistencia de la mezcla.

El reemplazo de un 20% de vidrio fino y 10% de vidrio grueso producen un efecto

similar en la mezcla de hormigón es decir reducen la resistencia en la misma proporción.

En teoría se indica que a los siete días se obtiene el 70% de la resistencia de diseño

cumpliendo esta condición solamente la mezcla patrón y la mezcla con inclusión de

vidrio fino al 10%.

En la siguiente grafica se observa la variación de la resistencia a la compresión de

las distintas mezclas observando una disminución en el valor de la resistencia

aquellas donde la proporción es mayor al 10% de vidrio fino o grueso, y para el

caso de vidrio combinado la reducción en la resistencia tiende a ser mucho más

clara.

Grafica Nº 16: grafica comparativa resistencia a los 7 días para todas las mezclas


Se puede deducir que la reducción en la resistencia a la compresión en los

especímenes se debe principalmente a una pérdida de tenacidad en la matriz del

20.475 20.413

17.911 17.91416.439

15.350

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

MEZCLAPATRON

10% VIDRIOFINO

20% VIDRIOFINO

10% VIDRIOGRUESO

20% VIDRIOGRUESO

10% VIDRIOCOMBINADO

C O M PA R AC I Ó N D E R E S I S T E N C I A A LO S 7 D I A S

95

hormigón ya que mientras mayor es el tamaño de vidrio usado mayor es la

disminución en la resistencia del hormigón.

10.2.2. Análisis de los resultados de resistencia para la compresión

para la edad de 14 días

Los resultados de resistencia a la compresión a la edad de 14 días demuestran que

la resistencia para la mezcla patrón es de 26,18 MPa, equivalente al 93,51% de la

resistencia requerida a los 28 días (28 Mpa). Para la primera mezcla de

comparación presenta una resistencia de 22,82 MPa equivalente al 81.5% de la

resistencia requerida, es decir, que redujo 12.01% en la resistencia a la

compresión con respecto a la mezcla patrón. Se alcanzó un 74.38% para la mezcla

vidrio fino al 20% y para la mezcla del vidrio grueso 10% se obtuvo 78.2%. El

58.64% para la mezcla con vidrio grueso al 20% y 65.48% para la mezcla con

10% de vidrio fino y grueso.


MEZCLA RESISTENCIA

MPa

% A LOS

14 DÍAS

RESPECTO

AL

DISEÑO

28MPa

%

REDUCCIÓN

RESPECTO

MEZCLA

PATRÓN

PATRÓN 26,18 93,51%

10% VIDRIO FINO 22,82 81,50% 12,01%

20% VIDRIO FINO 20,83 74,38% 19,13%

10% VIDRIO GRUESO 21,90 78,2% 15,31%

20% VIDRIO GRUESO 16,44 58,64% 34,87%

10% VIDRIO

COMBINADO 18,33 65,48% 28,04%



hormigón a medida que aumenta la proporción y tamaño de vidrio que se

reemplaza por agregado fino o grueso. Así que tenemos que para el caso de la

mezcla que contiene vidrio fino al 10% la reducción en la resistencia es del

12,01% con respecto a la mezcla patrón. Para la mezcla con vidrio fino al 20% la

96

resistencia sigue su tendencia a disminuir con respecto a la mezcla con vidrio fino

al 10% en una diferencia de 7,12%. Para cuando se reemplaza vidrio grueso al

10% se alcanza mayor resistencia que el vidrio fino al 20% pero aún más baja que

la mezcla patrón, la resistencia disminuye en un 15,31% de la mezcla patrón. Para

la mezcla con vidrio grueso al 20% la caída en la resistencia es grande quedando

una diferencia de la mezcla patrón de un 34,87%, y finalmente cuando se

reemplaza agregado pétreo fino y grueso por vidrio fino y grueso en un 10% cada

uno la resistencia cae un 28,03% del patrón.

Podemos decir que la resistencia a la edad de 14 días tiende a bajar para el caso de

las mezclas con vidrio sobre todo las mezclas de vidrio fino al 20%, vidrio grueso

al 20% y vidrio grueso y fino al 10% c/u, sin embargo las resistencias alcanzadas

con vidrio fino al 10% y vidrio grueso al 10% son las más altas siendo mayor la

de vidrio fino 10% que en porcentaje alcanza a la edad de 14 días 81,51%, en

términos generales no es muy aceptable ya que a dicha edad debería alcanzar el

90% de la resistencia requerida.

En la gráfica Nº 20, se observa la variación de la resistencia a la compresión de las

distintas mezclas, tendiendo a disminuir el valor de resistencia aquellas con la

proporción mayor al 10% de vidrio fino o grueso. Para esta edad el caso de la

mezcla con vidrio grueso al 20% tiende a ser el que mayor reducción en su

resistencia muestra.

Grafica Nº 17: Grafica comparativa resistencia a los 14 días para todas la mezclas.


26.183

22.82120.825 21.896

16.43918.333

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

MEZCLAPATRON

10% VIDRIOFINO

20% VIDRIOFINO

10% VIDRIOGRUESO

20% VIDRIOGRUESO

10% VIDRIOCOMBINADO

C O M PA R AC I Ó N D E R E S I S T E N C I A A LO S 1 4 D I A S

97



Los resultados de resistencia a la compresión a la edad de 21 días revelan que la

resistencia obtenida para la mezcla patrón es de 28,91 MPa, equivalente al

103.25% de la resistencia requerida a los 28 días. Para la primera mezcla de

comparación con vidrio fino al 10% se obtuvo una resistencia de 26,49 MPa

equivalente al 94,6% de la resistencia requerida, es decir, que se obtuvo una

reducción del 8,64% con respecto a la mezcla patrón.

Para la mezcla con el 20% de vidrio fino como agregado fino se alcanzó 86,91%

de la resistencia requerida, para la mezcla del 10% de vidrio grueso se obtuvo

78,35%, el 82,53% para la mezcla con 20% de vidrio grueso y 70,65% para la

mezcla con 10% de vidrio fino y grueso, como se observa en la siguiente tabla:


MEZCLA RESISTENCIA

MPa

% A LOS

21 DÍAS

RESPECTO

AL

DISEÑO 28

MPa

%

REDUCCIÓN

RESPECTO A

LA MEZCLA

PATRÓN

PATRÓN 28,92 10325%

10% VIDRIO FINO 26,49 94,60% 8,64%

20% VIDRIO FINO 24,34 8691% 16,34%

10% VIDRIO GRUESO 21,95 78,35% 24,86%

20% VIDRIO GRUESO 23,11 82,53% 20,72%

10% VIDRIO

COMBINADO 19,79 7065% 32,60%



hormigón en medida que aumenta la proporción y tamaño de vidrio que se

reemplaza por agregado fino o grueso. Para la mezcla que contiene 10% de vidrio

fino la reducción en la resistencia con respecto a la mezcla patrón es de 8,64%.

Para la mezcla con agregado fino al 20% la resistencia sigue su tendencia a

disminuir con respecto a la mezcla con vidrio fino al 10% en un 7,125%. En la

mezcla 10% de vidrio grueso a esta edad aumento su resistencia casi de manera

imperceptible 5 centésimas, para la mezcla con 20% de vidrio grueso la

98

resistencia aumenta con respecto a la de vidrio grueso al 10% pero aún sigue

siendo demasiado baja con respeto la mezcla patrón.

En la Grafica Nº 21, se observa la variación de la resistencia a la compresión de

las distintas mezclas, teniendo menor valor de resistencia aquellas con la

proporción mayor al 10% de vidrio fino o grueso, para esta edad el caso de la

mezcla con vidrio grueso al 20% tiende a ser el que mayor reducción en su

resistencia.

Grafica Nº 18: Grafica comparativa resistencia a los 21 días para todas las mezclas




A la edad de 28 días el hormigón alcanza el 100% de su resistencia por lo que los

resultados de los ensayos de compresión para la edad de 28 días son importantes

ya que demuestran si se logró alcanzar la resistencia para la cual la mezcla fue

diseñada dicho esto de los resultados obtenidos se observó que la resistencia a la

compresión medida a los 28 días de la mezcla patrón si alcanzo la resistencia para

la cual fue diseñada, demostrando así que el diseño fue correctamente realizado, el

valor de resistencia alcanzo fue de 29,411 MPa, el cual corresponde a un 105.04%

de la resistencia requerida.

28.91826.492

24.33521.948

23.108

19.785

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

MEZCLAPATRON

10% VIDRIOFINO

20% VIDRIOFINO

10% VIDRIOGRUESO

20% VIDRIOGRUESO

10% VIDRIOCOMBINADO

C O M PA R AC I Ó N D E R E S I S T E N C I A A LO S 2 1 D Í A S

99

Con respecto a las mezclas de comparación se tiene una resistencia de 27,30 MPa

para la mezcla con 10% de vidrio fino, lo que equivale al 93,71% de la resistencia,

y de la misma forma para cada mezcla se obtuvo diferentes porcentajes como se

puede apreciar en la siguiente tabla.

Tabla N° 101: Tabla comparativa resistencia a la compresión a los 2 días para todas las mezclas

MEZCLA RESISTENCIA

MPa

% A LOS

28 DÍAS

RESPECTO

AL

DISEÑO 28

MPa

%

REDUCCIÓN

RESPECTO

A LA

MEZCLA

PATRÓN

PATRÓN 29,41 105%

10% VIDRIO FINO 27,30 98% 7%

20% VIDRIO FINO 26,24 94% 11%

10% VIDRIO

GRUESO 24,61 88% 16%

20% VIDRIO

GRUESO 24,96 89% 15%

10% VIDRIO

COMBINADO 21,26 76% 28% Elaborado por: Los autores

La mezcla que contenía un 10% de vidrio fino como reemplazo de arena alcanzó

una resistencia de 27,30 MPa lo que equivale al 98% de la resistencia requerida a

los 28 días es decir que se podría considerar que al reemplazar un peso del 10% de

arena por vidrio fino, la resistencia a los 28 días de la mezcla resultante

prácticamente no se ve afectada por lo que se podría aceptar esta mezcla y podría

ser considera para ser usada en aplicaciones reales.

Las demás mezclas donde se reemplazó en un 10% y 20% peso de ripio por vidrio

grueso, se observa que la resistencia a los 28 días disminuye considerablemente

hasta llegar a un valor de 24,61 MPa, equivalente al 88% de la resistencia

requerida para los 28 días. Así también en la mezcla que contenía vidrio

combinado la resistencia disminuye considerablemente llegando hasta un valor de

21,26 Mpa, equivalente al 76% de la resistencia requerida.

En la Figura No. 25 se puede ver que la resistencia a la compresión para las

distintas mezclas. En esta grafica se puede notar que existe una tendencia a

100

reducir la resistencia en función del tamaño y porcentaje de vidrio que reemplaza

al agregado pétreo, a excepción de la mezcla al 20% de vidrio grueso que es

ligeramente mayor que la del vidrio grueso al 10% por una diferencia de 0,35

MPa.

Grafica Nº 19: Grafica comparativa resistencia a los 28 días para todas las mezclas




La resistencia a la compresión de los especímenes ensayos a los 56 días indica que

existe un incremento de la resistencia que en el caso de la mezcla patrón esta llega

a un valor de 34,87 MPa equivalente a un 125% de la resistencia requerida por el

diseño.

En el caso de las mezclas que contenían vidrio molido como reemplazo de arena

en 10% y 20% del peso, se alcanzaron resistencias de 30,85 MPa, y 30,80 MPa,

respectivamente lo que equivale al 110% de la resistencia requerida por el diseño.

29.41127.303

26.23924.610 24.955

21.255

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

MEZCLAPATRON

10% VIDRIOFINO

20% VIDRIOFINO

10% VIDRIOGRUESO

20% VIDRIOGRUESO

10% VIDRIOCOMBINADO


101

Las mezclas en las que se reemplazó vidrio grueso por ripio la resistencia no

alcanzo a llegar al 100%, por lo queda demostrado que incorporar vidrio en un

tamaño similar al del agregado grueso no brinda resistencia a la compresión.

Tabla N° 102: Tabla comparativa resistencia a la compresión a los 56 días para todas las mezclas.

MEZCLA RESISTENCIA

MPa

% A LOS

56 DÍAS

RESPECTO

AL

DISEÑO 28

MPa

%

REDUCCIÓN

RESPECTO

A LA

MEZCLA

PATRÓN

PATRÓN 34,87 125%

10% VIDRIO FINO 30,85 110% 15%

20% VIDRIO FINO 30,80 110% 15%

10% VIDRIO

GRUESO 27,05 97% 28%

20% VIDRIO

GRUESO 27,66 99% 26%

10% VIDRIO

COMBINADO 27,57 98% 27% Elaborado por: Los autores

Para el caso de las mezclas que contenían vidrio fino la resistencia alcanzada al

final de los 56 días es 30,85 MPa menor que la resistencia de la mezcla patrón en

4,02 MPa, en términos porcentuales estamos diciendo que existió una disminución

del 15% en la resistencia al utilizar vidrio fino en la mezcla.

Pero se podría rescatar que esta diferencia podría ser eliminada con la ayuda de

correcciones en la cantidad de agua que se utilizaría en el diseño, ya que cabe

recalcar que en esta investigación simplemente se reemplazó parte de los

agregados por vidrio ya sea fino o grueso o en combinación de ambos, pero no se

determinaron ciertas propiedades que podrían ser relevantes para la optimización

del diseño como la capacidad de absorción del vidrio y densidad del vidrio en un

estado saturado.

102

Grafica Nº 20: Grafica comparativa resistencia a la compresión a los 56 días


En el grafico N° 23 se presenta los diferentes valores de resistencia a la

compresión de los especímenes para la edad de 56 días, nótese que las mezclas

que contenían vidrio fino superaron la resistencia requerida por el diseño mientras

que las mezclas que contenían vidrio grueso no llegaron alcanzar la resistencia de

33.6 Mpa que se estima debería alcanzar un hormigón de 28 Mpa a los 56 días.

10.2.6. Análisis general de los resultados de resistencia a la

compresión

El vidrio por sus características tiende a no absorber agua por lo que si reemplaza

parte del agregado ya sea fino o grueso, y en el diseño se considera que los

agregados absorben agua por lo que se añade agua en la misma proporción que los

agregados necesitan para alcanzar un estado de saturación y no afecten la relación

agua cemento. Por lo que resulta evidente que al quitar cierto porcentaje de los

agregados el agua que no es absorbida por la parte faltante de agregado incide

directamente en la resistencia del hormigón.

En base en los resultados se puede decir que esa reducción es del 7% y 11% con

respecto a los resultados obtenidos con la mezcla patrón cuando se reemplaza

arena por vidrio fino en 10% y 20% para edades de 28 días, pero a edades

34.867

30.855 30.797

27.049 27.657 27.573

0.000

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

MEZCLAPATRON

10% VIDRIOFINO

20% VIDRIOFINO

10% VIDRIOGRUESO

20% VIDRIOGRUESO

10% VIDRIOCOMBINADO


103

mayores la diferencia reduce al 4%, que podría ser un valor aceptable de

reducción, considerando que la mezcla patrón alcanzó el 125% de la resistencia es

decir un 5% más de lo que se estima para esta edad que es en promedio el 120%

de la resistencia.

Como se ha venido observando la resistencia a la compresión de los especímenes

reduce mientras mayor sea la cantidad de vidrio que se reemplaza y mayor tamaño

de la partícula. De esto se pude decir que una práctica que estaría totalmente

negada es la reemplazar vidrio grueso por agregado grueso, hacer esto crea un

efecto nocivo en el hormigón llegando a reducir la resistencia en hasta un 25% del

valor que se estima debería tener a los 28 días.

Posiblemente la superficie lisa de las partículas de vidrio de un tamaño similar a la

del agregado grueso no proporcionan la suficiente adherencia a la matriz del

hormigón y no poseen la misma resistencia que el agregado grueso, por lo que los

especímenes elaborados con estas mezclas llegaron la rotura con cargas menores,

que aquellos especímenes elaborados con vidrio fino como reemplazo de la arena

En la gráfica Nº 21, se puede observar la comparación de los valores obtenidos en

cuanto a la resistencia en función del tiempo de cada una de las mezclas, la

mezcla patrón es la que mayor resistencia presenta. Las mezclas con inclusión de

vidrio la que presentó mayor resistencia fue la de vidrio fino al 10%.

104

Grafica Nº 21: Resistencia en función del tiempo para todas las mezclas de prueba y mezcla patrón


10.3. ANÁLISIS DEL ASENTAMIENTO DEL HORMIGÓN FRESCO

Se realizó un análisis comparativo de los diferentes asentamientos que se

obtuvieron de acuerdo a cada tipo de mezcla. El asentamiento indica la

consistencia del concreto y su estado de fluidez, se puede decir que la facilidad de

manipular el concreto tiene que ver con el asentamiento del mismo. Pero

principalmente el asentamiento indica la cantidad de agua en el hormigón, es decir

la relación agua/cemento. Los asentamientos medidos para cada tipo de mezcla se

muestran en el siguiente cuadro:

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

7 14 21 28 35 42 49 56 63

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a )

EDAD EN DÍAS

RESISTENCIA EN FUNCION DEL TIEMPOCILINDROS PATRON

Mezcla Patron

10% vidrio fino

20% vidrio fino

10% vidrio grueso

20% vidrio Grueso

10% vidrio fino y grueso

105

Tabla N° 103: Resumen de asentamiento obtenido para cada mezcla

RESUMEN DEL CUADRO COMPARATIVO DE LOS ASENTAMIENTOS DE LOS

DIFERENTES TIPOS DE MEZCLAS

DISEÑO ASENTAMIENTO U

D1. DISEÑO PATRÓN 7,3 Cm

D2. DISEÑO INCLUSIÓN 10% VIDRIO FINO 9,8 Cm

D3. DISEÑO INCLUSIÓN 20% VIDRIO FINO 13,7 Cm

D4. DISEÑO INCLUSIÓN 10% VIDRIO GRUESO 8,0 Cm

D5. DISEÑO INCLUSIÓN 20% VIDRIO GRUESO 10,0 Cm

D6. DISEÑO INCLUSIÓN DE VIDRIO 10% FINO Y %10

GRUESO 14,0 Cm


Del cuadro anterior se puede valorar que el mayor asentamiento obtenido fue la

mezcla con inclusión de vidrio fino y grueso al 10% con un asentamiento de 14

cm, es decir, fue la mezcla donde hubo un exceso de agua. La mezcla patrón fue

en la que menos asentamiento se obtuvo ya que dio un valor de 7,3 cm.

Para la mezcla con vidrio fino al 10% se obtuvo 9,8 cm de asentamiento, mientras

que para la mezcla con vidrio fino al 20% se obtuvo 13,7 cm, en las mezclas con

vidrio grueso al 10% y al 20% se obtuvo 8 y 10 cm respectivamente.

En base a los asentamientos obtenidos se puede decir que éste dependió del

porcentaje de vidrio que se le incluyó a la mezcla, pero cabe recalcar que las

mezclas con mayor asentamiento fueron las de inclusión de vidrio fino.

La variación en la medida de los asentamientos se debió fundamentalmente a que

la cantidad de agua en el hormigón fue mayor al reemplazar agregado por vidrio,

debido a que el vidrio no absorbe agua, en la tabla N° 104 se puede ver el

incremento de gua en la mezcla.

106

Tabla N° 104: Incremento de agua en la mezcla al reemplazar vidrio por agregado

Mezcla

Agua Colocada

Exceso de agua por inclusión de vidrio

Total de agua en la

mezcla

Relación Agua

cemento ASENTAMIENTO

Kg Kg kg Cm

Patrón 8,51 0 8,51 0,610 7,3

10% vidrio fino 8,51 0,13 8.64 0,637 9,8

20% vidrio fino 8,51 0,23 8,74 0,644 13,7

10% vidrio grueso 8,51 0,09 8,6 0,634 8,0

20% vidrio grueso 8,51 0,16 8,67 0,639 10,0

10% vidrio fino y Grueso

8,51 0,22 8,73 0,643 14,0


Estos resultados de la determinación del exceso de agua en la mezcla producto del

reemplazo de agregado por vidrio, se observa que al incrementar la cantidad de

vidrio en la mezcla la cantidad de agua incrementa y de la misma forma lo hace el

asentamiento. Entonces al usar vidrio como reemplazo de agregado es necesario

reducir la cantidad de agua en la mezcla en proporción a la capacidad de

absorción de los agregados.

10.4. ANÁLISIS ECONÓMICO

En base a las cantidades necesarias para elaborar un metro cúbico de hormigón de

28 MPa se determinó el costo de elaboración en 81,46 dólares. Posteriormente se

determinó el costo de elaborar un metro cúbico de hormigón pero esta vez

reemplazando en porcentajes del 10% y 20% del peso de agregado fino y grueso

por vidrio triturado clasificado como fino y grueso, determinó que las mezclas que

contenían vidrio presentan un costo mayor frente al hormigón de la mezcla patrón.

Los precios obtenidos para elaborar un metro cúbico de hormigón y las mezclas

con inclusión de vidrio se muestran en la siguiente tabla.

107

Tabla N° 105: Resumen costo elaboración de un m3 de hormigón paras las diferentes mezclas.

CUADRO COMPARATIVO DE PRESUPUESTO POR CADA m3

DISEÑO COSTO

POR m3

DIFERENCIA

DE COSTO

RESPECTO AL

DISEÑO

PATRÓN

D1. DISEÑO PATRÓN $ 81,46 0,00

D2. DISEÑO INCLUSIÓN 10% VIDRIO FINO $ 84,21 $ 2,76

D3. DISEÑO INCLUSIÓN 20% VIDRIO FINO $ 85,87 $ 4,41

D4. DISEÑO INCLUSIÓN 10% VIDRIO GRUESO $ 83,89 $ 2,44

D5. DISEÑO INCLUSIÓN 20% VIDRIO GRUESO $ 88,52 $ 7,07

D6. DISEÑO INCLUSIÓN DE VIDRIO 10% FINO Y

%GRUESO $ 87,75 $ 6,29


De los valores de la tabla anterior se puede decir que los costos para elaborar un

metro cúbico de hormigón en la mezcla patrón versus las mezclas con vidrio se

aumentan

Para el caso de la mezcla vidrio fino al 10% tenemos un aumento de 2,76 dólares,

al igual que para el caso de la mezcla con inclusión de vidrio fino al 20% se

observa un aumento 4,41 dólares.

En el mezcla con vidrio grueso al 10% presenta un aumento de 2,44 centavos de

dólar cabe recalcar que esta es la mezcla con vidrio que tiene el menor aumento en

precio, en cambio para el caso de las mezclas que tienen 20% de vidrio grueso y la

mezcla de vidrio fino y grueso superaron la barrera de los 6 dólares, siendo esta

variación alta frente al costo de las demás mezclas.

10.5. LA PROPUESTA

De la presente investigación se logró determinar que los mejores diseños con

inclusión de vidrio fueron aquellos en los que se reemplazó arena por vidrio fino

en porcentajes del 10% y 20% en peso (entendiéndose como vidrio fino al vidrio

reciclado triturado que pasa el tamiz No. 4) es un tamaño de partícula similar al

tamaño de partícula del agregado fino.

108

Para determinar cuál de los dos diseños de mezcla ofrece el mejor resultado en

resistencia y costo se realizó el siguiente cuadro comparativo:

Tabla N° 106: Comparación de resistencia de las mejores alternativas vs la mezcla patrón

DISEÑO D2. DISEÑO

PATRÓN

D2. DISEÑO

INCLUSIÓN 10%

VIDRIO FINO

D3. DISEÑO

INCLUSIÓN 20%

VIDRIO FINO

EDAD RESISTENCIA

Mpa

RESISTENCIA

Mpa

RESISTENCIA

Mpa

7 20,48 20,41 17,91

14 26,18 22,82 20,83

21 28,92 26,49 24,34

28 29,41 27,30 26,24

56 34,87 30,85 30,80

ASENTAMIENTO (cm) 7,3 9,80 13,7

COSTO/m3 $ 81,46 $ 84,21 $ 85,87


De acuerdo al cuadro anterior la alternativa que aparenta mejores resultados tanto

de resistencia a la compresión y costo fue la mezcla con vidrio fino al 10%. Al

observar el comportamiento de la resistencia a edades de 7, 14, 21,28 días esta

resulta siempre mayor que la resistencia para las mismas edades de la mezcla con

inclusión de vidrio fino al 20%, cabe resaltar que estas resistencias son menores a

las obtenidas con la mezcla patrón. La reducción de la resistencia tal como se

analizó anteriormente no sería significativa ya que los 28 días con la mezcla que

contenía vidrio fino al 10% se obtiene el 98% de la resistencia requerida a los 28

días.

En la siguiente gráfica se puede observar el incremento de la resistencia de cada

tipo de mezcla en función del tiempo y la disminución de la resistencia de acuerdo

al incremento de porcentaje en peso que se reemplaza por vidrio.

109

Grafica Nº 22: Grafica comparativa resistencia en función del tiempo para las mejores alternativas.


0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 7 14 21 28 35 42 49 56 63

RES

ISTE

NC

IA (

MP

a)

TIEMPO EN DÍAS

RESISTENCIA DEL HORMIGÓN EN FUNCIÓN DEL TIEMPO

RESULTADOS ENSAYO A LA COMPRESIÓN ESPECÍMENES CON INCLUSIÓN DE VIDRIO FINOAL 10%

RESULTADOS ENSAYO A LA COMPRESIÓN ESPECÍMENES CON INCLUSIÓN DE VIDRIO FINOAL 20%

RESULTADOS ENSAYO A LA COMPRESION ESPECIMENES PATRON

110

CAPITULO V: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

11.1.1. Conclusiones generales

La mezcla patrón es decir la mezcla que fue diseñada por el metodo de las

densidades con los agregados de la cantera de Pifo sin ninguna inclusión de

vidrio, alcanzó una resistencia a la compresión de 29,41 MPa. Este metodo

de diseño de mezcla queda comprobado, ya que se obtuvo en la

experimentación en el laboratorio una resistencia incluso mayor a la

resistencia de cálculo.

Los agregados de la cantera de Pifo cumplen con todos los requisitos para

agregados establecidos por las normas ASTM, y normas INEN y pueden

ser utilizados para fabricación de hormigón.

Los resultados de los ensayos de compresión a los 28 días de la mezcla con

la inclusión de vidrio fino en reemplazo de la arena en una proporción del

10%, indican que se obtuvo un valor de 27,30 MPa siendo este valor

equivalente al 98% de la resistencia requerida a los 28 días, por lo que este

diseño es aceptable.

Los resultados de los ensayos de compresión a los 28 días de la mezcla con

la inclusión de vidrio fino en reemplazo de la arena en una proporción del

20%, indican que se obtuvo un valor de 26,24 MPa siendo este valor

equivalente al 94% de la resistencia requerida a los 28 días, por lo que esta

mezcla podría ser utilizada para su aplicación en obras, ya que no altera las

propiedades del hormigón en forma drástica a la resistencia del hormigón.

111

Los resultados de los ensayos a la compresión de los especímenes

elaborados con las mezclas que contenían vidrio grueso como reemplazo de

agregado grueso en proporciones de 10% y 20%, no llegaron a la

resistencia de 28MPa, ni siquiera a los 56 días; ya que al reemplazar

agregado grueso por vidrio que no tiene la misma superficie rugosa que el

agregado el hormigón pierde adherencia en la matriz por lo que existe una

reducción en considerable en la resistencia. (Ver grafica Nº 23)

La resistencia a la compresión de los especímenes que contenían vidrio fino

y grueso en porcentaje del 10% cada uno como reemplazo de árido fino y

grueso en la misma proporción, en todas las edades para las que fueron

ensayados alcanzaron la más baja resistencia de todas las mezclas. Esto

posiblemente a que las partículas finas y gruesas de vidrio, no pudieron

adherirse bien entre sí.

La inclusión de vidrio en mezclas de hormigón requiere una corrección de

humedad adicional, a parte de la corrección de humedad por el contenido

de agua en los agregados. El vidrio no absorbe el agua que absorbería su

equivalente en peso de agregado (ya sea este fino o grueso), incrementando

así la cantidad de agua en la mezcla dando la sensación de una mezcla más

trabajable esto se traduce en una reducción en la resistencia por la variación

de la relación agua / cemento (Ver tabla N°104).

Del el análisis económico realizado se determinó que los costos de los

rubros de hormigón con inclusión de vidrio molidos son mayores que el

rubro de un hormigón convencional, ya que los costos de reciclado de

vidrio es elevado por la mano de obra que se necesita para la recolección

del vidrio y su preparación.

La variación que se produce en la medida del asentamiento para cada tipo

de mezcla se debe principalmente a que el vidrio es un material que no

absorbe agua, resultando así que el agua que no es tomada por el vidrio la

absorben los demás materiales o existe un exceso de agua en la mezcla y

que por esta razón se produjo un mayor asentamiento.

112

De los análisis de resultados de la presente tesis en cuanto a resistencia a la

compresión y análisis económicos se concluye que la mezcla con las

mejores características para una posible aplicación es la mezcla que

contiene 10% de vidrio fino como reemplazo de agregado fino en la

misma proporción en peso. La mezcla presentó la menor alteración en la

resistencia a la compresión a los 28 días, pero el costo de producción de un

metro cúbico en relación al costo de un metro cúbico de la mezcla patrón

presentó un aumento de 2,76 dólares. Aunque resulte un costo alto se debe

considerar los beneficios ambientales que se obtienen al utilizar un

material reciclado.

11.2. Recomendaciones

Para la manipulación de vidrio tanto en el proceso de molienda como en el

proceso de elaboración del hormigón se debe utilizar mascarilla, para

evitar aspiración del polvo de vidrio ya que este es perjudicial para los

tejidos pulmonares, gafas, para impedir que el polvo de vidrio llegue a los

ojos, y guantes para evitar posibles heridas.

Se recomienda quitar cualquier impureza al vidrio antes de empezar con el

proceso de molienda, ya que estos residuos podrían perjudicar las

propiedades del hormigón.

Es necesario, al usar vidrio molido como reemplazo del agregado, realizar

una corrección en la cantidad de agua de amasado en función de la

capacidad de absorción de los materiales pétreos presentes en la

dosificación.

Se debe tamizar el vidrio una vez culminado el proceso de molienda a fin

de obtener un material que pase el tamiz n°4, ya que de esta manera se

eliminan fragmentos de vidrio grandes que pueden afectar la calidad del

hormigón.

113

Para el proceso de curado es recomendable que el agua de la piscina de

curado tenga una saturación de 3g/l, de cal, ya que se produce una

lixiviación del hidróxido de calcio en el proceso de curado.

114

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Concreto Estructural (ACI 318SUS-14). Estados Unidos.

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de la densidad, densidad relativo (gravedad especifica) y absorción del

árido fino. NTE INEN 856. Quito, Pichincha, Ecuador: INEN.

12. INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN. (Junio de 2010).

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del contenido de humedad. NTE INEN 862. Quito, Pichincha, Ecuador:

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2010). Servicio Ecuatoriano de Normalización. Obtenido de

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15. INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN. (junio de 2016).

Determinación de la resistencia a la compresión de especímenes

115

cilíndricos de hormigón de cemento hidráulico. NTE INEN 1573.

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28. VIADUD, E. (1 de septiembre de 2012). imcyc. Obtenido de

http://www.imcyc.com/revistacyt/septiembre2012/pdfs/ingenieria.pdf

116

ANEXOS

ANEXO 1: Evidencia fotográfica de los ensayos de los agregados.

1. Ensayo de Abrasión

Fuente: Autores Fuente: Autores

2. Ensayo de Granulometría


Figura Nº 17: Máquina de los Ángeles

Figura Nº 20: Cuarteo del material

Figura Nº 19: Cuarteado del Ripio

Figura Nº 18: Material resultante de la

máquina de los Ángeles.

117


0

3. Ensayo de densidad aparente suelta y compactada


Figura Nº 23: Enrasado de la arena compactada

Figura Nº 21: Tamizado del ripio Figura Nº 22: Tamizado del Material

Figura Nº 24: Compactado del Ripio

118

4. Ensayo de Densidad óptima


5. Ensayo de Peso especifico


Figura Nº 25: Material mezclado

Figura Nº 26: Ensayo de la densidad óptima

Figura Nº 27: Remojado del material Figura Nº 28: Canastilla Sumergible

119


6. Vidrio molido

.

Fuente: Autores

Figura Nº 31: Muestra de vidrio

molido

Figura Nº 29: Secado de la arena Figura Nº 30: Calibrado del picnometro

120

7. Clasificación del vidrio molido

Figura Nº 32: Clasificación del vidrio molido mediante el Tamiz N° 4

Fuente: Autores

Figura Nº 33: Vidrio fino que pasa por el Tamiz N° 4

Fuente: Autores

121

8. Mezcla de los materiales

Figura Nº 34: Mezcla de los materiales en la Concretara

Fuente: Autores

9. Prueba de asentamiento

Figura Nº 35: Asentamiento de la mezcla patrón

Fuente: Autores

122

10. Elaboración de especímenes

Figura Nº 36: Elaboración de especímenes

Fuente: Autores

Figura Nº 37: Desencofrado de los especímenes

Fuente: Autores

123

11. Ensayo de compresión del Diseño 1 (Mezcla Patrón)

Figura Nº 38: Ensayo Compresión Mezcla Patrón

Fuente: Autores

12. Ensayo de compresión del Diseño 2

Figura Nº 39: Ensayo de Compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al 10%

Fuente: Autores

124

Figura Nº 40: Ensayo de Compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al 10%

Fuente: Autores

Figura Nº 41: Especímenes ensayados de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al 10%

Fuente: Autores

125

13. Ensayo de compresión del Diseño 3 (Mezcla con inclusión de vidrio fino al 20%)

Figura Nº 42: Ensayo de compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al 20%

Fuente: Autores

Figura Nº 43: Especímenes ensayados de la Mezcla con inclusión de vidrio fino al 20%

Fuente: Autores

126


Figura Nº 44: Ensayo de compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio grueso al 10%

Fuente: Autores


Figura Nº 45: Ensayo de compresión de la Mezcla con inclusión de vidrio grueso al 20%

Fuente: Autores

127

Fuente: Autores


Figura Nº 47: Ensayo de Especímenes de la Mezcla con inclusión de vidrio fino y grueso al 10%

Fuente: Autores

Figura Nº 46: Especímenes ensayados de la Mezcla con inclusión de vidrio grueso al 20%

128

Figura Nº 48: Especímenes ensayados de la Mezcla con inclusión de vidrio fino y grueso al 10%

Fuente: Autores

Comparación de falla entre la mezcla de hormigón vidrio al grueso al 10% y al 20%

Figura Nº 49: Ensayo de la Mezcla de hormigón con vidrio grueso al 10%

Fuente: Autores

129

ANEXO 2. Análisis de precios unitarios para cada una de las mezclas

ANÁLISIS DE PRECIOS UNITARIOS

DISEÑO: D1. DISEÑO PATRÓN

RUBRO: HORMIGÓN SIMPLE F'C=280 KG/CM2 UNIDAD: m3

ORIGEN: PIFO EQUIPOS

Descripción CANTIDAD TARIFA COSTO HORA RENDIMIEN

TO COST

O

A B C = A x B R D = C x R

Herramienta menor 1.00 0.50 0.50 0.6000 0.30

Concretera 1.00 4.00 4.00 0.6000 2.40

SUBTOTAL M 2.70

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA RENDIMIEN

TO COST

O

A B C = A x B R D = C x R

Maestro Mayor (E. Ocup. E2)

1.00 3.66 3.66 0.6000 2.20

Albañil (E. Ocup. D2) 2.00 3.30 6.60 0.6000 3.96

Peón (E. Ocup.E2) 3.00 3.26 9.78 0.6000 5.87

SUBTOTAL N 12.02

MATERIALES

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COST

O

A B C = A x B

Arena m3 0.456 10.25 4.67

Ripio m3 0.639 15.38 9.83

Agua m3 0.184 3.00 0.55

Cemento kg 369.130 0.14 51.68

SUBTOTAL O 66.73

TRANSPORTE

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD TARIFA COST

O

A B C = A x B

SUBTOTAL P

TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P)

81.46

INDIRECTOS Y UTILIDADES: 0.00

OTROS INDIRECTOS: 0.00

COSTO TOTAL DEL RUBRO:

81.46

130


DISEÑO: D2. DISEÑO INCLUSIÓN 10% VIDRIO FINO



DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO HORA RENDIMIENT

O COSTO

A B C = A x B R D = C x

R


Concretera 1.00 4.00 4.00 0.6000 2.40

SUBTOTAL M 2.70

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA RENDIMIENT

O COSTO


R


1.00 3.66 3.66 0.6000 2.20

Albanil (E. Ocup. D2) 2.00 3.30 6.60 0.6000 3.96

Peón (E. Ocup.E2) 3.00 3.26 9.78 0.6000 5.87

SUBTOTAL N 12.02

MATERIALES

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P. UNITARIO COSTO

A B C = A x

B

Arena m3 0.410 10.25 4.21

Ripio m3 0.639 15.38 9.83

Agua m3 0.184 3.00 0.55

Cemento kg 369.130 0.14 51.68

Vidrio Molido m3 0.0456 70.68 3.22

SUBTOTAL O 69.49

TRANSPORTE

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD TARIFA COSTO

A B C = A x

B

SUBTOTAL P


84.21

INDIRECTOS Y UTILIDADES:

OTROS INDIRECTOS:


84.21

131


DISEÑO: D3. DISEÑO INCLUSIÓN 20% VIDRIO FINO




O COSTO


R


Concretera 1.00 4.00 4.00 0.6000 2.40

SUBTOTAL M 2.70

MANO DE OBRA


O COSTO


R


0.50 3.66 1.83 0.6000 1.10

Albañil (E. Ocup. D2) 2.00 3.30 6.60 0.6000 3.96

Peón (E. Ocup.E2) 3.00 3.26 9.78 0.6000 5.87

SUBTOTAL N 10.93

MATERIALES


A B C = A x

B

Arena m3 0.3648 10.25 3.74

Ripio m3 0.6390 15.38 9.83

Agua m3 0.1840 3.00 0.55

Cemento kg 369.1300 0.14 51.68

Vidrio Molido m3 0.0912 70.68 6.45

SUBTOTAL O 72.24

TRANSPORTE


A B C = A x

B

SUBTOTAL P


85.87


OTROS INDIRECTOS:


85.87

132


DISEÑO: D4. DISEÑO INCLUSIÓN 10% VIDRIO GRUESO




O COSTO


R


Concretera 1.00 4.00 4.00 0.6000 2.40

SUBTOTAL M 2.70

MANO DE OBRA


O COSTO


R


0.50 3.66 1.83 0.6000 1.10

Albañil (E. Ocup. D2) 2.00 3.30 6.60 0.6000 3.96

Peón (E. Ocup.E2) 3.00 3.26 9.78 0.6000 5.87

SUBTOTAL N 10.93

MATERIALES


A B C = A x

B

Arena m3 0.4560 10.25 4.67

Ripio m3 0.5751 15.38 8.85

Agua m3 0.1840 3.00 0.55

Cemento kg 369.1300 0.14 51.68

Vidrio Molido M3 0.0639 70.68 4.52

SUBTOTAL O 70.27

TRANSPORTE


A B C = A x

B

SUBTOTAL P


83.89


OTROS INDIRECTOS:


83.89

133


DISEÑO: D5. DISEÑO INCLUSIÓN 20% VIDRIO GRUESO




O COSTO


R


Concretera 1.00 4.00 4.00 0.6000 2.40

SUBTOTAL M 2.70

MANO DE OBRA


O COSTO


R


1.00 3.66 3.66 0.6000 2.20

Albañil (E. Ocup. D2) 2.00 3.30 6.60 0.6000 3.96

Peón (E. Ocup.E2) 3.00 3.26 9.78 0.6000 5.87

SUBTOTAL N 12.02

MATERIALES


A B C = A x

B

Arena m3 0.4560 10.25 4.67

Ripio m3 0.5112 15.38 7.86

Agua m3 0.1840 3.00 0.55

Cemento kg 369.1300 0.14 51.68

Vidrio Molido m3 0.1278 70.68 9.03

SUBTOTAL O 73.80

TRANSPORTE


A B C = A x

B

SUBTOTAL P


88.52


OTROS INDIRECTOS:


88.52

134


DISEÑO: D6. DISEÑO INCLUSIÓN 10% VIDRIO FINO Y GRUESO



DESCRIPCIÓN CANTIDAD TARIFA COSTO HORA RENDIMIEN

TO COSTO


R


Concretera 1.00 4.00 4.00 0.6000 2.40

SUBTOTAL M 2.70

MANO DE OBRA

DESCRIPCIÓN CANTIDAD JORNAL /HR COSTO HORA RENDIMIEN

TO COSTO


R


1.00 3.66 3.66 0.6000 2.20

Albañil (E. Ocup. D2) 2.00 3.30 6.60 0.6000 3.96

Peón (E. Ocup.E2) 3.00 3.26 9.78 0.6000 5.87

SUBTOTAL N 12.02

MATERIALES

DESCRIPCIÓN UNIDAD CANTIDAD P.

UNITARIO COSTO

A B C = A x

B

Arena m3 0.4104 10.25 4.21

Ripio m3 0.5751 15.38 8.85

Agua m3 0.1840 3.00 0.55

Cemento kg 369.1300 0.14 51.68

Vidrio Molido m3 0.1095 70.68 7.74

SUBTOTAL O 73.02

TRANSPORTE


A B C = A x

B

SUBTOTAL P

TOTAL COSTO DIRECTO (M+N+O+P) 87.75


OTROS INDIRECTOS:


87.75

135


DISEÑO: VIDRIO MOLIDO




O COSTO


R

Herramienta menor

1.00 0.20 0.20 0.500 0.10

Trituradora 1.00 20.00 20.00 0.040 0.80

SUBTOTAL M 0.90

MANO DE OBRA


O COSTO


R

Peón (E. Ocup.E2)

5.00 3.26 16.30 0.6000 9.78

SUBTOTAL N 9.78

MATERIALES


A B C = A x

B

Vidrio m3 1.00 60.00 60.00

SUBTOTAL O 60.00

TRANSPORTE


A B C = A x

B

SUBTOTAL P


70.68


OTROS INDIRECTOS:


70.68

136

ANEXO 3: Certificación realización de ensayos en el laboratorio INECYC.

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE … · 2016-11-09 · A mis hermanos Néstor y Nubia,...

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